Combustibles verds en el transport marítim.

Els vaixells transporten al voltant del 90% de les mercaderies i emeten al voltant del 3% del CO₂ mundial. L'Organització Marítima Internacional (OMI), l'agència de les Nacions Unides encarregada de regular el transport marítim, van establir a l'atardor del 2023 plans perquè aquesta indústria arribi a les net zero emissions l'any 2050.

Com va passar fa centenars d'anys,  els vaixells moderns parcialment poden ser propulsats pel vent. De fet, un vaixell de càrrega britànic va fer el seu primer viatge amb veles fetes amb el mateix material que les turbines eòliques.

Per tant, el vent, pot reduir les emissions d'un vaixell durant tota la seva vida útil, però la capacitat del vent està limitada ja que només poden proporcionar fins a un 30% de l'energia que necessiten els vaixells per navegar o, menys  quan hi ha mal temps. El vent pot ajudar els vaixells de mercaderies, però és poc probable que substitueixin completament els motors de combustible. Una bona opció es canviar el petroli per combustibles verds alternatius.

La indústria naviliera s'enfronta a grans reptes per fer aquest canvi cap a combustibles com seria l'amoníac, l'hidrogen i el metanol. Tot i que algunes empreses com Maersk han començat a provar-los, la conversió de tota la indústria requerirà augmentar l'energia renovable, crear noves xarxes de distribució de combustible a tot el món, revisar els marcs reguladors i construir motors de vaixells que puguin cremar combustibles ecològics.

Alguns d'aquests passos estan en marxa, però encara queda molt per fer. L'hidrogen verd es produeix dividint l'aigua en hidrogen i oxigen mitjançant l'electricitat generada per fomnt renovables. L'amoníac verd es forma combinant nitrogen de l'aire i hidrogen verd mitjançant un procés anomenat Haber-Bosch.

El metanol verd es genera mitjançant una planta de calefacció o altres residus orgànics per crear un gas que després es pot convertir en biometanol, o bé combinant hidrogen verd i CO₂ capturat per fer e-metanol.

A l'hora d'avaluar com de verd és realment un combustible, no només són importants les emissions creades en cremar-lo en un motor, sinó també les emissions derivades de l'extracció, producció, transport i emmagatzematge.

Aquesta avaluació del cicle de vida de les emissions s'anomena well-to-wake. De la mateixa manera, un cotxe elèctric no és pot considera net zero en carboni si la seva energia es genera amb combustibles fòssils, ni tampoc un vaixell que utilitza l'amoníac o metanol si aqeust es produeix per la combustió de gas natural.

Aquesta avaluació exigeix ​​que els tres combustibles es generin només amb energies renovables. Només això requerirà d'una gran inversió. Segons un estudi realitzat per la Cambra de Navegació Internacional l'any 2022, la indústria naviliera necessitarà fins a 3.000 TWh d'electricitat renovable a l'any, la qual cosa gairebé equival al total actual de la producció d'electricitat eòlica i solar es adir, uns 3.444 TWh.

Aquesta producció s'ha d'augmentar, ja que altres indústries, com ara l'acer i el ciment, també necessitaran energia sense emissions el 2050. De fet, s'han d'invertir fins a 1,9 bilions de dòlars EUA per descarbonitzar completament el transport marítim, amb més de la meitat del necessari per produir hidrogen verd, que també és essencial per produir metanol verd i amoníac.

Es necessiten vaixells amb motors compatibles donat que els que actualement funcionen amb petroli i gasoil no poden canviar a la combustió de combustibles ecològics d'una manera fàcil. La flota mundial d'uns 61.000 vaixells haurà de ser actualitzada o substituïda abans del 2050.

La modernització pot permetre que els actuals vaixells funcionin amb metanol i amoníac, però segons el tipus de combutipbe això costa entre 5 i 15 milions de dòlars USA per vaixell. És probable que els vaixells més antics arribin al final del seu servei abans que s'amortitzi aquesta inversió tenint en compte que el cost onerós és el mateix fins i tot per als vaixells més petits.

Línies navilieres de contenidors com Maersk, Evergreen, CMA CGM i COSCO ja estan demanant vaixells capaços de consumir tant metanol com metà. Maersk va rebre el seu primer vaixell de doble combustible que crema metanol verd i fuel, i va navegar trasportatn càrregues des de Corea del Sud fins a Dinamarca l'agost de 2023.

El primer vaixell preparat per a amoníac, Kriti Future, ja està navegant per l'oceà, tot i que encara no està consumint amoníac. Els vaixells propulsats per piles de combustible d'hidrogen es queden per darrere dels altres dos combustibles, però els creuers de MSC han demanat dos vaixells preparats per a l'hidrogen per al 2028.

Tot i que aquestes comandes de vaixells inspiren optimisme sobre la descarbonització, la veritat és que només representen un percentatge molt petit de la flota mundial.

La manca de normes de seguretat és en part responsable de la lenta absorció dels combustibles alternatius. Tot i que l'Agència Internacional de l'Energia preveu que l'amoníac verd serà el combustible més utilitzat el 2050, les companyies navilieres han fet més comandes de vaixells propulsats amb metanol i metà. Això es deu en part perquè l'OMI ha emès normes de seguretat per al metanol com a combustible, però no per a l'amoníac i l'hidrogen, que ha posat en dubte el seu futur entre els armadors.

Perquè els combustibles ecològics siguin àmpliament adoptats, han d'estar als ports de tot el món, però no n'hi ha cap disponible. Hi ha uns 120 ports capaços d'emmagatzemar i lliurar metanol, però no hi ha prou metanol verd.  Segons el Green Methanol Institute, es podrien produir uns 0,7 milions de tones de metanol verd a tot el món a finals de 2023. Es preveu que la capacitat de producció assoleixi els 8 milions de tones anuals el 2027. Però la indústria marítima global necessita 550 milions de tones el 2050 per substituir l'oli.

És possible que no hi hagi prou residus agrícoles i alimentaris per descarbonitzar tots els sectors de l'economia global. I per tant, cal que la producció de combustibles a partir d'electricitat renovable ha d'augmentar.

El desplegament de combustibles ecològics també requerirà la construcció de canonades, dipòsits d'emmagatzematge i estacions de recarrega portuàries. L'hidrogen verd en particular, l'ingredient clau d'altres combustibles, necessitarà una gran inversió, ja que s'ha d'emmagatzemar en contenidors especials a uns -253 °C .

La indústria naviliera no s'ha decidit sobre el combustible del futur . Però calen més d'un tenint en compte l'oferta limitada d'energies renovables.

La bona notícia és que la descarbonització de l'enviament internacional beneficiarà més que aquesta indústria vital accelerant les inversions en energies renovables i ajudant a les economies emergents riques en sol a prosperar amb l'oportunitat de produir hidrogen verd rendible.

Font: The Conversation is an independent, not-for-profit, news and information service sourced from the university and research sector, delivered straight to the public. Professionally edited by journalists, The Conversation offers news, views and analysis on current or relevant issues, as well as the latest research and breakthroughs.

Potencial dels cotxes solars

Malgrat l’increment en l’adopció de vehicles elèctrics, el sector del transport continua sent responsable d’aproximadament un terç de les emissions mundials de diòxid de carboni (CO₂).

Aquesta xifra posa de manifest que, tot i els avanços tecnològics i el canvi cap a alternatives més sostenibles, encara queda un llarg camí per recórrer per tal d’assolir els objectius globals de descarbonització. En aquest context, resulta essencial implementar mesures addicionals per reduir de manera significativa les emissions associades a la mobilitat.

Una de les solucions innovadores amb un gran potencial és la integració de mòduls fotovoltaics en vehicles elèctrics, donant lloc als coneguts com a cotxes solars. Aquests vehicles no només poden contribuir a reduir les emissions de CO₂ associades a la generació d’electricitat necessària per a la seva recàrrega, sinó que també presenten altres avantatges significatius. Entre aquests, es troba la disminució dels costos i la freqüència de recàrrega, la qual cosa es tradueix en beneficis directes tant per als usuaris com per al conjunt de la xarxa elèctrica.

A més, aquesta tecnologia té el potencial de transformar el paradigma energètic de la mobilitat, promovent una major autonomia dels vehicles i una menor dependència de les infraestructures de recàrrega convencionals. En conseqüència, la combinació de mobilitat elèctrica i energia solar pot esdevenir una peça clau per impulsar una transició cap a un sistema de transport més net, eficient i sostenible a nivell global.

Les ciutats com a epicentre del mercat de vehicles solars

Actualment, les ciutats representen el principal mercat per als vehicles elèctrics, ja que les seves distàncies relativament curtes els converteixen en una opció molt atractiva. En aquest context, els vehicles que funcionen amb energia solar ofereixen un gran potencial, especialment en entorns urbans. No obstant això, les ciutats presenten reptes específics: edificis alts, arbres i altres obstacles que generen ombra sobre les carreteres i espais d'estacionament, limitant així la captació directa d'energia solar per part dels vehicles.

Malgrat aquestes limitacions, les zones urbanes d'algunes regions del món ofereixen condicions òptimes per a l'aplicació d'aquesta tecnologia. Ciutats d'Àfrica, Orient Mitjà, el sud d'Europa i el sud-est asiàtic són especialment adequades per a l'ús de vehicles d'energia solar, gràcies a la seva elevada insolació. A més, altres geografies com la Xina, Amèrica del Nord i Austràlia també presenten oportunitats interessants, tot i que amb factors ambientals diferents. És important destacar que, a les zones urbanes, les pèrdues energètiques associades a l'ombra poden arribar al 25%. Aquest percentatge, tot i ser significatiu, no representa un obstacle insalvable per a la integració i expansió d'aquests vehicles.

Cap a un futur urbà més sostenible

Amb l'augment constant de la població urbana i la necessitat urgent de reduir l'impacte ambiental de la mobilitat, els vehicles d'energia solar poden jugar un paper clau en la configuració de les ciutats del futur. Aquests vehicles no només contribueixen a reduir les emissions de carboni, sinó que també poden servir com a model per a solucions innovadores que ajudin a mitigar els efectes del canvi climàtic.

Per tal de maximitzar el seu potencial, és imprescindible que els responsables polítics i la indústria de l'automòbil col·laborin per establir un full de ruta clar. Aquest pla hauria d’incloure incentius per a la investigació i desenvolupament de tecnologia solar aplicada a vehicles, així com polítiques urbanes que afavoreixin la creació d'infraestructures adequades, com zones d'estacionament especialment dissenyades per optimitzar la captació solar.

En definitiva, els vehicles d'energia solar no només són una oportunitat per revolucionar la mobilitat urbana, sinó que també poden ser un element central en l'evolució cap a ciutats més sostenibles, eficients i respectuoses amb el medi ambient. Aquesta transició és essencial per garantir un futur urbà més verd, resilient i en harmonia amb el planeta.

Ramon Gallart

Torre d'energia per VE.

La transició cap als vehicles elèctrics suposa un gran repte, especialment perquè requereix reforçar les xarxes de distribució elèctrica per suportar la creixent demanda d'energia. Però, i si els carregadors de vehicles elèctrics poguessin funcionar de manera autònoma? Aquesta és la idea darrere d'un innovador carregador ultra-ràpid que utilitza exclusivament l'energia del vent i del sol, sense necessitat de connectar-se a la xarxa elèctrica.

Torre d'energia solar/eòlica, representada com a part d'un parc. Ha estat dissenyada per carregar vehicles elèctrics sense connectar-se a la xarxa. Font: CDIMAGE

L'enginyer i inventor Jim Bardia va mostrar al setembre del 2023 al Saló Internacional de l'Automòbil d'Amèrica del Nord de Detroit una maqueta a escala de la seva torre eòlica i solar. La idea va sorgir del seu somni de lliurar electricitat neta i fiable als agricultors de qualsevol regió que no tenen posiblistat asequible de gaudir de xarxes de distriubició. De fet. avui dia encara hi ha uns 775 milions de persones que  no poden accedir a fonts fiables d'energia elèctrica.

El sistema combina una turbina eòlica d'eix vertical amb panells solars col·locats al conjunt superior de les aspes de la turbina. Aquestes màquines horitzontals tampoc poden aprofitar les ràfegues de vent, la qual cosa suposa una gran pèrdua d'energia cinètica.

Un sistema patentnt de levitació amb imants permanents permet pràcticament eliminar les càrregues estàtiques i dinàmiques. El conjunt flota i gira amb una gairebé nul·la fricció. Quan el vent disminueix, l'efecte volant d'inercia manté la turbina en rotació durant períodes més llargs. 

Els panells solars integren ventiladors radials per refredar la part inferior de les cel·les voltaiques. La seva superfície és inclinada i així, elimina la rosada matinal per mantenir una bona neteja de la superficióa que perment reduir el su manteniment de neteja. 

El conjunt de la turbina es connecta mitjançant un eix motriu gràcies a una transmissió seqüencial de vuit velocitats i alimenta un generador amb una eficiència que està per sobre del 90%. Aquesta transmissió es controlada digitalment per ajudar a la torre a generar electricitat amb vents des de 8 km/h fins a 120 km/h.

Imatge de paisatge urbà d'edificis i vehícles en una carretera amb una turbina eòlica. La torre solar eòlica (WST), es podria col·locar amb la mateixa facilitat en llocs remots, ja que la seva potència és totalment autogenerada. Font: CDIMAGE.

Les torres tindrien uns 24 metres d'alçada, amb un rotor de 10 metres. El sistema permet allotjar 1 MWh de bateries per a l'emmagatzematge d'energia, idealment utilitzant bateries de segona vida. El vent juntament amb el Sol, combinats tenen una capacitat  de 70 kW constamts, o aproximadament 234 MWh per any, que són suficinets per permetre que els vehicles elèctrics cobreixin 1,3 milions de km amb un consum d'uns 5,6 km per  kWh.

Aleshores, la torre pot oferir una càrrega de fins a 380 kW, sense connexió a la xarxa. Actualment, pràcticament cada watt de capacitat renovable que s'integraa la xarxa requereix una de la seva redundància per seguretat del subministrament que acostuma a ser amb fonts contaminants per matneir el sefvei  quan el vent no bufa o el sol no brilla. Aquetes torres podrien alleujar aquesta necessitat i fer-ho de manera més neta i eficient. Altres aspectes a tenir en considerfació, són:

Més del 60 % de l'energia de la xarxa es genera a partir  combuwtibres fòssilsi aquest tipus de centrals elèctriques, són ineficients ja que, més del 60 % de l'energia utilitzada per a la generació d'electricitat es perd en la conversió.

El WST, un model a petita escala que es va dissenyar per primera vegada com a estació de generació d'energia per a granges sense accés a la xara. Font: CDIMA

La càrrega ràpida amb corrent continu, requereix de grans quantitats d'energia durant un període de temps curt. La potència necessària per a una única càrrega de 480 V de nivell 3 és equivalent a la càrrega de la xarxa de 50 cases durant aquest temps de càrrega.

En altres entorns les torres encara podrien connectar-se a la xarxa fet que, aportaria un altre avantatge a causa de la seva lenta però constant generació. Per exemple, una torre podria connectar-se a la xarxa amb una potència monofàsica a 230 V.

Font: Lawrence Ulrich és un guardonat escriptor d'automòbils i antic crític d'automòbils en cap a The New York Times i The Detroit Free Press.

Final dels combustibles fòssils.

Per primera vegada, es preveu per aquesta dècada que la demanda mundial de petroli, gas i carbó arribi al pic. A partir de llavors començarà a baixar a causa del creixement  de les tecnologies d'energia més netes i els cotxes elèctrics, segons l'Agència Internacional de l'Energia.

El Anual World Energy Outlook de l'IEA, que es va publicar l'octurbre de 2023, va, mostrar que "el món està assolint el punt més alt per arrivar a un punt d'inflexió històric", va escriure el director executiu Fatih Birol en una columna al Financial Times. El canvi tindrà implicacions per a la guerra contra el canvi climàtic, ja que avançarà el pic d'emissions de gasos d'efecte hivernacle.

Els combustibles fòssils encara es faran servir durant molts anys, però segons l'informe s'està al inici del final de l'era dels combustibles fòssils.

Aquest canvi es deu principalment al creixement espectacular de les tecnologies d'energia neta i dels vehicles elèctrics, combinat amb els profunds canvis estructurals en l'economia xinesa i les conseqüències de la crisi energètica global. Aquests factors han contribuït a un canvi de paradigma en els patrons de consum i producció energètica a escala mundial.

Tot i així, les caigudes previstes en la demanda de petroli, gas i carbó no són suficients per mantenir el món en la trajectòria necessària per limitar l’escalfament global a 1,5 ºC, un objectiu clau de l’Acord de París. Assolir aquest repte exigiria una acció política molt més decidida, coordinada i àgil per part dels governs de tot el món, així com una implicació activa del sector privat i la societat civil.

En aquest context, el futur dels combustibles fòssils es va convertir en el tema central dels debats durant la cimera climàtica COP28 de les Nacions Unides, celebrada a Dubai al desembre de 2023. Aquesta cimera va posar de manifest la urgència de prendre mesures dràstiques per descarbonitzar l’economia global. Les Nacions Unides van advertir que el món no està en bon camí per assolir els objectius a llarg termini establerts a l’Acord de París. Segons el seu informe, les emissions globals de gasos d’efecte hivernacle haurien d’arribar al màxim l’any 2025 i disminuir ràpidament a partir d’aleshores per mantenir l’escalfament global dins del llindar d’1,5 ºC.

Un altre element fonamental és que la substitució progressiva dels combustibles fòssils no només implica reduir-ne l’ús, sinó també garantir que les emissions associades que encara es produeixin puguin ser capturades i compensades adequadament. Aquest procés és imprescindible per assolir l’objectiu de zero emissions netes de carboni l’any 2050, però encara presenta desafiaments tècnics i econòmics significatius.

En aquest sentit, l’Agència Internacional de l’Energia (AIE) ja va anticipar en un informe publicat al juny de 2023 que la demanda mundial de petroli arribaria al seu màxim abans que finalitzés la dècada. Ara, per primera vegada, les previsions apunten que aquesta mateixa tendència s’estendrà també al carbó i al gas natural.

Segons les últimes projeccions, el creixement accelerat dels vehicles elèctrics a tot el món, especialment a la Xina, està reduint dràsticament la dependència del petroli. Es calcula que la demanda global d’aquest recurs assolirà el seu màxim abans del 2030. Pel que fa al carbó, després d’una dècada de forta demanda, s’espera que el consum arribi al seu zenit en els pròxims anys, gràcies a la proliferació de les fonts d’energia renovables i al tancament progressiu de plantes de generació elèctrica a base de carbó.

Per altra banda, l’anomenada “Edat d’Or del Gas” està arribant al seu final. Es preveu que la demanda de gas natural comenci a disminuir a les economies avançades cap a finals d’aquesta dècada. Aquest declivi està impulsat pel ràpid creixement de les energies renovables, que superen cada vegada més el gas com a font principal per generar electricitat, per l’augment de l’ús de bombes de calor i per l’acceleració del procés de transició energètica a Europa, especialment després de la invasió russa d’Ucraïna, que va posar en evidència la vulnerabilitat de la dependència dels combustibles fòssils.

En conclusió, el món està presenciant una transició energètica sense precedents, però aquesta no avança amb la rapidesa necessària per evitar les pitjors conseqüències del canvi climàtic. Aquesta transformació requereix no només innovacions tecnològiques, sinó també un compromís més ferm per part de tots els actors implicats per avançar cap a un futur sostenible i resilient.

Ramon Gallart
Font: Agencia Internacions de l'Energia.

El concepte de ciutat solar.

L'emblemàtica ciutat de París és sinònim de canvi climàtic, en part gràcies al fet que va ser on es va adoptar l'acord de canvi climàtic de París de 2015. En aquest sentit, s'ha investigat el potencial d'integrar la fotovoltaica (PV) de les llars  amb els vehicles elèctrics (EV) com a una eficaç solució  per subministrar electricitat neta, assequible i fiable en entorns urbans.

Les emissions de CO2 de les zones urbanes representen entre el 71% i el 76% de les emissions mundials de CO2, la qual cosa fa de la descarbonització de les ciutats sigui una prioritat per aconseguir zero emissions.

El SolarEV City Concept és una nova idea que combina plaques solars a les llar amb vehicles elèctrics . D'aquesta manera, els vehicles elèctrics no només redueixen les emissions de carboni dels combustibles fòssils, sinó que també emmagatzemen els exedents d'electricitat dels panells solars, alimentant la llar quan no hi ha sol. No obstant això, l'eficàcia d'aquest concepte varia  d'una ciutat a una altra.

Per exemple, el primer estudi, que es va fer a Kyoto, es va veure que si el 70% dels terrats de la ciutat estaven coberts amb plaques solars i tots els cotxes es fessin elèctrics, Kyoto podria reduir en un 60% les emissions de CO2 dels cotxes elèctrics, - 74%  dels de gasolina i estalviar entre un  22% – 37% en costos energètics el 2030. Però per a les zones urbanes més denses del Japó, com és Kawasaki i Tòquio, aquestes reduccions van ser menors.

Altres variables que varien d'un país a un altre inclouen les tarifes d'electricitat, les condicions climàtiques i les estructures urbanes. Altres estudis similars realitzats a Corea del Sud, la Xina i Indonèsia van coincidir en importants reduccions d'emissions i estalvis de costos energètics en diferents contextos urbans.

No obstant això, fins ara, cap estudi ha explorat sistemes fotovoltaics + EV a ciutats d'altes latituds amb un balanç horari d'oferta i demanda, on la insolació solar i la demanda d'electricitat presenten variacions estacionals, especialment influenciades per la demanda de calefacció a l'hivern. Tenint això en compte es va pensar en portar el concepte del SolarEV a la ciutat de París. L'anàlisi també va incloure la regió circumdant d'Ile-de-France i fa comparacions amb la ciutat de referència de Kyoto.

Com que París és una zona altament urbanitzada, es va trobar que la ciutat només podia subministrar aproximadament el 30% de les seves necessitats d'electricitat a través de PV a les llars i, com que la major part de la generació fotovoltaica es consumeix a la ciutat, l'impacte dels vehicles elèctrics com a bateries d'emmagatzematge és limitat.

No obstant això, a la regió dels voltans de París inclou molts edificis de poca alçada. Això permet cobrir el 71% dels terrats i cobrir el 78% de la demanda anual d'electricitat del 2019. En incorporar els vehicles elèctrics com a bateries d'emmagatzematge, fins i tot quan tenint en compte la demanda de subministrament dels mateixos vehicles elèctrics, va ser possible subministrar aproximadament el 60% de l'electricitat. En definitiva, això podria comportar una reducció del 23% dels costos energètics l'any 2030.

L'estudi no només destaca el potencial de reducció de carboni al implementar-se en una ciutat com  París, sinó que mostra la necessitat de tenir en compte les diferencies regionals. Amb l'assoliment de la neutralitat de carboni l'any 2050 com a part de l'agenda dels governs de tot el món, les ciutats amb SolarEV podrien recórrer un llarg camí per garantir que això succeeixi.

Font:  https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/abd430

Dubtes sobre l'hidrogen verd.

Els problemes d'inflamabilitat i transport limiten l'ús de l'hidrogen per aplicacions com podria ser la calefacció residencial, segons un informe de la Comissió de Transicions Energètiques, una coalició de líders energètics compromesos amb les emissions netes zero per al 2050.

També és menys eficient pel que te a verue a les pèrdues d'energia quan les energies renovables  obtenen hidrogen i després l'hidrogen es torna a convertir en energia.

Aquest informe assenyala el fort potencial per a l'hidrogen com a alternativa a les bateries per a l'emmagatzematge d'energia a gran escala i molta capacitat.

Altres estudis han posat en dubte l'alt cost de la seva producció, els riscos d'inversió, un major consum  d'aigua respecte altres energies netes i la manca d'estàndards internacionals que dificulten un mercat global.  en definitiva, pot ser  l'hidrogen verd s'està sobrevalorant en part a causa del pressió de la indústria del petroli i el gas.

Però,  l'Agència Internacional d'Energies Renovables, no està d'acord. La seva organització ha projectat que la demanda d'hidrogen creixerà fins als 550 milions de tones el 2050, més que els 100 milions de tones actuals.

L'Agència Internacional de l'Energia diu que la producció d'hidrogen és responsable d'uns 830 milions de tones de diòxid de carboni a l'any. Només substituir aquest anomenat hidrogen gris —hidrogen produït a partir de combustibles fòssils— garantiria un mercat a llarg termini per a l'hidrogen verd.

El primer que cal fer és començar a substituir la demanda existent d'hidrogen gris. I després, es podria afegir una demanda addicional i aplicacions d'hidrogen verd com a combustible per a les indústries, el transport marítim i l'aviació..

Font: Comissió de Transicions Energètiques.

Accelerar les proves dels aerogeneradors

Les turbines eòliques juguen un paper cada cop més crucial en la transició cap a un futur més sostenible. No obstant això, la ràpida evolució tecnològica fa imprescindible testar amb eficàcia els nous prototips abans de la seva connexió a les xarxes elèctriques.

Un estudi recent d’un grup de recerca alemany ha identificat quatre mètodes innovadors per provar turbines eòliques, amb l’objectiu d’accelerar la seva integració a la xarxa i detectar possibles problemes durant la fase de proves.

Tradicionalment, les turbines eòliques es sotmeten a proves exhaustives en camp per verificar-ne la preparació abans d'integrar-les a les xarxes elèctriques. No obstant això, aquest enfocament presenta diversos inconvenients, com la dependència de les condicions meteorològiques i la limitada reproduïbilitat dels resultats.

Per afrontar aquests reptes, l'Institut Fraunhofer per a Sistemes d'Energia Eòlica (IWES) d'Alemanya està desenvolupant nous mètodes de proves en laboratori. Aquestes tècniques permeten treballar en entorns controlats, obtenint resultats més previsibles, reduint la durada de les proves i, per tant, disminuint els costos. A més, el laboratori pot simular diverses condicions de xarxa adaptades a les necessitats dels clients, com variacions de tensió i freqüència.

Un dels mètodes clau consisteix en provar la funcionalitat completa d'una turbina en una xarxa simulada, analitzant tant els components elèctrics com els mecànics i les seves interaccions. Per aconseguir-ho, els investigadors utilitzen dues estratègies complementàries:

Anàlisi dels subsistemes de la turbina per avaluar-ne el comportament global.

Simulació de components individuals, reproduint tots els elements de la turbina, excepte el convertidor de freqüència principal.

Malgrat que les proves de simulació redueixen la necessitat d’integració final en camp, actualment són poques les instal·lacions que ofereixen aquests serveis. No obstant això, aquests enfocaments pretenen accelerar el procés de validació de les turbines i facilitar la seva integració a les xarxes i parcs eòlics existents, minimitzant possibles problemes abans de les proves finals.

En molts casos, les proves en camp es realitzen en fases avançades del desenvolupament, fet que pot comportar costos addicionals i retards si es detecten errors després de la posada en servei. Per aquest motiu, la indústria demanda cada cop més mètodes que permetin validar les turbines en estadis preliminars o que redueixin el temps necessari per a la seva certificació final..

Ramon Gallart