La energía eólica se expande rápidamente, por lo que la complejidad aumenta y se necesitan tecnologías de modelado y control más sofisticadas para hacer que el sistema eléctrico sea resistente, sobre todo a medida que la propia tecnología de generación eólica avanza y las regulaciones cambian. Ante la necesidad de la industria de contar con investigadores para resolver estas barreras, el proyecto europeo WinGrid (Investigación sobre las interacciones entre redes y parques eólicos: exploración y desarrollo) ha trabajado durante más de cuatro años para impulsar la formación de investigadores de la industria eólica, la próxima generación de diseñadores de turbinas eólicas.
Financiado por la UE con 4,3 millones de euros del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 y llevado a cabo con el apoyo del programa de Acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto WinGrid ha involucrado a académicos, expertos de la industria y consultores de toda Europa que capacitaron a investigadores en etapa inicial (ESR) en el hardware y software en el corazón de la industria eólica. Entre otras cuestiones, también se les formó para abordar los desafíos actuales y futuros de la industria.
Formación de investigadores de la industria eólica
El consorcio de WinGrid -coordinado por la Universidad de Warwick (Reino Unido) e integrado por otros socios de Dinamarca, Reino Unido, Alemania, Irlanda, Países Bajos e Israel- organizó seminarios para operadores de sistemas dentro y fuera de Europa. También invitó a fabricantes de turbinas eólicas, propietarios de parques eólicos, empresas de consultoría y organizaciones de innovación, para ayudarles a comprender todas las perspectivas de la industria eólica.
El proyecto capacitó a investigadores en etapa inicial, que a su vez llevaron a cabo amplias actividades de difusión y generaron un gran número de publicaciones.
Objetivos de WinGrid
El proyecto WinGrid finalizó el pasado mes de marzo, y el Servicio de Información Comunitario sobre Investigación y Desarrollo (Cordis) de la Comisión Europea ha publicado recientemente sus resultados.
En el marco del proyecto, se investigó sobre la capacidad de las turbinas eólicas para proporcionar servicios rápidos a gran escala en todo el sistema eléctrico. El objetivo de WinGrid ha sido formar y lanzar a la próxima generación de investigadores en cuestiones de integración de sistemas eléctricos asociadas con el despliegue a gran escala de la generación eólica, centrándose especialmente en los aspectos de modelado y control del diseño de la interfaz entre turbinas eólicas y redes eléctricas, la estabilidad del sistema y la implementación robusta.
Turbinas eólicas, parques eólicos y red eléctrica
Por un lado, durante el proyecto se trabajó para desarrollar estrategias avanzadas de reducción de modelos y control robusto para evaluar las interacciones dinámicas entre turbinas eólicas individuales, entre cadenas de parques eólicos y entre parques eólicos y la red eléctrica.
Otro de los objetivos de la investigación en el marco del proyecto WinGrid se basó en desarrollar soluciones técnicas que maximicen el potencial de las turbinas eólicas para proporcionar servicios de apoyo al control de frecuencia, cuando dichos sistemas se implementan a gran escala con una alta participación de la energía eólica. Además, se evaluaron las oportunidades de implementar el almacenamiento local de energía para optimizar los flujos de ingresos por servicios auxiliares y reducir el ciclo de costes de mantenimiento; y el desarrollo de servicios de equilibrio a partir de soluciones híbridas eólicas, incluida la energía solar fotovoltaica y el almacenamiento de energía.
Asimismo, la investigación se centró en desarrollar técnicas avanzadas de modelado y control para las tecnologías emergentes de turbinas eólicas basadas en convertidores sincronizados y transmisión hidrostática. Estas técnicas consisten en desarrollar herramientas de análisis para redes (formadas por aerogeneradores en un parque eólico), y en investigar métodos de control para el uso del almacenamiento de energía local para ampliar la capacidad dinámica de las turbinas eólicas.
Resultados del proyecto WinGrid
En el marco del proyecto WinGrid, se realizaron varias pruebas en laboratorios de Dinamarca, Alemania, Israel, Italia y el Reino Unido.
Entre otros resultados, cabe destacar que el proyecto ha identificado algunas de las causas fundamentales de las interacciones dinámicas dentro y entre parques eólicos. También ha desarrollado una estrategia de control óptima basada en inteligencia artificial para maximizar la potencia; y ha ideado soluciones técnicas para maximizar el potencial de las turbinas eólicas, así como métodos avanzados de modelado y control para inversores sincronizados.
Además, se crearon nuevos métodos de control para mejorar las respuestas de frecuencia; y los nuevos diseños de turbinas eólicas, como las turbinas eólicas hidrostáticas, demostraron un gran potencial.
En definitiva, el proyecto WinGrid encontró formas de operar los sistemas de energía eólica de manera más eficiente y estable. Al demostrar la capacidad de las turbinas eólicas para proporcionar de manera confiable servicios al sistema eléctrico más allá de la generación de energía, los resultados contribuyen a allanar el camino para la transición energética.