Formar la próxima generación de diseñadores de turbinas eólicas
La energía eólica aumenta rápidamente. Esta fuente de energía ecológica promete aliviar muchos de los problemas asociados a la quema de combustibles fósiles, aunque afronta retos importantes. Uno de estos retos gira en torno a estabilidad del sistema eléctrico en el futuro. A medida que crecen las redes de energía eólica, aumenta su complejidad y se necesitan tecnologías de modelización y control más sofisticadas para que el sistema en su conjunto sea resiliente, sobre todo a medida que avanza la propia tecnología de generación eólica y cambian las normativas. Sin embargo, la industria todavía carece de los investigadores de alto nivel necesarios para resolver estos problemas. El equipo del proyecto WinGrid, financiado con fondos europeos y realizado con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, tenía el objetivo de reforzar nuestros futuros sistemas de energía eólica mediante la formación rigurosa de investigadores del sector eólico. En el proyecto participaron académicos, representantes del sector industrial y consultores de toda Europa para formar a investigadores noveles en el «hardware» y el «software» que constituyen el núcleo de la industria eólica. También se les enseñaron los retos específicos del sector, tanto los actuales como los previstos, y se introdujeron elementos de supervisión para ayudar a gestionar la transición a esta fuente de energía. «Los sistemas eléctricos están pasando rápidamente de estar dominados por los combustibles fósiles, la energía nuclear y la hidráulica a incorporar las fuentes ecológicas pero intermitentes de la energía eólica y solar. Este cambio exige una evolución igualmente rápida en el funcionamiento y control de estos sistemas dominados por las energías renovables», explica Xiaowei Zhao, catedrático de Ingeniería de Control de la Universidad de Warwick y coordinador del proyecto WinGrid.
Garantizar que la energía eólica pueda sostener los sistemas energéticos del futuro
En el proyecto se investigó la capacidad de las turbinas eólicas para prestar servicios rápidos a escala de un sistema eléctrico. «Era importante que los investigadores noveles comprendieran no sólo los aspectos operativos y de planificación de los sistemas eléctricos modernos, sino también las razones de los distintos métodos adoptados por los distintos países», añade Zhao. El equipo de WinGrid organizó seminarios para los operadores de sistemas dentro y fuera de Europa. También invitaron a los seminarios a fabricantes de turbinas eólicas, propietarios de parques eólicos, empresas de consultoría y organizaciones de innovación para ayudarles a comprender todas las perspectivas del sector. «En el proyecto se ha logrado forjar alianzas valiosas con socios industriales clave», señala Zhao.
Formar investigadores noveles y difundir conocimientos nuevos
En el proyecto se formó con éxito a sus investigadores noveles, que llevaron a cabo amplias actividades de difusión y explotación (disponible en línea) y generaron un gran número de publicaciones. Las sesiones de formación se grabaron y compartieron en el canal de YouTube del proyecto, que cuenta con más de doscientos suscriptores y ha registrado casi diez mil visitas de más de cien países.
Identificar y mejorar los fundamentos de la energía eólica
Entre otros resultados, en el proyecto se logró lo siguiente: identificar algunas de las causas fundamentales de las interacciones dinámicas dentro de los parques eólicos y entre ellos; desarrollar una estrategia de control óptimo basada en IA para la maximización de la potencia; e idear innovaciones técnicas para maximizar el potencial de las turbinas eólicas, así como métodos avanzados de modelización y control de sincronizadores. Se crearon métodos nuevos de control para mejorar las respuestas en frecuencia, mientras que los diseños nuevos de turbinas eólicas, como los hidrostáticos, demostraron un gran potencial. En el proyecto se encontraron formas de hacer funcionar los sistemas de energía eólica de manera más eficiente y estable. Se realizaron varias pruebas en laboratorios de Alemania, Dinamarca, Israel, Italia y el Reino Unido. «Al demostrar la capacidad de las turbinas eólicas para prestar servicios fiables al sistema más allá de la mera generación de energía, hemos contribuido a allanar el camino para una transición armoniosa hacia sistemas dominados por la energía ecológica, lo que reduce la necesidad de generación fósil para la seguridad y estabilidad del sistema», afirma Zhao.
Palabras clave
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