Energía eólica


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La energía eólica es un tipo de energía renovable muy desarrollada. Está presente en todo el mundo supone una parte importante de la generación eléctrica global actual. Aprende más sobre este tipo de energía.

¿Qué es la energía eólica?

Es la energía renovable que transforma la energía cinética del viento en energía eléctrica. Para ello se utilizan los molinos, que consisten en un sistema de aspas colocados en la parte alta de un mástil.

Al conjunto de aerogeneradores se le llame parque eólico. La ubicación de estos parques eólicos suelen ser en las laderas de las montañas, pero cualquier lugar con suficiente presencia de viento a lo largo del año será válido.

Este tipo de fuente energética es cada vez más barata y actualmente es muy competitiva frente a otras fuentes de energía renovable y no renovable.

Cómo funciona la energía eólica

El funcionamiento de la energía eólica puede parecer sencillo, pero se ha tenido que enfrentar a algunos retos para conseguir que sea una fuente fiable y con tanta presencia a lo largo del mundo.

Para transformar la energía del viento en electricidad se utilizan los aerogeneradores. El funcionamiento es el siguiente:

  1. El viento se encuentra con la superficie de las aspas y ejerce en ellas una fuerza de sustentación, lo que provoca un movimiento de rotación.
  2. La rotación se transmite al eje principal, que irá acompañado de una caja multiplicadora para aumentar la velocidad de rotación. Si las aspas rotan a una velocidad de unas 20 o 25 revoluciones por minuto (rpm), la caja multiplicadora las aumenta a 1500 rpm. Se debe mantener esta velocidad para que la frecuencia sea de 50 Hz.
  3. La energía eléctrica generada pasa por un transformador para para elevar la tensión a unos 690 V. De esta manera se puede verter a la red eléctrica.

Turbinas eólicas

Las turbinas eólicas son máquinas que transforman la fuerza del viento en energía mecánica haciendo mover un eje. En la energía eólica se utilizan los aerogeneradores, que convierten esa energía mecánica del eje en electricidad.

Evolución

Conforme ha ido evolucionando la tecnología se ha conseguido fabricar aerogeneradores de mayores potencias. Para ello ha sido necesario, entre otras cosas, aumentar su tamaño.

Antes un molino podía medir 40 o 60 metros de altura, pero actualmente su altura se ha disparado. Por ejemplo, en Asia se han instalado aerogeneradores de más de 200 metros.

En la siguiente imagen puede comprobar cual ha sido su evolución a lo largo de los años.

Evolución de los aerogeneradores en energía eólica

 

Turbinas eólicas de uso doméstico

Parques eólicos

Cuando se colocan varios aerogeneradores en el mismo emplazamiento se les pasa a llamar parque eólico. Con esto se aprovecha mejor el recurso eólico aunque hay que tener en cuenta la influencia que generan unos aerogeneradores sobre otros.

Se pueden diferenciar dos grandes grupos de parques eólicos:

Eólica onshore y offshore

 

Onshore

Cuando hablamos de eólica onshore nos referimos a los molinos que se encuentran en tierra firme. Es lo más común y donde más se ha avanzado, pero no es la única opción.

Offshore

En la eólica offshore los molinos se encuentran en el mar. Ya existen parques eólicos offshore y con el paso del tiempo se irán instalando más. Este tipo de eólica tiene ventajas e inconvenientes:

  • Ventajas: mayor recurso eólico (mayor generación eléctrica).
  • Inconvenientes: mayor dificultad técnica (se duplica el coste).

Para que te hagas una idea este es el recurso eólico de España (haz click sobre la imagen si la quieres ver más grande).

Potencial eólico en España
Mapa eólico de España (Elaboración: Meteosim Truewind SL)

Como puedes ver es en el mar donde más viento hay. Esto es algo habitual en todo el mundo, ya que el agua y la tierra se calientan y enfrían a diferentes velocidades, lo que provoca una constante diferencia de temperaturas entre ambos.

El problema que tiene España es que el suelo marino se vuelve muy profundo a poca distancia de la costa, lo que provoca que su instalación sea todavía más compleja.

Recursos eólicos

Para ubicar los aerogeneradores de la manera más óptima se necesita un estudio detallado del recurso eólico del lugar. Debido a las propiedades del viento, que actúa como un fluido, su análisis es más complejo que el de la energía fotovoltaica. Vamos a ver algunos detalles:

Origen del viento

El viento es la fuente de la que obtienen energía los aerogeneradores. Éste se produce por el calentamiento desigual de la superficie de la Tierra. El aire caliente asciende a la parte superior de la atmósfera y cae cuando llega a zonas más frías.

A gran escala existen tendencias mas o menos permanentes a lo largo del año. Se pueden ver en una imagen los vientos alisios que circulan por las diferentes zonas de la Tierra.

Vientos alisios
Fuente: sail and trip

Variación del viento con la altura

Habrás podido observar que el rotor del aerogenerador se sitúa a una altura considerable del suelo. Esto se debe a dos razones:

  • A mayor altura se encuentra una mayor velocidad del viento, y por lo tanto mayor potencia se producirá en el aerogenerador.
  • Una pala a lo largo del giro se encuentra con diferentes velocidades de viento, lo que da lugar a una variación de cargas que afectará al aerogenerador.

El estudio del gradiente de la velocidad del viento en el lugar donde se planea ubicar el aerogenerador es muy importante. Cuanto mayor sea la altura del molino mayor será su coste, pero también aumentará su potencia.

Capa límite terrestre
Fuente: bvsde

Rosa de los vientos

Para poder estimar el recurso eólico de un emplazamiento no solo es suficiente con conocer la velocidad del viento, también hay que saber su dirección.

La forma que se utiliza para tener ambos datos de forma simultánea es la rosa de los vientos, ya sea en forma de gráfica o de tabla.

Rosa de los vientos
Fuente: energías sustentables