Escrito por La energía eólica es una de las formas más antiguas de explotación energética humana. Mientras que los veleros y los molinos de cereales han perdido su brillo en favor de equivalentes más modernos, el reciente desarrollo de las energías renovables ha vuelto a poner el viento en primer plano, gracias en particular a los aerogeneradores.
Descubra aquí los principios de esta forma de energía renovable, tanto sus ventajas como sus inconvenientes.
¿Qué es la energía eólica?
La energía eólica es la energía producida por el viento es una fuente de energía renovable y libre de contaminación.
Mientras que en el pasado navegar en un velero, moler grano o bombear agua a través de un molino de viento eran los principales usos de esta forma de energía, hoy existen varias otras formas de utilizar el viento como fuente de energía.
En deportes acuáticos como la vela, el windsurf o incluso el kitesurf, siempre es la energía eólica la que se utiliza para moverse.
En la generación de energía, el viento hace girar las palas de una turbina eólica y la energía mecánica del rotor se transforma en electricidad mediante un generador.
En todos los casos, el funcionamiento sigue siendo similar: la energía eólica se canaliza y dirige y luego se utiliza de otra forma según las necesidades: movimiento, molienda de grano o generación de electricidad.
¿Qué tipos de aerogeneradores se utilizan para generar energía?
Hay varios tipos de turbinas eólicas que se utilizan habitualmente en la producción de electricidad.
El aerogenerador horizontal: el más extendido
El aerogenerador horizontal es el que todos conocemos, y el que más a menudo encontramos en paisajes rurales.
Sus palas en forma de hélice capturan el viento y giran alrededor de un eje horizontal al suelo (de ahí su nombre) para operar un generador. Su rendimiento es particularmente importante, lo cual es parte de la razón por la que son tan populares.
El aerogenerador vertical: menos común, pero más flexible
Es raro encontrarse con un aerogenerador vertical. Sin embargo, muchos de ellos son interesantes en muchos sentidos.
El funcionamiento sigue siendo similar al aerogenerador horizontal, excepto que esta vez, las palas giran alrededor de una varilla vertical y la electricidad mecánica generada se transforma en energía eléctrica mediante un generador.
Estos aerogeneradores son de formas muy variables, pueden resultar mucho más estéticos que los aerogeneradores horizontales y así encajar perfectamente en el paisaje urbano o rural.
Su diseño también permite aprovechar la energía eólica en zonas donde el viento es débil o, por el contrario, en zonas donde el viento es muy intenso. Por tanto, algunos están equipados con palas giratorias que permiten capturar el viento y ajustarlo como un velero.
Turbinas eólicas caseras: crea tu propia energía eólica
El aerogenerador doméstico es más pequeño que los aerogeneradores convencionales y permite generar parte de su propio consumo energético. Los aerogeneradores domésticos son tanto verticales como horizontales y algunos incluso tienen un diseño elegante para integrarse en el paisaje.
Es poco probable que pueda usar esta energía exclusivamente para su hogar, pero puede ser una buena fuente de energía de respaldo si vive en un lugar con viento. Ideal para reducir tu factura de luz mientras haces algo por el planeta.
Turbinas eólicas marinas: producción de electricidad en mar abierto
La turbina eólica marina suele ser una turbina eólica vertical, ubicada en mar abierto. La ventaja de producir energía eólica en mar abierto es, por supuesto, beneficiarse de más viento, sin los obstáculos y el relieve presentes en el continente que tienden a atenuar eso.
Por supuesto, las turbinas eólicas marinas deben construirse con materiales particularmente fuertes para resistir las condiciones extremas en las que operan.
Componentes de una turbina eólica
Rotor y palas de rotor
El rotor es un componente vital de una turbina porque, con la ayuda de las palas, se encarga de convertir la energía cinética del viento en el movimiento mecánico de rotación. Las palas del rotor suelen estar hechas de fibra de carbono o plásticos reforzados con fibra de vidrio. El perfil de la pala de la turbina imita el del ala de un avión.
Góndola (consta de un tren de transmisión)
La góndola sostiene prácticamente el centro neurálgico de la turbina, que consta de la caja de cambios, el generador, los equipos electrónicos, el acoplamiento y los frenos y otros componentes. Debe estar conectado a la torre a través de un cojinete para que gire para seguir la dirección del viento.
Torre y cimientos
Para asegurar la estabilidad de una turbina, se construye una base con respecto a la consistencia del terreno subyacente. La construcción de la torre debe poder soportar el peso de las palas del rotor y la góndola. También debe ser capaz de absorber las cargas estáticas masivas provocadas por la energía eólica en constante cambio.
El funcionamiento de una turbina eólica es exactamente lo contrario de un ventilador. En un ventilador, la electricidad generada se utiliza para producir viento. Por otro lado, las turbinas utilizan el viento para generar electricidad.
El generador produce electricidad utilizando el mismo principio que un generador de su automóvil (dependiendo de la turbina). La poderosa energía cinética del viento hace girar las palas de la turbina, lo que finalmente hace girar el eje conectado al generador.
El generador aprovecha el movimiento giratorio del eje para hacer girar un rotor, que consta de imanes cargados situados uno frente al otro. El rotor también está rodeado por bucles de alambre de cobre. El rotor magnético dentro del generador en un eje de alta velocidad gira dentro de bucles de alambre de cobre que se enrollan alrededor de un núcleo de hierro.
El rotor giratorio crea una “inducción electromagnética” a medida que gira alrededor del interior del núcleo a través de las bobinas que producen electricidad. El viento también se puede utilizar como energía mecánica para realizar tareas como moler granos o bombear agua en hogares y establecimientos comerciales.
Después de la generación de electricidad, la siguiente etapa es la distribución. La electricidad generada debe pasar por un transformador para aumentar su voltaje y permitir su transporte a largas distancias. La corriente es recibida por cajas de fusibles y centrales eléctricas, que la convierten a un voltaje mucho menor que permite un uso seguro en hogares y establecimientos comerciales.
¿Cuáles son las ventajas de la energía eólica?
Es ecológica
La energía eólica genera electricidad sin emisión de dióxido de carbono, que contamina el medio ambiente y puede alterar el clima. Es una fuente limpia de combustible ya que produce electricidad sin los peligrosos contaminantes ambientales que emanan de la quema de carbón, por ejemplo, azufre y nitrógeno, que pueden resultar en mercurio, lluvias ácidas y muchos otros contaminantes.
La energía eólica es relativamente barata
El hecho de que sea renovable lo convierte en una fuente de energía rentable en el mundo moderno. Los costos de la energía eólica generalmente oscilan entre 4 y 6 centavos por kilovatio / hora. Esto, sin embargo, depende del recurso eólico y de la financiación específica.
La energía eólica ha permitido el alcance de la electricidad en lugares remotos
El advenimiento de la energía eólica permitió el suministro de energía a lugares remotos, por ejemplo, comunidades rurales y montañosas remotas, lo que ha llevado a una proliferación de actividades económicas.
Es una fuente de electricidad constante y confiable.
Los vientos son provocados por el sol que calienta la atmósfera, las irregularidades de la superficie terrestre y la rotación de la tierra. Idealmente, esto significa que mientras el viento sople y el sol brille, la energía producida se utilizará continuamente para producir electricidad. Cuando se complementa con electricidad solar, la energía eólica es un gran recurso para los países desarrollados y en desarrollo para garantizar una fuente de electricidad constante y confiable.
Las turbinas eólicas ocupan menos espacio
La central eléctrica promedio ocupa mucho más espacio que una turbina eólica, lo que significa que se puede construir en una granja o rancho existente. Esta es una gran victoria para los habitantes de las zonas rurales a medida que se impulsa la economía. Los ganaderos y agricultores pueden seguir trabajando en sus granjas, ya que la turbina eólica ocupa solo una fracción de la granja. Las personas u organizaciones que construyen turbinas también remiten pagos a los terratenientes y ganaderos garantizándoles una forma de ingresos.
¿Cuáles son las desventajas de la energía eólica?
La energía eólica, sin duda alguna, ofrece las mejores ventajas en lo que respecta al medio ambiente y al coste. Sin embargo, tiene algunas desventajas que vale la pena poner en perspectiva si tiene la intención de invertir en energía eólica. A continuación se muestran algunos:
1. El viento es inconsistente
La energía eólica tiene mucho en común con la energía solar en términos de consistencia. Aunque la energía eólica califica como un recurso renovable, la velocidad del viento fluctúa cada día. Esto puede ser una gran decepción para los desarrolladores de turbinas eólicas que comprometerán cada centavo y cada onza de energía en el proyecto solo para terminar con patrones de viento fluctuantes.
Esta es la razón por la que los desarrolladores deben investigar primero para identificar la mejor ubicación para instalar las turbinas antes de la instalación real. La mejor ubicación debe tener suficiente suministro de viento. Esto explica por qué casi siempre verá aerogeneradores instalados en elevaciones elevadas como colinas y montañas o mar adentro, donde hay obstáculos mínimos que podrían reducir la velocidad del viento. Se prefieren las elevaciones más altas, ya que cuanto más alto se asciende, más fuertes son los vientos.
2. Las turbinas eólicas implican una gran inversión de capital inicial
Se ha hecho mucho para reducir el costo de instalación de turbinas; los costos generales, sin embargo, permanecen en el lado más alto. El primer paso para instalar una turbina suele ser realizar un estudio riguroso para determinar la velocidad del viento en la ubicación. Esto implica erigir una turbina de muestra para medir la velocidad del viento durante un período estipulado.
Si se encuentra que la ubicación es ideal, la turbina eólica se fabricará y transportará al sitio y se instalará sobre una base sólida. Todo el proceso se suma al costo de instalar una turbina eólica.
Cuando se habla de turbinas eólicas marinas, el costo se vuelve más pronunciado. Esto se debe a que es una tarea desalentadora instalar turbinas eólicas en alta mar que en tierra. Algunas empresas incluso llegan al extremo de encargar barcos a medida con la capacidad de transportar e instalar turbinas eólicas en el mar.
3. Las turbinas eólicas tienen un impacto visual
Aunque las turbinas eólicas vienen con diseños llamativos, impactan la belleza natural del paisaje. Cuando se instalan muchas más turbinas eólicas, el área se vuelve desagradable. La comunidad local comienza a hacer sonar las alarmas y esto puede convertirse en un conflicto.
Aunque mucha gente cree que las turbinas eólicas en realidad se ven bien, la mayoría no está de acuerdo. La gente considera que las turbinas eólicas tienen una experiencia indeseable. Las peticiones suelen presentarse en los tribunales antes de cualquier proyecto de desarrollo de un parque eólico, pero pocas personas piensan lo contrario y sienten que deben mantenerse intactas para que todos disfruten de su belleza.
4. Puede reducir la población de aves locales.
Las turbinas eólicas son particularmente desventajosas para las especies de aves locales. En estas áreas se ha informado de muchas muertes de aves como resultado de una colisión con las palas de la turbina. Esto puede acabar con la población de ciertas especies de aves.
Además, las turbinas eólicas requieren que excaven profundamente en la tierra, lo que podría tener un efecto negativo en los hábitats subterráneos. Sin embargo, ha habido una afluencia de turbinas eólicas sin palas en el mercado diseñadas para reducir la muerte de aves. Esto podría cambiar las reglas del juego para los fabricantes de turbinas.
5. Las turbinas eólicas son propensas a sufrir ruidos.
La desventaja más odiada de las turbinas eólicas es el ruido que producen. El sonido producido por una turbina se puede percibir desde distancias lejanas. Combina muchas turbinas y el ruido se vuelve insoportable. La vida de muchos propietarios se ha trastornado debido a la contaminación acústica de las turbinas.
Aunque el énfasis está en ubicar las turbinas eólicas lejos de la comunidad local, la mayoría de las empresas ignoran esta regla. Esto explica las fuertes objeciones del público a las instalaciones de turbinas eólicas en la mayoría de las áreas. La contaminación visual es otra razón por la que a las personas no les resulta atractivo instalarlo en su patio trasero.
6. La instalación puede ocupar una parte importante de la tierra.
La mejor ubicación de las turbinas eólicas puede ser la tierra más fértil donde se practica la agricultura. La instalación de turbinas eólicas quitaría tierras que han sido la base de las actividades agrícolas durante muchos años.
7. Las turbinas eólicas pueden representar un peligro para la seguridad
En las últimas dos décadas, la frecuencia de tornados, huracanes y ciclones ha aumentado considerablemente. Ahora, estas tormentas severas pueden causar grandes daños a las turbinas eólicas y pueden ser un peligro para la seguridad de las personas que trabajan en estos parques eólicos. El daño puede causar grandes daños a las turbinas eólicas.
8. Las turbinas eólicas se adaptan a una región en particular.
Los aerogeneradores se adaptan a las regiones costeras que reciben viento durante todo el año para generar energía. Por lo tanto, es posible que los países que no tienen zonas costeras o montañosas no puedan aprovechar la energía eólica.
La ubicación de un sistema de energía eólica es crucial, y se debe determinar la mejor ubicación posible para las turbinas eólicas a fin de capturar la mayor cantidad de viento posible. Al igual que la energía solar, que depende en gran medida del Sol para producir energía, la energía eólica necesita vientos de alta velocidad para producir energía de manera constante.
Datos interesantes sobre la energía eólica
- La energía eólica es una de las fuentes de energía de más rápido crecimiento en el mundo. Las turbinas eólicas toman la energía cinética del viento y la convierten en energía mecánica. Los generadores luego convierten esa energía mecánica en energía eléctrica. Por ejemplo, los molinos de viento producen energía mecánica, hacen posible que las velas muevan los barcos y generan electricidad.
- Los molinos de viento han estado en uso desde el año 200 a. C. y se desarrollaron por primera vez en Persia y China. Los antiguos marineros navegaban a tierras lejanas haciendo uso de los vientos. Los agricultores utilizaron la energía eólica para bombear agua y moler granos. Hoy en día, el uso más popular de la energía eólica es convertirla en energía eléctrica para satisfacer las necesidades energéticas críticas del planeta.
- La energía eólica está subutilizada a partir de ahora y tiene un enorme potencial para el futuro. Aunque ha habido un aumento del 25% en el uso de turbinas eólicas en la última década, la energía eólica todavía proporciona solo un pequeño porcentaje de la energía del mundo.
- La energía eólica es aprovechada principalmente por turbinas eólicas que tienen una altura de edificios de 20 pisos y tienen tres palas de 60 metros de largo. Se asemejan a hélices gigantes de aviones montadas en un palo. Las palas son giradas por el viento que transfiere el movimiento a un eje conectado a un generador que produce electricidad.
- Las turbinas más grandes pueden aprovechar la energía para alimentar 600 hogares . Estas turbinas forman parques eólicos y cientos están dispuestas en líneas en lugares ventosos como una cresta. Una pequeña turbina en el patio trasero puede impulsar fácilmente una pequeña empresa o una casa. Un parque eólico es una colección de aerogeneradores en el mismo lugar. Muchos parques eólicos proporcionan ingresos por alquiler a las comunidades rurales donde están situados.
- Las turbinas eólicas han sido criticadas por alguna razón. Se afirma que las turbinas eólicas causan ruido y molestan a los residentes cercanos. Los ventiladores de turbina que se mueven lentamente también están acusados de dañar a las poblaciones de murciélagos y aves de la localidad, pero esta acusación es infundada ya que otros factores, como las líneas eléctricas, los automóviles y los edificios de gran altura, matan a más aves. Otra crítica es que la energía eólica es variable, si no hay viento por alguna razón, la generación de electricidad se detiene.
- La energía eólica es el modo de producción de electricidad de más rápido crecimiento en todo el planeta.
- La energía eólica también es única por el hecho de que no utiliza agua.
- Los parques eólicos se pueden construir en ubicaciones en alta mar. Los vientos son más constantes y más fuertes en ubicaciones en alta mar, pero configurar la infraestructura es más costoso.
- Las ubicaciones aisladas reciben energía de pequeños parques eólicos terrestres. Las empresas de servicios públicos compran la energía de los pequeños parques eólicos.
- La mayoría de las turbinas eólicas modernas tienen 3 palas que pueden alcanzar velocidades en la punta de más de 320 kph (200 mph).
- La turbina eólica más grande del mundo se encuentra en los EE. UU. en Hawái. Tiene 20 pisos de altura y tiene aspas del largo de un campo de fútbol.
- Según NREL, 1MW de energía eólica puede compensar aproximadamente 2600 toneladas de dióxido de carbono (CO2).
- La primera turbina eólica moderna se construyó en la década de 1940 en Vermont.
- Las turbinas eólicas pueden incluso instalarse en estructuras flotantes que pueden enviar la electricidad a tierra con la ayuda de cables submarinos.
- La energía eólica produce más del 20% de la producción total de electricidad en países como Dinamarca y Portugal.
- Las puntas de los aerogeneradores muy grandes pueden alcanzar ochos de hasta 200 m (650 pies).
- Albert Betz, fue un físico alemán y pionero de la tecnología de turbinas eólicas. Descubrió la teoría de la energía eólica y la publicó en su libro Wind-Energie.
- Una turbina eólica tiene hasta 8.000 componentes diferentes.
