Un nuevo estudio publicado por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) ha demostrado que las «turbinas eólicas de gran tamaño» posiblemente pueden mejorar el valor de la energía eólica para el sistema eléctrico en alrededor de $ US4-5 / MWh.
El nuevo estudio, publicado en la revista Wind Engineering, destaca cómo la reciente ampliación del tamaño de la turbina eólica, que incluye la capacidad de la placa de identificación, el diámetro del rotor y la altura de la torre, se ha centrado principalmente en reducir el costo nivelado de electricidad (LCoE) de la energía eólica .
Sin embargo, como señalan los autores, «con el costo nivelado de energía del viento ahora comparable con el de otros recursos generadores, otras consideraciones de diseño además de la minimización de costos han crecido en importancia», como la creciente penetración del mercado del viento que comienza a imponer desafíos a las redes eléctricas nacionales. .
Al sobredimensionar las turbinas eólicas, los investigadores de Berkeley Lab descubrieron que el valor de la energía eólica podría mejorarse para el sistema eléctrico y proporcionar otros beneficios «ocultos» que ilustran la importancia de expandir el enfoque del diseño de la turbina eólica más allá de la minimización de costos directos e incluir un conjunto más amplio de factores que impactan el valor de la energía eólica en la red eléctrica.
Esta no es la primera vez que esta teoría particular ha sido probada. Una investigación previa realizada por Berkeley Lab a principios de este año encontró que las turbinas más grandes en mercados de energía eólica con capacidad limitada podrían permitir una mayor reducción de LCoE de aproximadamente $ US6 / MWh.
Otra investigación, realizada por la consultora noruega DNV GL, identificó una serie de posibles soluciones a los desafíos logísticos asociados con el despliegue de turbinas eólicas cada vez más grandes, como transporte innovador, palas segmentadas o híbridas, y fabricación en el sitio.
Sin embargo, el LCoE de la energía eólica ahora es comparable con el de otras fuentes generadoras, lo que significa que otras consideraciones de diseño además de la minimización de costos han crecido en importancia.
La nueva investigación de Berkeley Lab, por lo tanto, investiga la necesidad de diseño expandido y analiza el impacto de las grandes turbinas eólicas en el valor del sistema de red.
El estudio, por lo tanto, demuestra lo que los autores describen como un «posible doble dividendo», a saber, que los rotores más grandes en relación con la capacidad de la placa de identificación combinados con torres más altas podrían no solo reducir el LCoE de la energía eólica, sino que también podrían mejorar el valor de la energía eólica mientras proporcionando beneficios ocultos adicionales que se derivan del hecho de que las turbinas eólicas más grandes distribuyen la producción de viento proporcionalmente durante más horas del año.
El informe de Berkeley Lab analizó los patrones recientes de precios al por mayor por hora y los perfiles de viento por hora para las plantas eólicas ubicadas en los siete mercados mayoristas organizados de los Estados Unidos y descubrió que, en regiones donde la penetración del viento ha alcanzado aproximadamente el 20%, las turbinas eólicas de gran tamaño ya podrían impulsar la energía al por mayor y valor de capacidad en $ US2-3 / MWh en promedio, en comparación con las turbinas implementadas en el pasado reciente.
En todos los mercados mayoristas de los Estados Unidos, el aumento del valor promedio es de $ US1-2 / MWh, mientras que las plantas específicas en algunas áreas podrían ver una mejora del valor ya en el ámbito de alrededor de $ US5 / MWh.
El informe también encontró que estos beneficios de valor de mercado mayorista se pueden aumentar con tres posibles ventajas adicionales de un mayor tamaño de la turbina eólica, que incluye un menor gasto de transmisión debido a una mayor utilización de la transmisión, menores costos de equilibrio para el sistema eléctrico debido a una menor variabilidad de la producción eólica agregada menores costos de financiamiento debido a la menor incertidumbre en la producción eólica a largo plazo.
Al agregar estos beneficios adicionales, que suman alrededor de $ US2 / MWh, al aumento del valor de energía y capacidad de alrededor de $ US2-3 / MWh visto en regiones con mayores penetraciones de viento, terminas con un beneficio agregado promedio de $ US4 -5 / MWh en áreas con mayor penetración del viento.
Además, estos posibles beneficios se suman a la ventaja potencial de $ US6 / MWh de LCoE de las turbinas eólicas de gran tamaño ya descubiertas por Berkeley en una investigación publicada a principios de este año, lo que genera un beneficio potencial en las turbinas eólicas de gran tamaño de alrededor de $ 10 / MWh.
Por supuesto, como explica Berkeley Lab, «el grado en que estas ventajas se realicen en última instancia, y en qué punto las mesetas del tamaño de la turbina, estarán determinadas por los futuros patrones de precios al por mayor, el éxito del diseño continuo y la optimización de materiales, la aceptación social y los obstáculos regulatorios y las limitaciones logísticas de transportar y levantar cuchillas, torres y componentes de góndola aún más grandes «.
