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Jun 01, 2023

Quiero utilizar turbinas eólicas para alimentar mi casa. ¿Es posible?

Quiero mi propia turbina eólica. Sé cuánto poder se esconde en una ligera brisa. He visto vientos modestos enviar un barco de 350 toneladas a través de kilómetros de océano. Pequeñas turbinas montadas en la barandilla del barco, poco más que

Quiero mi propia turbina eólica.

Sé cuánto poder se esconde en una ligera brisa. He visto vientos modestos enviar un barco de 350 toneladas a través de kilómetros de océano. Pequeñas turbinas montadas en la barandilla del barco, poco más que molinetes glorificados, suministran electricidad durante días.

Así que me decepcioné cuando casi todas las personas a las que pregunté, desde ingenieros hasta físicos, descartaron la idea de pequeñas turbinas eólicas domésticas. La mayoría los describió como algo entre ciencia chiflada y una pérdida de dinero.

Más tarde supe que la reputación de la pequeña energía eólica como un despilfarro costoso es bien merecida. Los primeros modelos de turbinas eran propensos a romperse, generaban poca electricidad y costaban más que los paneles solares.

Entonces noté algo extraño. La Ley de Reducción de la Inflación otorga a los propietarios de viviendas un crédito fiscal del 30 por ciento para las turbinas eólicas.

¿Fue esta otra limosna del gobierno? ¿Un error tipográfico en el paquete legislativo de 750 páginas que fue aprobado por el Congreso el año pasado? O, tal vez, el gobierno de Estados Unidos esté dispuesto a ayudarme a comprar mi propia turbina eólica.

Fui a averiguarlo. Pequeñas turbinas están llegando a una zona rural cercana a ti. Un día, el viento doméstico podría resultar casi tan familiar como los paneles solares, e incluso un habitante de la ciudad como yo podría enchufarlo.

Aquí está la gran idea detrás del viento pequeño.

Pequeñas turbinas eólicas han estado impulsando a Estados Unidos durante generaciones. Los primeros colonos utilizaban molinos de viento para moler cereales y cortar madera. Los de metal baratos bombeaban agua y, más tarde, generaban electricidad en granjas y ranchos de las Grandes Llanuras durante el siglo XIX.

Pero las diminutas turbinas actuales, a pesar de su parecido superficial, no se parecen en nada a sus predecesoras. Compuestos de fibra de carbono y repletos de componentes electrónicos, estos modelos capturan mucha más energía a menor costo.

El Departamento de Energía define la energía eólica pequeña como cualquier cosa, desde unidades de 1 kilovatio que cargan una batería hasta turbinas eólicas de 100 kilovatios capaces de producir suficiente electricidad para alimentar a unos 40 hogares estadounidenses. Por el contrario, sólo una de las turbinas a escala comercial más grandes del mundo, un gigante de 15 megavatios instalado en parques eólicos marinos, puede alimentar a más de 6.500 hogares estadounidenses.

Hasta ahora, las turbinas pequeñas son una industria de nicho. Hasta la década de 1980, la tecnología siguió siendo costosa y poco fiable. Luego, justo cuando las cosas estaban mejorando, China inundó el mercado con paneles solares baratos y subsidiados por el estado en la década de 2000, socavando el atractivo financiero de las pequeñas turbinas.

Incluso después de que la administración Obama invirtiera miles de millones de dólares en energía limpia en 2009, se pasó por alto la energía eólica en pequeña escala en favor de paneles solares y parques eólicos a gran escala.

Ese es el mundo en el que nos encontramos hoy. Las turbinas eólicas son cada vez más grandes. La altura promedio del eje de una turbina eólica (la distancia desde el suelo hasta donde se fijan sus palas) es de unos 300 pies, y el diámetro de su rotor (el ancho del círculo que barren las palas) es de unos 418 pies, más que la longitud de un campo de fútbol. .

La razón es simple: cuanto más grande es la turbina, más electricidad genera. Los vientos soplan con más fuerza a gran altura. Dado que la potencia aumenta como un cubo de la velocidad del viento, si se duplica la velocidad del viento, se obtiene ocho veces más energía. En segundo lugar, las palas más largas extraen más energía del viento, incluso a bajas velocidades.

Todo esto es una gran noticia para la industria eólica. Estados Unidos genera alrededor del 10 por ciento de su electricidad a partir del viento, informa el Departamento de Energía, y debería triplicar su capacidad para mediados de siglo.

Sin embargo, las nuevas tecnologías e incentivos como los de la Ley de Reducción de la Inflación pueden marcar el comienzo de una era de poco viento.

Para ver qué es posible, llamé a Mike Bergey, cofundador de la Distributed Wind Energy Association y presidente de Bergey Windpower, uno de los principales fabricantes estadounidenses de turbinas pequeñas. La empresa ha vendido miles de sus turbinas de 10 kilovatios, algunas de las cuales han funcionado sin mantenimiento durante décadas.

La empresa luchó durante años, pero el gobierno de EE. UU. le dio un salvavidas en 2012. Una subvención del Departamento de Energía financió su turbina de próxima generación. El modelo de 15 kilovatios, con sólo dos partes móviles, palas de fibra de carbono y un diámetro de rotor de 31 pies, ha reducido los costos de generación en más de un 50 por ciento, dijo Bergey.

Eso ha hecho que sus productos sean mucho más competitivos con respecto a la energía solar por primera vez en más de una década. Las primeras turbinas se enviaron en 2019 y se planea cuadriplicar la producción este año.

“Ese ha sido el sueño durante 50 años”, afirma Bergey, que recibió una segunda subvención de Energy en 2022. “Estamos pasando de cómo hacer la nómina a cómo duplicar la producción”. Califica la ley de clima e infraestructura como “totalmente transformadora”.

"Hemos estado en el negocio durante 45 años", dice Bergey, "y este es, con diferencia, el mejor entorno de energía limpia en Estados Unidos que jamás hayamos visto".

El cliente típico de Bergey es una granja u otro negocio rural en el Medio Oeste. Estima que sus sistemas de 15 kilovatios son adecuados para entre 8 y 10 millones de hogares rurales en todo Estados Unidos. Aunque los sistemas pueden costar 100.000 dólares, la economía funciona porque estas propiedades suelen consumir más energía que una casa típica y califican para generosos incentivos de alrededor del 30 por ciento para los propietarios de viviendas y hasta el 90 por ciento para granjas y otros negocios.

¿Y para un urbanita como yo?

Le pedí a Bergey que estimara el potencial de energía eólica de la casa de mi infancia en Vero Beach, Florida, así como mi dirección actual en San Francisco.

Ninguno de los dos, concluyó, cumplirá mis sueños de energía eólica doméstica.

En Vero Beach, donde el viento sopla a unas míseras 8,6 mph en promedio, podría generar aproximadamente 13.400 kilovatios hora al año, poco más de la cantidad consumida por el hogar estadounidense promedio. Pero el costo estaría muy por encima de las tarifas minoristas de electricidad. En San Francisco, donde los vientos del Océano Pacífico azotan un promedio de 12 mph, podría triplicar mi generación y vender el excedente a mi empresa de servicios públicos. Dados los altos precios de la electricidad en California, podría hacer que la economía funcione.

Pero me faltaba una cosa: tierra.

Aunque el ruido de la turbina eólica es comparable al de un aire acondicionado de 50 decibeles, es posible que a mis vecinos no les guste una torre de 100 pies en mi patio trasero. Bergey recomienda a sus clientes tener dos acres o más, junto con fuertes vientos y tarifas eléctricas superiores a 14 centavos por kilovatio hora; el promedio residencial de EE. UU. era de aproximadamente 17 centavos por kilovatio hora en junio de 2023, según el gobierno de EE. UU.

Necesitaba algo más pequeño.

Para ello, recurrí a Crystal Shank, propietaria de Missouri Wind and Solar, a unas tres horas de St. Louis. Ella vende unidades más pequeñas a partir de unos $2500 que pueden caber en mi patio trasero o en mi techo. En comparación con los productos de Bergey Windpower, estas turbinas eran mucho más fáciles de manejar: aproximadamente cinco pies de diámetro, pesaban 50 libras y se podían montar en un edificio o una pequeña torre.

Durante años, sus mayores clientes fueron colonos rurales o “preppers” (supervivientes que buscaban reducir su dependencia de los servicios públicos), pero ahora los propietarios de viviendas y los agricultores se están sumando. “Una de las cosas más gratificantes es ver la instalación de alguien y saber que lo ayudamos a lograr sus objetivos de ser más independiente”, dice.

Pero Shank dijo que sus sistemas eólicos funcionan mejor como complemento, no como reemplazo, de la energía solar, ya que los vientos tienden a soplar con más fuerza durante la noche. "Somos grandes defensores de los sistemas híbridos", afirma.

El pequeño sistema eólico de Shank parecía prometedor. Mientras examinaba el sitio web de su empresa, me sorprendió la variedad de opciones. Shank dice que su personal guiará a las personas durante la instalación, pero las diversas especificaciones de controladores, barras colectoras y cuchillas me resultaron desalentadoras. Mi otra opción (turbinas chinas con malas críticas y vendidas en Amazon) parecía una mala idea.

Si viviera en una granja del Medio Oeste, me inscribiría en Small Wind en un abrir y cerrar de ojos. (Aquí hay un modelo de hoja de cálculo del Departamento de Energía para ayudarle a calcular los números).

Pero como alguien que está fuera del punto óptimo de la energía eólica pequeña, salí convencido sólo de que los compradores más decididos o sofisticados superarían los obstáculos técnicos y de zonificación para instalar sus propias turbinas.

En comparación con la industria solar multimillonaria (una tecnología madura, plug-and-play), la energía eólica distribuida sigue siendo dominio de pequeños operadores y proveedores de bricolaje.

Quizás no por mucho tiempo, según el Laboratorio Nacional de Energías Renovables.

Ian Baring-Gould, que ayuda a dirigir los pequeños esfuerzos eólicos del laboratorio, dice que la tecnología tiene un lugar crucial junto con la solar en la economía de energía limpia, especialmente en el vasto interior del país.

Hoy en día se podrían construir de forma rentable cerca de 1.400 gigavatios, más de la mitad del consumo actual de electricidad anual del país, con pequeñas turbinas eólicas, estima el laboratorio. El mayor potencial residencial se encuentra en Nueva York, Minnesota, Kentucky, Texas, Oklahoma y Dakota del Sur.

A medida que los precios bajen, el atractivo del viento aumentará. Para muchos que viven en zonas rurales, particularmente en el extremo norte de los Estados Unidos, muy por encima del cinturón solar, la economía de estos sistemas se compararía favorablemente con la solar.

Pero para salir de su nicho, la industria debe producir en masa y empaquetar todo, desde turbinas hasta financiamiento, en algo asequible y fácil. Por el momento, Baring-Gould estima que los pequeños fabricantes de turbinas eólicas estadounidenses sólo fabrican unas 5.000 turbinas al año.

"Tendremos más lugares para ubicarlos que turbinas en el futuro previsible", dice Baring-Gould. “Las ubicaciones no son el límite. Es nuestro deseo de hacerlo y el conocimiento y la comprensión de la gente”.

Incluso hay esperanza para los habitantes de las ciudades. Los proyectos eólicos comunitarios (en los que ciudades o comunidades construyen sus propias pequeñas operaciones eólicas) permiten que cualquiera se beneficie de la energía eólica barata en su vecindad. La electricidad que generan, normalmente propiedad de miembros de la comunidad, reduce las facturas de servicios públicos de todos (aquí está la guía del Departamento de Energía para unirse a la energía eólica comunitaria). Este tipo de proyectos prometen ser la frontera de la energía renovable para muchos que alguna vez pensaron que estaban confinados a la energía solar.

No instalaré una turbina eólica doméstica en el corto plazo. He puesto mis miras más grandes.

Un consorcio de grupos energéticos comunitarios de California quiere ayudar a financiar un parque eólico marino cerca de mi casa que alimentará ciudades como la mía.

Cuando lo haga, me aseguraré de conseguir un pedacito.

Una versión anterior de este artículo indicaba que el coste medio de la electricidad residencial era de unos 23 centavos por kilovatio hora. En junio de 2023, era de unos 17 céntimos por kilovatio hora. El artículo ha sido corregido.