Este mes ha llegado un pedido desde la prefectura de Niigata: un Atlas y un juego de palas. Todo pedido tiene una dirección, pero este va al lugar que los japoneses llaman yukiguni, el país de la nieve — la costa donde el aire siberiano cruza el mar de Japón en invierno, se carga de mar y lo suelta en forma de algunas de las nevadas más profundas que caen en cualquier lugar habitado. Es un sitio duro para una máquina y un sitio muy bueno para una turbina eólica, y los dos hechos son el mismo hecho.
De dónde viene el viento.
Niigata mira al noroeste, hacia el continente, al otro lado del mar de Japón. En invierno, el patrón de presiones sobre Asia empuja aire frío y seco desde Siberia a través de esas aguas. El mar está más caliente que el aire, así que el aire se llena de humedad; después se encuentra con las montañas que recorren la columna vertebral de Honshu, se ve obligado a ascender y se descarga. El lado de Niigata de esas montañas recibe la nieve. El lado de Tokio, a un corto viaje en tren, recibe el sol.
Ese mismo patrón explica por qué el viento aquí es un viento de invierno. El noroeste entra desde el mar de forma constante y fuerte de diciembre a febrero, justo cuando los días son más cortos y un panel solar bajo medio metro de nieve no produce absolutamente nada. Una casa en Niigata que quiera generar su propia electricidad durante el invierno necesita algo que funcione a oscuras y con frío. Ese es todo el argumento para poner una turbina junto a los paneles, y no en su lugar.
Cuánto vale el aire frío.
Una turbina eólica no genera potencia solo a partir de la velocidad del viento. La genera a partir de la masa de aire que atraviesa el rotor, y el aire frío pesa más. Nuestra curva de potencia publicada se indica a la densidad estándar del aire de 1.225 kg/m³, que corresponde al nivel del mar a 15 °C. La costa de Niigata en enero está cerca del nivel del mar y cerca del punto de congelación. A 0 °C, el mismo viento transporta alrededor de un 5% más de masa de lo que supone la curva; a −5 °C, alrededor de un 7% más. Una ráfaga invernal que en la curva marcaría 960 W a 12 m/s vale algo más de 1 kW en el aire de Niigata.
Es una bonificación pequeña, y preferimos enunciarla con precisión antes que dejar que crezca de tanto contarla. Lo importante es que el viento está ahí, en los meses en que hace falta, en una costa donde el mar mantiene el aire en movimiento.
| Velocidad del viento | Publicada, 15 °C | Mismo viento a 0 °C | Mismo viento a −5 °C |
|---|---|---|---|
| 8 m/s | 290 W | unos 305 W | unos 310 W |
| 12 m/s | 960 W | unos 1,010 W | unos 1,030 W |
| 15 m/s | 1.85 kW | unos 1.95 kW | unos 1.99 kW |
| 18 m/s | 2.15 kW | unos 2.27 kW | unos 2.31 kW |
Lo que la nieve le hace a una máquina.
El país de la nieve hace honor a su nombre. Los pueblos de las colinas de Niigata miden habitualmente su nieve invernal en metros, no en centímetros, y las casas están construidas para ello: tejados empinados, entradas elevadas, aceras calefactadas en los centros urbanos. Una turbina que vaya allí también tiene que estar construida para ello.
El Atlas es una máquina de eje vertical. No tiene que girar para encarar un viento que da vueltas a toda la rosa de los vientos durante una tormenta, y no tiene cola en la que se acumule el hielo. Sus bobinados llevan aislamiento de clase 200 °C (IEC 60317-13 GR 2), un margen térmico que la máquina nunca utilizará en Niigata pero que dice algo sobre cómo está fabricada. El cuerpo es de aluminio, al que no le afectan ni la sal del mar ni el agua de deshielo del tejado.
La salvedad honesta es el arranque. Publicamos una velocidad de arranque de 2 m/s y es una cifra de buen tiempo. La grasa de los rodamientos se endurece al enfriarse, y una mañana helada y sin viento exige más de 2 m/s para sacar al rotor de la inmovilidad. En Niigata eso apenas importa, porque una mañana de calma en esa costa en enero es la excepción, pero preferimos decirlo a que lo descubra el propietario.
La montaña se queda con la nieve. El mar envía el viento. Una casa entre ambos puede aprovechar las dos cosas.
El juego de palas decide el invierno.
Un Atlas se pide como un cuerpo y un juego de palas, y el juego es la decisión que importa. Las palas de viento bajo funcionan de 2 a 20 m/s y deben retirarse antes de vientos sostenidos superiores a 20 m/s. Las palas de viento moderado funcionan de 4 a 25 m/s. Las palas de viento alto funcionan de 5 a 35 m/s con seis palas y un área barrida menor, y ese es el juego al que corresponde el pico de 4.5 kW.
En una costa que ve temporales invernales procedentes del mar, la elección está entre las palas que favorecen la media y las palas que sobreviven a la tormenta. Decimos lo mismo a todos los clientes: elija el juego para el peor viento que vea su emplazamiento, no para el viento medio, y deje que los días tranquilos se cuiden solos.
Arroz, nieve y un palé desde Europa.
Niigata cultiva más arroz que ninguna otra prefectura de Japón, y las terrazas de la fotografía que encabeza esta página son la razón de que pueda hacerlo: la misma nieve que sepulta los pueblos en enero se funde en los arrozales en abril. Es un paisaje que siempre ha funcionado con lo que el tiempo entrega gratis. Una pequeña turbina en una casa de allí no es una novedad. Es la misma idea, con cobre dentro.
El Atlas y sus palas se están embalando ahora en nuestra fábrica de Europa, cada caja etiquetada individualmente, y cruzarán por su cuenta una buena cantidad de mar por el camino. Cuando lleguen, el viento de invierno ya estará esperando.
País de la nieve.
Viento de invierno.
Atlas, en camino.
Las cifras de la curva de potencia, la velocidad de arranque de 2 m/s, los tres rangos de palas, la potencia pico del sistema de 4.5 kW, el grado de hilo de clase 200 °C (IEC 60317-13 GR 2) y el etiquetado por unidad son nuestras propias especificaciones publicadas en la página de producto y pueden consultarse allí. Las cifras del aire frío son la ley de los gases ideales aplicada a presión constante: el aire a 0 °C es alrededor de un 5.5% más denso que a 15 °C, y a −5 °C alrededor de un 7.5% más denso. La descripción del clima invernal, las nevadas y la producción de arroz de Niigata es conocimiento geográfico general. El pedido se describe únicamente por prefectura y producto; no se nombra ni se muestra ningún cliente, dirección o instalación. Fotografías: terrazas de arroz de Hoshitoge, Tokamachi, por Fumihiko Ueno vía Wikimedia Commons, CC BY 3.0, recortada; costa de Sasagawa Nagare, pista de esquí de Yuzawa y mañana en Minamiuonuma con licencia de Adobe Stock; la fotografía del Atlas es nuestra.