Investigadores de la Universidad de Texas desarrollan palas de turbinas eólicas en aguas profundas

El Dr. Todd Griffith, profesor asociado de ingeniería mecánica, demuestra el diseño de su pala para una turbina eólica flotante en alta mar. Griffith dirige un equipo de investigadores y colaboradores de UT Dallas para construir un prototipo de la turbina. Fuente | Universidad de Texas en Dallas

El profesor asociado de ingeniería mecánica de la Universidad de Texas en Dallas (UT Dallas), el Dr. Todd Griffith y su equipo, han recibido una subvención de 3,3 millones de dólares del Departamento de Energía de EE. UU. Para desarrollar un prototipo de su diseño de turbina eólica marina flotante para convertir los vientos de las profundidades del océano. en electricidad.

La nueva subvención es parte de un premio de $ 26 millones de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (APRA-E) que financia 13 proyectos para acelerar las tecnologías de turbinas eólicas marinas flotantes a través de las turbinas aerodinámicas, más ligeras y a flote, con tecnologías náuticas y servocontrol integrado (ATLANTIS ) programa.

El Departamento de Energía estima que las aguas estatales y federales a lo largo de las costas de los EE. UU. Y los Grandes Lagos podrían generar el doble de la cantidad de energía generada por todas las plantas de energía eléctrica del país combinadas. Una de las mayores barreras para recolectar esa energía ha sido el alto costo de desplegar turbinas eólicas en aguas más profundas, donde se requieren plataformas flotantes. El proyecto de Griffith tiene como objetivo reducir el costo y superar los desafíos con la instalación y la conexión a las redes de energía existentes con cables submarinos.

El diseño de la turbina eólica de eje vertical de Griffith, a diferencia de las turbinas eólicas de eje horizontal de tres palas tradicionales, requiere palas verticales que se coloquen en posición vertical sobre una plataforma que se asienta en parte sobre la superficie del océano y en parte debajo. La plataforma está unida al fondo del mar con cables, en lugar de anclada directamente al fondo del mar, bajo profundidades oceánicas de al menos 200 pies.

Según el diseño, las palas de la turbina se elevarían entre 600 pies y 700 pies sobre la superficie del océano, pero podrían alcanzar hasta 900 pies.

Griffith comenzó a investigar diseños de turbinas eólicas de eje vertical en 2009 cuando era miembro principal del personal técnico y líder técnico en alta mar en el Departamento de Tecnologías de Energía Eólica de Sandia National Laboratories (Albuquerque, N.M., EE. UU.). Se unió a UT Dallas en 2017.

Bajo la nueva beca, el equipo de UT Dallas estará integrado por estudiantes de doctorado, investigadores postdoctorales y el Dr. Mario Rotea, presidente Erik Jonsson y jefe de ingeniería mecánica, quien liderará el impulso de sistemas de control del proyecto. A través de un proceso llamado codiseño de control, Rotea dijo que trabajará en el desarrollo de los subsistemas necesarios para extraer la mayor cantidad de energía con el menor esfuerzo de la turbina, lo que incluye administrar las fuerzas en las palas y la velocidad de la turbina en condiciones climáticas cambiantes.

La investigación es fundamental para expandir el uso de la energía eólica en los Estados Unidos, especialmente en las áreas costeras, según Rotea. El único proyecto eólico marino comercial del país, que entró en funcionamiento en 2016, es el parque eólico de Block Island, a unas 4 millas de la costa de Block Island, Rhode Island.

Los investigadores de UT Dallas están trabajando con la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y los socios corporativos Aquanis Inc., VL Offshore y XFlow Energy.

"Para mí, esta es una oportunidad para hacer una gran investigación con un gran equipo de ingeniería multidisciplinario", dice Griffith. “Estamos reuniendo el diseño estructural, la aerodinámica, los sistemas de control, los sistemas flotantes, la economía y los procedimientos de instalación. Es un verdadero problema de ingeniería a nivel de sistemas. Estoy emocionado de poder liderar este grupo increíble para unir toda esta tecnología para hacer realidad la visión del programa ATLANTIS ".