El documento «Federal Aviation Administration Vertiport Electrical Infrastructure Study» se enfoca en analizar la infraestructura eléctrica necesaria para respaldar la movilidad aérea avanzada, específicamente a través de tecnologías de despegue y aterrizaje vertical (VTOL). Este interés renovado se atribuye a la electrificación de aeronaves, lo que impulsa el desarrollo y la implementación de la movilidad aérea avanzada. La FAA reconoce la necesidad de establecer nuevos requisitos para la planificación, diseño y establecimiento de áreas de aterrizaje destinadas a estos vehículos, conocidas como vertipuertos y vertiparadas.

Uno de los principales aspectos de interés en el estudio es la carga eléctrica requerida por las aeronaves VTOL y los requisitos asociados de la infraestructura eléctrica. Se subraya el desafío de optimizar las cargas de construcción a escala de megavatios, incluyendo las cargas de carga, almacenamiento de energía y producción de energía renovable. Con la introducción de aeronaves VTOL eléctricas (eVTOL), se anticipa la adición de cargas de carga eléctrica en los vertipuertos, junto con las cargas de construcción y los recursos energéticos distribuidos. Lo anteriormente mencionado, implica la identificación de múltiples partes interesadas, como fabricantes de aeronaves, servicios eléctricos, propietarios potenciales de sitios y comunidades locales, para evaluar sus necesidades operativas únicas. Se llevaron a cabo esfuerzos de recopilación de datos para obtener una comprensión integral de los requisitos del sistema de energía dentro y alrededor de la huella del vertipuerto. Aunque algunos fabricantes de equipos originales (OEM) proporcionaron datos parciales, el estudio se basa en información clave, incluyendo el rendimiento de las aeronaves, información general y ciberseguridad. Por lo cual, el análisis se extendió a la identificación de posibles ubicaciones de vertipuertos, incluyendo terminales de aviación general, hospitales, estacionamientos y helipuertos grandes. Se recopilaron datos sobre el uso de servicios públicos, dibujos eléctricos, cargas de energía históricas, emisiones de gases de efecto invernadero, resiliencia, ciberseguridad y peligros ambientales, tecnológicos o humanos conocidos. Se evaluaron las demandas de carga eléctrica asociadas con la introducción de estas aeronaves como un primer paso para encontrar una solución cohesiva para todas las partes involucradas. Se derivaron rutas de vuelo potenciales y se calcularon el consumo de energía de las aeronaves y las operaciones del vertipuerto mediante modelos físicos y basados en agentes. Se destacaron tres análisis clave: el impacto en la red eléctrica, el análisis tecnoeconómico de la generación en el sitio y el impacto de las emisiones de gases de efecto invernadero debido a la carga de eVTOL. Siendo así, el análisis de impacto en la red reveló que el aumento de la demanda debido a la carga puede causar situaciones de undervoltage, sobrecargando las líneas de distribución y transformadores. Por lo tanto, se destaca la necesidad de actualizar la infraestructura de la red o instalar un sistema de almacenamiento de energía para acomodar esta demanda adicional. Asimismo, se identificaron oportunidades para la generación de energía en el sitio mediante análisis tecnoeconómicos que consideran la instalación de sistemas de energía solar fotovoltaica (PV) y/o sistemas de almacenamiento de energía con baterías (BESS). Esto podría conducir a ahorros económicos potenciales al reducir las tarifas basadas en la demanda máxima. En cuanto a la emisión de gases de efecto invernadero, se evaluó considerando el consumo total de energía atribuible a cada sitio, tanto con la generación actual como asumiendo energía renovable. Se concluyó que evitar la electricidad proveniente de la red, mediante la compensación de la carga adicional de carga de eVTOL con energía solar PV, puede resultar en una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Además de estos análisis, se examinaron el desarrollo económico y los trabajos generados por la electrificación de la movilidad aérea urbana en Nueva Jersey, Nueva York y en todo Estados Unidos. Se utilizó un análisis de entrada-salida para estimar el impacto económico, destacando la contribución a millones de dólares al producto interno bruto (PIB) local y la creación significativa de empleo durante la construcción y operación de la infraestructura.

Finalmente, se realizó un análisis de riesgos considerando la infraestructura de carga eléctrica y los peligros asociados con factores ambientales, humanos y tecnológicos. Se anticipa que este análisis proporcionará información valiosa para que los operadores mitiguen prácticas y seleccionen ubicaciones apropiadas. Aunque el estudio está limitado por los datos recibidos y las suposiciones realizadas, sienta las bases para trabajos futuros significativos. Se planea trabajar estrechamente con la FAA y otras partes interesadas para refinar los datos y proporcionar análisis clave que tengan en cuenta diversas estrategias de carga, escenarios y casos de uso. el documento proporciona un completo análisis de la infraestructura eléctrica requerida para respaldar la movilidad aérea avanzada con aeronaves VTOL eléctricas, abordando aspectos como la carga, generación de energía, impactos en la red eléctrica, emisiones de gases de efecto invernadero, desarrollo económico y riesgos asociados.

Mayor información en:

https://www.nrel.gov/research/publications.html

https://www.nrel.gov/docs/fy24osti/86245.pdf