El nuevo estudio de Berkeley Lab encuentra un aumento dramático en la producción estimada del proyecto junto con una disminución en los niveles de sonido circundantes para futuras turbinas en comparación con las instaladas en el pasado. 

Múltiples factores tecnológicos, sociales y de mercado de la energía eólica están evolucionando rápidamente. En particular, se está produciendo un aumento significativo de la altura y el tamaño de las turbinas eólicas y se prevé que continúe. Si bien las turbinas más grandes que se espera implementar en el futuro son más potentes y eficientes, también se espera que operen con emisiones de sonido más altas que las instaladas en la última década. Debido a sus alturas más altas, rotores más grandes y niveles de potencia de sonido más altos, las futuras turbinas eólicas requerirán mayores distancias de los hogares y un mayor espacio entre las turbinas, lo que resultará en menos turbinas desplegadas para un área de terreno determinada. Estas tendencias tecnológicas y de ubicación en competencia, y sus impactos asociados, no se comprenden bien.

El nuevo análisis del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley”Efectos del aumento de tamaño de las turbinas eólicas terrestres en los niveles de sonido de la comunidad y la densidad de potencia y energía” simula el desarrollo de 22 proyectos únicos en dos sitios prototípicos diferentes utilizando once modelos de aerogeneradores diferentes para extraer la salida, la capacidad nominal, el número de aerogeneradores y los patrones de nivel de sonido del receptor entre proyectos que utilizan modelos de aerogeneradores más antiguos, actuales y futuros ubicados dentro de un terreno fijo área.

El estudio, publicado en Applied Energy en formato de acceso abierto, está disponible aquí(link is external). Los autores organizarán un seminario web sobre los resultados del estudio el 13 de abril de 2023 a la 1 p. m., hora del este / 10 a. m., hora del Pacífico. Registrar aquí: https://lbnl.zoom.us/webinar/register/WN_ljqJqmyWQEaSl0nC99kDdQ(link is external).

A continuación se presenta un resumen de los hallazgos clave:

El análisis encuentra, como era de esperar, que las futuras turbinas son más de un 60 % más altas que las instaladas con mayor frecuencia en la última década. En relación con esto, se espera que un 60 % menos de turbinas puedan caber en la misma área de tierra en el futuro que en el pasado.

Desde el período Entonces (utilizando las turbinas instaladas con mayor frecuencia en la última década en los EE. UU., 2011-2020) hasta el período Futuro (turbinas que se espera que se instalen en los próximos tres a cinco años, 2023-2025), aerogeneradores se espera que las alturas aumenten en promedio un 60%, de 122 m a 202 m (Figura 1). Este aumento en la altura total de la turbina, junto con diámetros de rotor más grandes y aumentos en el nivel de potencia del sonido, disminuye la cantidad de turbinas que se pueden desarrollar en el área de tierra fija en nuestros dos sitios prototípicos. En consecuencia, el número promedio de turbinas disminuye en un 60% (de 222 a 89) en esos sitios. (Consulte el título de la Figura 1 para obtener más detalles sobre los períodos).

A pesar de la menor cantidad de turbinas, los diseños de plantas que utilizan turbinas futuras dan como resultado proyectos con mayores capacidades instaladas y producción anual de energía para un área de terreno determinada.

A pesar de un 60 % menos de turbinas para el área de terreno determinada en los dos sitios, la capacidad nominal total instalada para proyectos futuros aumenta aproximadamente un 11 % (de 395 MW a 437 MW) y la producción de energía anual estimada aumenta casi un 60 % (de 1,146 MW). GWh/año a 1,825 GWh/año) durante el período Entonces. Estas tendencias promedio se comparten entre todos los fabricantes y en ambos sitios, con alguna variación en el tamaño de esas tendencias (no se muestra). Estos aumentos de producción son impulsados, en gran parte, por aumentos significativos en la capacidad nominal y la eficiencia de los modelos de turbina utilizados en el período Futuro.

Se espera que los niveles de sonido de la comunidad en los hogares sean significativamente más bajos en el futuro, a pesar de las turbinas más ruidosas en general.

Aunque se espera que los bordes de fuga dentados (STE), que reducen los niveles de sonido en aproximadamente 1.5 dBA, se apliquen a las palas de todos los modelos de turbinas futuras, los niveles de sonido de la turbina (en el eje) para las turbinas del futuro son más altos (105.3 dBA) que para turbinas Then (104.3 dBA). A pesar de este aumento previsto, se estima que los niveles de sonido en los hogares que rodean las turbinas serán un 18% más bajos en el período Futuro. Esta disminución es el resultado de aumentos en los retranqueos de las casas que se escalan como un múltiplo de la altura de la turbina y un factor de la potencia acústica de la turbina, así como de la construcción de menos turbinas eólicas en la misma área de terreno.

Estos niveles de sonido más bajos ocurren no solo para los proyectos vecinos de casas, sino también para aquellos que están muy cerca de las turbinas en parcelas que albergan turbinas.

Una molestia potencial comúnmente mencionada para los hogares muy cerca de proyectos eólicos son los sonidos de las turbinas. Sin embargo, nuestra investigación encuentra que los niveles promedio estimados de presión de sonido del receptor (SPL) (una medida de lo que los habitantes de las casas vecinas podrían escuchar) que rodean los proyectos en todos los períodos muestran disminuciones constantes con respecto a los estimados en el período Entonces (Figura 2). Esto es especialmente pronunciado para el período Futuro, donde las disminuciones están entre 1.5 y 3 dB. Las viviendas participantes, que están ubicadas en parcelas donde se pueden alojar turbinas, tienden a estar más cerca de las turbinas eólicas y también están sujetas a límites de ruido más altos al diseñar los proyectos en relación con las viviendas de los no participantes. Sin embargo, nuestra investigación encuentra que se produce una reducción en el SPL en todos los períodos para esos hogares, así como para sus vecinos no participantes. Esto implica que las futuras turbinas podrían reducir significativamente una molestia potencial común.

Figura 2. Cambio promedio de los niveles de presión de sonido (SPL) con ponderación A general medidos en hogares receptores con referencia a Entonces (es decir, inicial) SPL por participación. Los no participantes, aquellos que se encuentran cerca de los proyectos, se muestran como líneas continuas y los participantes, aquellos con parcelas donde se pueden ubicar las turbinas, se muestran como líneas discontinuas.

Muchos otros beneficios parecen probables como resultado de una mayor adopción de turbinas más altas y de mayor capacidad en el futuro.

Debido a su mayor tamaño, las turbinas instaladas en el futuro se ubicarán más lejos de las casas y los límites de la propiedad debido a los retranqueos que a menudo se requieren en función de la altura total. Además, el uso de menos turbinas para proyectos futuros podría proporcionar una mayor flexibilidad en cuanto a dónde se colocan las turbinas en el terreno, por lo tanto, potencialmente, creando una mayor oportunidad para evitar cuencas visuales sensibles. Además, mayores capacidades y resultados del proyecto podrían conducir a mayores beneficios económicos locales (por ejemplo, impuestos e ingresos).

una serie de áreas para investigación futura se sugieren tales como: examinar las compensaciones estéticas de menos turbinas más grandes frente a turbinas más pequeñas más numerosas; la necesidad de examinar los resultados en otros sitios (líneas de cresta y regímenes de viento alternativos); y, el valor de realizar análisis económicos utilizando turbinas que se instalarán en el futuro.

Te agradecemos Oficina de Tecnologías de Energía Eólica del Departamento de Energía de EE. UU. por su apoyo a este trabajo, así como a las numerosas personas y organizaciones que generosamente proporcionaron datos e información y revisaron nuestro estudio.

Artículo y gráficos cortesía de la Berkeley Labs, Política y Mercados Eléctricos,

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• Fuente: https://cleantechnica.com/2023/03/25/how-will-future-larger-turbines-impact-wind-project-electricity-output-surrounding-community-sound-levels/