La energía eólica se ha transformado en poco tiempo en uno de los pilares fundamentales de la transición energética hacia un futuro sostenible. En medio del desarrollo de las energías renovables, España se ha destacado como líder en el campo de la energía eólica.
En 2023, la eólica representó la primera fuente de generación de energía renovable del territorio español, con una potencia de 30,810 MW. Lo que supone un aumento del 2.2% respecto al año 2022, posicionándose como la tecnología con mayor participación en la estructura de potencia instalada nacional.
En el siguiente artículo, exploraremos los últimos avances del recurso eólico, y cómo la incorporación de las tecnologías digitales, dentro de este campo en pleno crecimiento ha permitido y seguirá impulsando la producción y el uso de la energía eólica de manera cada vez más eficiente.
España, tierra privilegiada por el viento
España cuenta con una ubicación geográfica privilegiada que le otorga un abundante recurso eólico, especialmente en regiones como, Castilla y León, Aragón y Castilla – La Mancha. Estas áreas presentan condiciones ideales para la instalación de parques eólicos, con vientos constantes y fuertes que pueden ser aprovechados para generar electricidad de manera sostenible.
Castilla y León es la comunidad autónoma que se posiciona como líder con 6.640 MW (21,6%) generados durante el año 2023, seguida por Aragón con 5.246 MW (17%) y luego Castilla – La Mancha con 4.876 MW (15%).
Todo lo anterior es evidencia de que en los últimos años ha existido un crecimiento significativo en la capacidad instalada de energía eólica en España, auge motivado por políticas de apoyo para la transición energética, sistemas mejora continua y aplicación de innovaciones tecnológicas a este sector energético renovable. Los parques eólicos terrestres y marinos han proliferado en el territorio y en las costas ibéricas, contribuyendo de manera significativa a la matriz energética del país y reduciendo su dependencia de los combustibles fósiles.
Las tecnologías digitales al servicio de la red eólica
La combinación del recurso eólico y el compromiso con la innovación tecnológica ha llevado a avances significativos en la industria eólica, permitiendo una gestión más eficiente y una mayor producción de energía, al implementar diversas soluciones digitales con el objetivo de optimizar la operación y el mantenimiento de los parques eólicos, así como para mejorar la predicción de la producción energética.
Las mejoras implementadas dentro de la revolución industrial 4.0, están impulsando vertiginosamente la evolución, eficiencia y viabilidad del aprovechamiento de la energía eólica en España, aplicándose actualmente sistemas como los explicados a continuación:
Inteligencia Artificial (IA):
La IA se utiliza para optimizar el rendimiento de los parques eólicos mediante la predicción precisa de la producción de energía, la detección temprana de fallos en los aerogeneradores y la optimización de la operación y el mantenimiento. Los algoritmos de IA analizan grandes cantidades de datos en tiempo real, identificando patrones y tendencias para tomar decisiones informadas que maximicen la eficiencia y la rentabilidad de los parques eólicos.
Big Data:
La recopilación y el análisis de grandes volúmenes de datos generados por los sensores de los aerogeneradores y otros dispositivos conectados permiten una gestión más eficiente de los parques eólicos. El análisis de big data proporciona información valiosa sobre el rendimiento operativo, el estado de los activos y las condiciones ambientales, lo que facilita la toma de decisiones basada en datos para mejorar la productividad y la fiabilidad de los parques eólicos.
Machine Learning:
El machine learning se utiliza para desarrollar modelos predictivos que pueden anticipar el rendimiento futuro de los aerogeneradores y optimizar su funcionamiento en función de las condiciones cambiantes del viento y otros factores. Estos modelos aprenden de los datos históricos y en tiempo real, mejorando continuamente su precisión y capacidad de predicción para maximizar la producción de energía y minimizar los costos operativos.
Modelos de Simulación Predictiva:
Los modelos de simulación predictiva utilizan datos históricos y en tiempo real para predecir el comportamiento futuro de los parques eólicos y optimizar su rendimiento. Estos modelos pueden simular diferentes escenarios operativos y condiciones ambientales para identificar las estrategias más efectivas para maximizar la producción de energía y minimizar los riesgos.
Gemelos Digitales:
Los gemelos digitales son réplicas virtuales de los aerogeneradores y los parques eólicos que integran datos en tiempo real con modelos de simulación para proporcionar una representación precisa y dinámica de los activos físicos. Los gemelos digitales permiten realizar simulaciones y análisis de «qué pasaría si», optimizando el diseño, la operación y el mantenimiento de los parques eólicos y facilitando la toma de decisiones estratégicas.
Sensores inteligentes, Claves para el aprovechamiento eólico
El éxito en la implementación de proyectos de energía eólica depende en gran medida de la medición y valoración precisa del recurso eólico en emplazamientos específicos. La tecnología digital ha revolucionado la forma en que se monitorea y opera un sistema de energía eólica, y los sensores desempeñan un papel crucial en esta transformación. Estos dispositivos recopilan datos en tiempo real sobre una variedad de parámetros clave relacionados con la operación y el rendimiento de los aerogeneradores y el parque eólico en su conjunto. Algunas formas en que la tecnología digital ha impactado los sensores en un sistema de energía eólica son:
- Mayor Precisión y Fiabilidad: Los avances en la tecnología de sensores han permitido una mayor precisión y fiabilidad en la recopilación de datos. Los sensores digitales son capaces de medir con mayor exactitud variables como la velocidad del viento, la temperatura, la presión atmosférica y la vibración de los aerogeneradores, lo que proporciona información más confiable para la optimización del rendimiento y la detección temprana de posibles problemas.
- Integración de Redes de Sensores: La tecnología digital ha facilitado la integración de redes de sensores en un sistema de energía eólica. Estas redes pueden estar compuestas por una variedad de sensores distribuidos en diferentes ubicaciones dentro del parque eólico, lo que permite una monitorización exhaustiva y en tiempo real de todas las partes del sistema.
- Comunicación Inalámbrica: Los sensores digitales pueden utilizar tecnologías de comunicación inalámbrica, como Wi-Fi, Bluetooth o redes de área amplia (por ejemplo, LoRaWAN), para transmitir datos de manera eficiente a una unidad central de procesamiento. Esto elimina la necesidad de cables o conexiones físicas, lo que facilita la instalación y el mantenimiento de los sensores en entornos remotos y de difícil acceso.
- Análisis Avanzado de Datos: La tecnología digital permite el análisis avanzado de datos recopilados por los sensores, utilizando técnicas como el big data y el machine learning. Estos algoritmos pueden identificar patrones, tendencias y anomalías en los datos, lo que permite una mejor comprensión del comportamiento del sistema y la optimización de su rendimiento.
- Detección de Fallos Predictiva: Los sensores digitales pueden ayudar a prevenir fallos y averías en los aerogeneradores mediante la detección temprana de signos de deterioro o mal funcionamiento. Los datos recopilados por los sensores pueden alimentar modelos de análisis predictivo que alerten sobre posibles problemas antes de que se conviertan en fallas graves, lo que permite una planificación proactiva del mantenimiento y la reparación.
Se espera que la innovación digital aplicada al sector de la energía eólica continúe avanzando, con un enfoque en la mejora de la inteligencia y la autonomía de los sistemas de gestión de parques eólicos, la optimización de la integración con otras fuentes de energía renovable y la implementación de soluciones más eficientes y sostenibles para el almacenamiento de energía, esto ya que la energía eléctrica que se genera dentro de los parque eólicos no puede ser almacenada de forma directa y necesita someterse a distintos procesos para convertirse en otro tipo de energía que permita su almacenamiento de manera efectiva. Temática en la que podremos profundizar en futuros artículos.
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