Localização, localização, localização — quando se trata da colocação de turbinas eólicas, o velho ditado imobiliário se aplica, de acordo com uma nova pesquisa publicada em Proceedings of the National Academy of Sciences por Enrico Antonini e Ken Caldeira da Carnegie.
As turbinas convertem a energia cinética do vento em energia elétrica à medida que giram. No entanto, o próprio ato de instalar turbinas afeta nossa capacidade de aproveitar a energia do vento. À medida que uma turbina se engaja com o vento, ela o afeta. A extração de energia do vento por uma turbina influencia a capacidade de seus vizinhos fazerem o mesmo.

"O vento nunca vai 'secar' como recurso energético, mas nossa capacidade de aproveitá-lo também não é infinitamente escalável", explicou Antonini. "Quando as turbinas eólicas são agrupadas em grandes grupos, seu desempenho diminui e a taxa de extração de energia é reduzida."

Antonini e Caldeira decidiram determinar o tamanho de um parque eólico antes que sua capacidade de geração por unidade de terra atinja os limites de reabastecimento de energia, bem como quanto de "sombra de vento" os grandes parques projetam, o que teria um efeito negativo em quaisquer instalações vizinhas a favor do vento.

“À medida que nos afastamos dos combustíveis fósseis, alguns cenários preveem que os parques eólicos podem fornecer até um terço da energia global até 2050”, disse Caldeira. “Portanto, é imperativo que entendamos a relação entre a colocação da turbina e a extração máxima de energia”.

Leva tempo para o vento voltar à força normal depois que parte de sua energia cinética foi extraída por um parque eólico. A rapidez com que o vento pode se recuperar ao encontrar uma turbina eólica está relacionada à latitude do parque eólico e à rotação da Terra, disseram Antonini e Caldeira. Estudos anteriores sobre geração de energia eólica notaram esteiras atrás de grandes parques eólicos, então Antonini e Caldeira desenvolveram uma compreensão teórica dos controles fundamentais sobre o tamanho dessas esteiras.

O tamanho da esteira de um grande parque eólico está relacionado à velocidade dos ventos sobrejacentes, bem como ao tempo que as diferenças de pressão na atmosfera da Terra levam para repor a energia que foi extraída pelas turbinas. O trabalho de Antonini e Caldeira indica que esses fatores devem ser considerados ao determinar o tamanho e a localização dos parques eólicos sob diferentes condições.

Por exemplo, eles descobriram que turbinas em áreas com ventos fortes são mais propensas a serem afetadas por seus vizinhos a montante do que aquelas em áreas com ventos mais fracos. Além disso, os parques eólicos mais próximos do equador são mais propensos a serem impactados negativamente pela sombra do vento dos parques eólicos a montante do que os parques eólicos mais próximos dos pólos.

“A energia eólica é uma fonte potencial de grandes quantidades de energia livre de emissões de carbono”, disse Caldeira. “Mas para tirar o máximo proveito desse recurso, precisamos pensar em como outros parques eólicos podem nos afetar e como podemos afetar outros parques eólicos”.

Uma ideia que os autores sugeriram é que a construção de vários pequenos parques eólicos com espaço para recuperação do vento entre eles poderia ser uma estratégia mais eficaz em alguns locais do que construir um grande parque eólico, embora sejam necessárias mais pesquisas.

"Esperamos que este trabalho permita que os construtores e gerentes de instalações de turbinas eólicas projetem o melhor cenário possível para a máxima geração de energia eólica", disse Antonini.