Instalación de aerogeneradores de eje vertical a los lados de las carreteras

Abstract

En el siguiente trabajo de fin de grado se ha realizado un estudio sobre la posible instalación de aerogeneradores de eje vertical en las carreteras españolas con el objetivo de generar energía eléctrica que pueda ser utilizada en diversas aplicaciones. Inicialmente, se ha realizado un análisis histórico de la energía eólica y de los distintos tipos de aerogeneradores existentes, junto con sus respectivas subcategorías. En esta etapa, se ha puesto especial énfasis en la comparación entre los aerogeneradores de eje vertical y los de eje horizontal, diferenciándolos en función de sus características principales, eficiencia y diseño. También se ha desarrollado un pequeño estudio preliminar sobre la posible instalación de aerogeneradores eólicos de eje vertical en forma de parque eólico y los diferentes inconvenientes y desafíos que este tipo de instalación podría acarrear. A su vez, junto a este apartado se comenta el caso escogido, consistente en una instalación de pequeños aerogeneradores de eje vertical a los lados de las carreteras españolas. Para ello, primero se ha realizado un análisis de las principales carreteras del país, distinguiendo por cuáles de ellas circulan más vehículos, especialmente camiones de carga, siendo estos los que desplazan una mayor cantidad de aire a su paso. Dentro de la gran red de carreteras españolas se ha seleccionado la Autopista del Mediterráneo, designada como AP-7, siendo esta la vía que mayor cantidad de vehículos pesados alberga durante todo el año. Posteriormente, se han analizado en detalle ciertos tramos de esta carretera para escoger cuáles de ellos son los más idóneos a la hora de montar este sistema. En relación con dicha instalación, se han evaluado diversas metodologías para la fijación y optimización del rendimiento de estos aerogeneradores. Una vez definida la vía en la que se implementará el sistema y analizados los posibles métodos de instalación, se ha procedido a la selección de los aerogeneradores más adecuados para la generación de energía eléctrica a partir del aire desplazado por los vehículos en movimiento. Para ello, se han considerado tres modelos de aerogeneradores actualmente disponibles en el mercado o en fase de prueba. De estos, se han seleccionado dos: ENLIL y Alpha 311. El aerogenerador de origen turco ENLIL ha sido identificado como el más adecuado para ubicaciones cercanas al tráfico rodado, debido a sus mayores dimensiones. Por su parte, los aerogeneradores británicos Alpha 311 han sido considerados idóneos para aplicaciones más específicas, integrándose en las farolas ya existentes en la vía. Con los aerogeneradores seleccionados y sus respectivos métodos de instalación definidos, se han realizado los cálculos de producción energética bajo determinadas condiciones de operación. Este análisis se ha basado en datos empíricos extraídos de diversas fuentes, entre ellas un estudio sobre la autopista King Fahad Bin Abdul Aziz, en Kuwait, y la patente registrada por la empresa Alpha 311, donde se especifican varios valores de velocidad del viento en función de distintos tipos de vehículos y sus respectivas velocidades. Estas velocidades del viento han constituido el parámetro fundamental en la estimación de la producción energética de cada aerogenerador. No obstante, el impacto individual de un solo aerogenerador de estas características es limitado; el verdadero potencial radica en la instalación conjunta de múltiples aerogeneradores de eje vertical (VAWT) de pequeño tamaño, lo que permite alcanzar una producción energética significativamente mayor. A partir de estos cálculos, se ha estimado la producción anual de energía, la cual ha sido posteriormente utilizada para evaluar el ahorro en emisiones de CO2, considerando los factores de emisión equivalentes de la generación eléctrica nacional.