Un generador superconductor pionero para lograr turbinas eólicas más ligeras y potentes
La primera turbina eólica generadora de electricidad se inventó en 1888. Sin embargo, la instalación de líneas eléctricas y la dependencia posterior de los combustibles fósiles relegó la energía eólica a un segundo plano. En la década de 1970, el interés por este tipo de energía volvió a crecer y, en 2015, la generación eólica a escala mundial supuso cerca del 4 % de la generación eléctrica total. De hecho, la energía eólica es ya una industria valorada en 72 000 millones de euros en Europa. A medida que se incrementa el interés mundial por los sistemas energéticos basados en el viento, también aumenta la capacidad de generación necesaria. El reto es lograr turbinas cada vez más altas pero que no pesen ni cuesten más. El proyecto financiado con fondos europeos EcoSwing, todo un pionero en este campo, generó una opción de alta tecnología mediante la demostración del primer generador superconductor en una turbina eólica comercial. Su propuesta reduce considerablemente el peso a igual capacidad de generación y sus beneficios aumentan al aumentar dicha capacidad.
Romper el ciclo rompiendo moldes
EcoSwing se propuso emplear superconductores, materiales cuya resistencia al flujo de la electricidad desaparece cuando se enfrían, para sustituir componentes convencionales en los generadores eléctricos de las turbinas eólicas. Según Jesper Hansen, coordinador del proyecto: «Si bien se han validado algunas máquinas en pilotos de laboratorio a pequeña escala (motores y generadores), no se han ejecutado tantas demostraciones con máquinas superconductoras en entornos industriales. Fuimos los primeros en diseñar, construir, instalar y operar un generador superconductor a escala real en una turbina eólica. Este proceso nos ofreció una plétora de información sobre la tecnología aplicable mediante herramientas y capacidades comunes». Este proceso de descubrimiento dio lugar a grandes revelaciones. Entre ellas, que la refrigeración criogénica fue más eficaz de lo esperado, por lo que las futuras máquinas superconductoras podrían precisar menos refrigeración. Es más, las bobinas superconductoras eran más resistentes de lo que se esperaba durante el funcionamiento, a pesar de las condiciones extremas. El generador superconductor de EcoSwing demostró un 25 % de reducción de peso en comparación con una máquina de tamaño similar con imanes permanentes convencionales. A lo que Hansen añade: «En aplicaciones de turbinas eólicas con potencia superior a los 6 MW, nuestras proyecciones muestran que los generadores eléctricos superconductores pueden ser tan rentables como la tecnología más puntera, además la competitividad aumenta con la potencia». El equipo destacó que se produce el doble de ahorro en el peso para generadores en el rango de los 10 MW. En reconocimiento de sus logros pioneros, la tecnología de EcoSwing recibió la medalla de oro de Windpower Monthly y, en 2018, recibió el galardón de tren de transmisión del año.
Sentar las bases para el liderazgo europeo en la tecnología de generación superconductora
Tras la finalización del proyecto, el generador superconductor se desmanteló y se almacenó. Actualmente, los socios de EcoSwing buscan con gran interés formas de mejorar y difundir sus conocimientos sobre el generador para fomentar su utilización y recabar fondos adicionales. Según Hansen, gracias a EcoSwing «el socio THEVA Dünnschichttechnik GmbH posee una instalación de fabricación que no solo produce cable superconductor, sino que además tiene la capacidad de generar bobinas. Antes del proyecto, estas bobinas no estaban comercialmente disponibles en Europa». Además, continúa Hansen, «el socio Sumitumo Cryogenics of Europe Ltd. desarrolló la primera junta rotativa del mundo con acoplamiento de helio, la cual funcionó a la perfección». Su comercialización impulsaría la adopción de tecnologías renovables para la generación de electricidad, reduciría el empleo de combustibles fósiles y acercaría Europa a sus objetivos de mitigación del calentamiento climático.
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