ENERGÍA EÓLICA, VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Energía Eólica, Energía de Viento

La energía del viento se usa desde mucho tiempo ...

¿Sabía que el nombre 'eólico' viene de Eolo, el dios del Viento de la mitología griega?

Desde más de 5.000 años se usa la energía del viento en barcos de velas y en la China se construyeron los primeros molinos compuestos de velas de barcos. Para moler granos en Persia se usaban molinos de viento desde el siglo siete.

En Europa se aprovecharon de la energía del viento desde el siglo trece para moler cereales y para bombear agua. Con esta tecnología Holanda ganó mucho de su terreno del mar.

Todos conocemos el uso de molinos en España por Don Quijote de la Mancha, la novela clásica de Miguel de Cervantes publicada en 1605.

Notable es la invención del 'Western Mill' por Daniel Halladay en 1854 para bombear agua en la agricultura. Este tipo de molino fue decisivo para aplicar la energía eólica en gran estilo con un impacto apreciable en la economía de los EEUU. Principalmente construido de metal, era el primer molino que funcionó sin atención por su capacidad de girar automáticamente fuera del viento, evitando daños en tormentas y tornados (imagen a la derecha).

En 1930 más de 600.000 estaban en uso en los EEUU y hasta hoy por ejemplo las empresas Aermotor,Ironman Wind Mill (ambas EEUU), Southern Cross y Comet (Australia), FIASA (Argentina) y otras siguen con la producción de estos molinos de viento mecánicas.

Energía Eólica para generar Electricidad

El uso para producir electricidad empezó en 1887 con el Profesor James Blyth en Escócia e independientemente, solamente pocos meses después, con Charles F. Brush en los EEUU. Mientras James Blyth construyó un aerogenerador con un eje vertical de 10 metros que alimentó su casa de campo, Charles Brush diseñó un tipo Western Mill gigante con un rotor de 17 metros que alimentó su casa con electricidad durante más de 20 años.

Aunque no el primero, decisivo es el trabajo de Poul la Cour de Dinamarca quien diseño un túnel de viento para realizar primeros pruebas científicas. El descubrió que pocas y delgadas alas son más eficiente para generar electricidad y así es considerado padre de los aerogeneradores modernos. En 1891 construyó su primer aerogenerador para la luz de una escuela, pero, en vez de cargar baterías, produjó hidrógeno a través de la electrólisis para almacenar la energía. Hay cuentas de vdrios rotos por pequeñas explosiones. La primera revista de electricidad eólica del mundo fue publicado por el en el año de 1904.

En los años 20 y 30 del último siglo se realizó una serie de importantes investigaciones y desarrollos. En 1919, Albert Betz, profesor de la Universidad de Göttingen (Alemania), comprobó con su trabajo teórico, conocido como Ley de Betz, que el máximo que se puede ganar de la energía eólica disponible es de 59.3%. Actualmente, las turbinas grandes de varios MW son las más eficientes y superan ligeramente el 50%.

En esta época se hicieron invenciones como por ejemplo las turbinas verticales de Savonius(Finlandia, 1922) y Darrieus (Francia, patentado en 1931).

Lamentablemente al mismo tiempo, el interés en el desarrollo a una escala mayor disminuyó por la creciente disponibilidad de electricidad generado por centrales de combustibles fósiles.

La Energía Eólico Moderna

La crisis energética de 1973, la disponibilidad de materiales avanzados y tecnologías nuevas con la riqueza de viento aprovechable en el norte de Europa, despertó el interés de nuevo. Inicialmente al nivel idividual, surgió un interés industrial sobre todo en Dinamarca (NEG Micon y Vestas) que causó un desarrollo de turbinas cada vez más grandes y eficientes para producir electricidad para la red pública. Fueron construidas e introducidas en 1979. El éxito inició el desarrollo moderno al nivel mundial y es causa de una industria eólica cada vez más importante, contribuyendo a satisfacer nuestra creciente demanda de energía.

Solamente en 2015 se añadió 63.69GW de potencia logrando una instalación total de 435GW. En 2015, Dinamarca generó 42.1% de su electricidad del viento! En varios países (por ejemplo España, Portugal, Alemania y ahora Uruguay) la producción esta entre el 10% y más del 20% con un crecimiento fuerte.

La gráfica a la derecha muestra este desarrollo fenomenal. Para datos actualizados vea los reportes semi anuales de la World Wind Energy Association (en inglés). También tiene un mapa interactivo con datos de la capacidad eólica instalada por cada país.

---

Perú, país con buenas condiciones para aprovechar la energía del viento

Mundialmente, el Perú es uno de los países muy aptos para generar energía eólica en su costa.

A causa de una zona de alta presión en el Pacífico Sur que varía su posición muy poco durante el año, el viento en la costa es muy constante y considerablemente fuerte (la corriente de Humboldt tiene por parte su causa en la misma constelación meteorológica). Ideales son la costa en el norte (Piura) y la costa cerca de Nazca.

Esta impresionante visualisación de las corrientes del viento casi en tiempo real del Earth Nullschool Net (autor: Cameron Beccario) usa supercomputadoras para crear esta animación aclamada que refleja estas condiciones. Aumentando la imagen y con un click sobre cualquier sitio, se puede ver la velocidad del viento con los coordenados del sitio seleccionado. Apretar sobre el menu 'earth' se puede cambiar ajustes y opciones. Aquí se encuentra otra animación de los vientos basada en los mismos datos.

Sobre todo por la estabilidad y continuidad del viento, las condiciones son más favorables que en los países del norte de Europa, donde el viento cambia su intensidad frecuentemente.

Tratando de aprovechar de esta excelente fuente de energía, Perú en el 2010 licitó la instalación de los primeros tres parques eólicos de gran tamaño. El primero de estos fue inaugurado en Mayo de 2014. El cuarto parque fue conectado a la red en Febrero 2016 y otros tres estan adjudicados.

Estamos convencidos que este representa solamente un comienzo para usar las grandes potenciales para generar energía de los recursos eólicos disponibles en nuestro país.

El Atlas Eólico de Perú contiene la información detallada sobre la enorme capacidad de energía eólica disponible. También se puede descargar los mapas eólicos con datos mensuales, por departamento, por altura (50, 80 y 100m) y densidad de energía.

---

Animación de los tres principales tipos de aerogeneradores

---

Enlaces interesantes sobre la energía del viento o eólica

Para más información sobre la energía eólica, DeltaVolt recomienda la excelente Manual de Referencia sobre Energía Eólica en castellano de la Asociación Danesa de la Industria del Viento (Danish Wind Industry Association). Gracias a motiva.fi por el hosting.

De la misma asociación viene el curso educativa 'Wind with Miller' con anotaciones para profesores (en inglés).

Paul Gipe el 'guru del viento' mantiene una página de excelente información (inglés).

IMPORTANCIA DE ENERGÍA EÓLICA

Para analizar la importancia que posee la energía eólica hay que tener en cuenta todos los eslabones de la cadena que son necesarios para fabricar o para desmontar los aerogeneradores que forman un parque eólico. En Enerenovable os queremos explicar a continuación, como funcionan estos parques y la gran importancia de la energía eólica en nuestras vidas, y como una alternativa de futuro.

ÍNDICE DEL ARTÍCULO:

1. Funcionamiento parque eólico
2. Importancia de la energía eólica
3. Video de como funciona la energía eólica

FUNCIONAMIENTO PARQUE EÓLICO

La explotación de una turbina de 1 MW instalada en un parque eólico puede llegar a evitar 2000 toneladas de dióxido de carbono (CO2), si la electricidad producida ha sido emitida por centrales termoeléctricas.

Al tener en cuenta todos los eslabones de la cadena, la energía y los materiales que son necesarios tanto para la fabricación como para el desmantelamiento de las turbinas eólicas puede notarse que el balance de energía consumida es interesante. Se estudia, además, el ciclo de vida de las turbinas eólicas. Un aerogenerador de 2,5 MW, con una vida útil de unos 20 años en condiciones normales de explotación, puede producir hasta 3.000 MW por año, que alcanza para el consumo de alrededor de1.000 a 3.000 hogares (según el consumo) por año. La vida útil de una turbina eólica se estima entre los 20 y los 25 años.

Se puede distinguir un “pequeño” aerogenerador (de pocas decenas de vatios hasta 10 KW) que sirve para el bombeo de agua o para dar electricidad a los sitios aislados, de los aerogeneradores más potentes (de 50 KW a 3 MW) conectados a las redes eléctricas que son los que tienen cada vez mayor desarrollo. Estos últimos se encuentran, generalmente, reagrupados en lo que se denomina parque eólico, granja eólica o central eólica.

Casi todos los aerogeneradores que producen electricidad constan de un rotor con palas o aspas que giran alrededor de un eje horizontal. Éste está unido a un conjunto de transmisión mecánica o multiplicadora y, finalmente, a un generador eléctrico, ubicados ambos en la barquilla suspendida en lo alto de la torre.

Es importante señalar que la longitud de la pala será determinante para generar más o menos energía o velocidad, ya que contra más grande sea mayor área barrida alcanzará y evidentemente producirá una mayor energía.

IMPORTANCIA DE LA ENERGÍA EÓLICA:

• Los detractores de los parques eólicos en los países  suelen argumentar que contaminan el paisaje, son ruidosos y poseen una producción insuficiente para cubrir las necesidades energéticas. La energía eólica debe ser considerada como una fuente de energía nueva, una energía limpia, en evolución y complementaria a otros tipos de producción.
• En cuanto a las molestias que puede llegar a ocasionar, serán siempre mucho menores que las provocadas por otra clase de energías como, por ejemplo, la energía nuclear que posee una repersión más grave en nuestra calidad de vida.
• No olvidemos que al ser una energía que es generada por el aire, y su movimiento, se trata de energía cinética por lo tanto no contamina, y es entonces una de las energías más limpias que podemos encontrar.

El reto del futuro es conseguir una fuente de energía barata, no contaminante, renovable y accesiblepara todos los países del mundo, que permita a transporte, industrias y hogares mitigar la servil dependencia que hoy muestra ante el petróleo y parece que la energía eólica es una de las mejores alternativas al respecto ¿a vosotros que os parece?

Video de como funciona la energía eólica:

ENERGÍA EÓLICA

La energía eólica puede definirse como el resultado de un proceso en el cual interviene la energía mecánica, que utiliza la fuerza del viento para convertirse en energía cinética, que al transportar el aire en movimiento se transforma en energía eólica, la cual permite accionar maquinarias con fines operativos o de generación de energía eléctrica. Resumiendo, es la energía que proviene del viento. Se considera, además, una forma indirecta de energía solar, ya que los cambios atmosféricos de temperatura y presión ocasionados por el sol, son los que generan los vientos.

Esta forma de energía es uno de los recursos renovables más limpios y sencillos de procesar, y un factor que interviene en la disminución del empleo de combustibles fósiles, por lo que es conocida también como la “energía verde”, y para que funcione de manera realmente productiva o rentable, los aerogeneradores se construyen agrupados en los denominados parques eólicos.

¿Qué es la energía eólica?

La energía eólica es la energía producida por el viento. La utilización de este tipo de energía por el hombre no es nada nuevo pues se viene haciendo desde tiempos remotos.

Las ventajas de la energía eólica ya eran aprovechadas por los babilonios y los chinos hace más de 4.000 años para bombear agua para regar los cultivos y en la Edad Media era el viento el encargado de mover los molinos para moler el grano y, por supuesto, era la energía utilizada por los barcos.

Hoy día se aprovecha esta energía para, mediante un generador, transformarla en electricidad.

La energía eólica es la energía que se obtiene utilizando la fuerza del viento. Se trata de un tipo de energía llamada cinética que se produce como consecuencia del aprovechamiento de las corrientes de aire.

La tecnología consiste en turbinas de viento capaces de interceptar la fuerza del viento. Cada turbina eólica se compone de una estructura de soporte (polo), a parte de las aspas y un rotor. La energía cinética del viento impulsa las aspas del aerogenerador transformándose en energía mecánica y, finalmente, en energía eléctrica a través de una turbina.

En la antigüedad

Las primeras referencias de este recurso natural se relacionan con embarcaciones egipcias del siglo V (a.c.), y con culturas antiguas como la china, babilónica y persa, que la empleaban en las moliendas y sistemas de riego. Después los europeos introdujeron cambios en el diseño de los molinos, extendiéndose su uso por todo el occidente. Junto al florecimiento de las civilizaciones, la fuerza del viento ha impulsado a grandes embarcaciones, sistemas de riego, y molinos, considerados patrimonios culturales en varios países.

¿Cómo se aprovecha?

Se usa para generar movimiento en algunas maquinarias. La energía eólica mueve una hélice que a su vez hace girar un rotor de generador, produciendo energía eléctrica, en este caso se habla de aerogeneradores.

Cuando se conecta a una bomba, se tiene un molino con los mismos principios de los molinos de viento más antiguos que se conocen, cuyos pioneros fueron los persas. También se han creado las aerobombas y los molinos multipala, que extraen agua de los pozos sin otra intervención que la fuerza de los vientos.

Existen asimismo, aerogeneradores que funcionan de forman aislada, para atender la demanda de energía en pequeñas comunidades agrícolas (riego, bombeo) e incluso con aplicaciones domésticas (aparatos eléctricos e iluminación), en lugares apartados.

QUÉ ES UN PARQUE EÓLICO

Un parque eólico está compuesto por un conjunto de turbinas de viento. Los parques eólicos pueden instalarse en tierra o mar (eólica marina). Los lugares más adecuados para instalaciones eólicas son las zonas más ventiladas como las costas y colinas. El viento pertenece a las tecnologías verdes y las energías renovables. La tecnología permite que el viento pueda producir electricidad con un bajo impacto ambiental. La tecnología es, sin embargo, criticada por el impacto sobre el paisaje y la falta de continuidad de la fuerza del viento.

EL VIENTO: QUÉ ES Y COMO SE COMPORTA

El viento es una fuente importante de energía renovable. Desde hace miles de millones de años el sol calienta la tierra liberando calor a la atmósfera. Un fenómeno que no sucede en todas partes de la misma manera ya que la superficie del mar, por ejemplo, necesita más tiempo para calentarse que la superficie de la tierra. En las zonas donde se libera menos calor (el agua de mar superficial), áreas más frías, tiende a aumentar la presión. En zonas más cálidas, a la inversa, la presión tiende a disminuir. Las áreas de alta presión atmosférica tienden a moverse hacia las zonas de baja presión, generando el “viento”. El aire más caliente tiende a moverse hacia arriba, dejando tras de sí una zona de baja presión. El aire caliente, una vez en la cima, se enfría y luego cae al suelo en las zonas frías del mar. Este movimiento hacia abajo genera un empuje marino de aire frío hacia las zonas de baja presión en la dirección de la parte continental. Las características morfológicas del territorio y el medio ambiente influyen en la dirección y fuerza del viento. Por ejemplo, los bosques y las montañas reducen la fuerza del viento, así como los edificios de las grandes ciudades. Por esta razón, las turbinas de viento están localizadas sólo en algunas áreas y no se distribuyen por todo el territorio. La energía del viento es particularmente fuerte cuando no hay obstáculos, en las superficies planas a lo largo de la costa y en alta mar.

HISTORIA DE LA ENERGÍA EÓLICA

El hombre utiliza la fuerza del viento desde hace miles de años. Basta pensar en la vela que mueve las naves desde el antiguo Egipto y que ha permitido grandes empresas que de otro modo hubieran sido imposibles, y los descubrimientos de los grandes continentes. Pero la fuerza del viento también fue la principal fuente de energía para lograr el molino de trigo o de oliva (molinos de viento) o para bombear agua de pozos. La energía cinética del viento (movimiento) se transforma en energía mecánica.

Paradójicamente, la energía eólica de hoy se llama energía alternativa en un contexto histórico que ha acompañado la vida del hombre mucho más que el petróleo o el carbón. En el siglo XX la energía mecánica producida por la energía eólica ha dado lugar a la generación de electricidad. Los parques eólicos están compuestas de numerosas turbinas eólicas instaladas mar abierto, donde el viento es más fuerte. Son verdaderas instalaciones en alta mar, cuyo impacto sobre el paisaje del medio ambiente es mínimo debido a su lugar de construcción.

Ventajas

•          Es renovable y abundante

•          No utiliza combustión, por lo tanto es una energía económica

•          Es limpia, no contamina

•          Aprovecha las zonas áridas, o no cultivables por su topografía

•          No daña el suelo y sus fines agrícolas o ganaderos

•          Genera empleo

•          Garantiza autonomía por más de 80 horas, sin conexión a redes de suministro

•          Es segura y confiable

•          Ahorra gasto de combustible en centrales térmicas y/o hidroeléctricas

•          Su impacto ambiental es bajo

Desventajas

•          Es discontinua, su intensidad y dirección cambian repentinamente

•          Depende de fuentes tradicionales para su funcionamiento

•          Las centrales térmicas de respaldo aumentan el consumo energético

•          Requiere cables de alta tensión cuatro veces más gruesos para evacuar la producción

•          La fluctuación en la intensidad del viento produce apagones y daños

•          No es almacenable

•          Presenta serios inconvenientes de carácter técnico en su producción

Incidencias ambientales

•          La necesidad de centrales térmicas genera emisiones de dióxido de carbono

•          Algunos parques ocupan zonas protegidas

•          Los aerogeneradores afectan muchas rutas migratorias de aves y murciélagos

•          Se produce un choque visual y paisajístico al entrar en contraste los elementos naturales horizontales con los aerogeneradores verticales y se crea el denominado efecto discoteca, que se produce con la proyección del sol detrás de los molinos

•          Produce contaminación sónica

Países líderes

En orden de producción, estos son los países que lideran el manejo de energía eólica a nivel mundial:

1.         Estados Unidos 2.         Alemania 3.         China 4.         España 5.         India 6.         Francia 7.         Italia 8.         Inglaterra 9.         Dinamarca 10.       Portugal

11.       Canadá 12.       Países Bajos 13.       Japón 14.       Australia 15.       Grecia 16.       Suecia 17.       Irlanda 18.       Austria 19.       Turquía 20.       Brasil

En América Latina se están dando los pasos iniciales para desarrollar el aprovechamiento eólico. Brasil lidera esta iniciativa seguido de México, Chile, Costa Rica, Argentina, Nicaragua, Uruguay, Colombia, Cuba y Perú.

Aumentan los proyectos eólicos

A pesar de las críticas provenientes de algunos sectores científicos y ecologistas, se evidencia un notable incremento de la demanda, y cada vez más países se muestran interesados en aplicar esta alternativa. A ese respecto, del 21 al 25 de septiembre del corriente, se celebra la Feria Mundial de Energía Eólica en Husum, Alemania, con la concurrencia aproximada de 950 empresas de 30 países. El futuro de la energía eólica está garantizado.

Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del Sol. 

* Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes. 

* No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático. 

* Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadas para ser cultivables. 

* Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc. 

* Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalación. 

* Su instalación es rápida, entre 6 meses y un año. 

* Su inclusión en un sistema ínter ligado permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas. 

* Su utilización combinada con otros tipos de energía, habitualmente la solar, permite la auto-alimentación de viviendas, terminando así con la necesidad de conectarse a redes de suministro, pudiendo lograrse autonomías superiores a las 82 horas, sin alimentación desde ninguno de los 2 sistemas. 

* La situación actual permite cubrir la demanda de energía en España un 30% debido a la múltiple situación de los parques eólicos sobre el territorio, compensando la baja producción de unos por falta de viento con la alta producción en las zonas de viento. Los sistemas del sistema eléctrico permiten estabilizar la forma de onda producida en la generación eléctrica solventando los problemas que presentaban los aerogeneradores como productores de energía al principio de su instalación. 
* Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalación y mantenimiento. Los parques offshore son una realidad en los países del norte de Europa, donde la generación eólica empieza a ser un factor bastante importante. 

Desventajas: 
* Para evacuar la electricidad producida por cada parque eólico (que suelen estar situados además en parajes naturales apartados) es necesario construir unas líneas de alta tensión que sean capaces de conducir el máximo de electricidad que sea capaz de producir la instalación. Sin embargo, la media de tensión a conducir será mucho más baja. Esto significa poner cables 4 veces más gruesos, y a menudo torres más altas, para acomodar correctamente los picos de viento. 

* Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas "instantáneamente" (aumentando la producción de las centrales térmicas), pues sino se hace así se producirían, y de hecho se producen apagones generalizados por bajada de tensión. Este problema podría solucionarse mediante dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica. Pero la energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o perdida. 

Además, otros problemas son: 

* Técnicamente, uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado hueco de tensión. Ante uno de estos fenómenos, las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser dañados y, por tanto, provocan nuevas perturbaciones en la red, en este caso, de falta de suministro. Este problema se soluciona bien mediante la modificación de la apara-menta eléctrica de los aerogeneradores, lo que resulta bastante costoso, bien mediante la utilización de motores síncronos. 

* Uno de los grandes inconvenientes de este tipo de generación, es la dificultad intrínseca de prever la generación con antelación. Dado que los sistemas eléctricos son operados calculando la generación con un día de antelación en vista del consumo previsto, la aleatoriedad del viento plantea serios problemas. Los últimos avances en previsión del viento han mejorado muchísimo la situación, pero sigue siendo un problema. Igualmente, grupos de generación eólica no pueden utilizarse como nudo oscilante de un sistema. 

* Además de la evidente necesidad de una velocidad mínima en el viento para poder mover las aspas, existe también una limitación superior: una máquina puede estar generando al máximo de su potencia, pero si el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones del molino, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento de altas velocidades la estructura puede resultar dañada por los esfuerzos que aparecen en el eje. La consecuencia inmediata es un descenso evidente de la producción eléctrica, a pesar de haber viento en abundancia, y otro factor más de incertidumbre a la hora de contar con esta energía en la red el

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA

Ventajas:

·        Medioambientales: El viento es un recurso inagotable, es decir es una energía renovable. Es una energía limpia, no contaminante y Cada MW eólico instalado en Catalunya evita cada año la emisión en la atmósfera de 2.900 toneladas de dióxido de carbono. Los parques eólicos son fáciles de desmontar y de reutilizar el terreno. Contribuye a frenar el cambio climático.

·        Ventajas económicas: Impulsa la educación y la formación de los jóvenes de la zona, es compatible con otras actividades como  la selvicultura, ganadería, etc.… Crea 5 veces más puestos de trabajo que las energías convencionales e incrementa la capacidad de crear trabajos indirectos. Incrementa el PIB por transferencia de rentas.

·         Otros puntos positivos: Produce independencia de otras energías, porque es una energía autóctona, es decir, no hace falta importarla. Todos los consumos que produce los compensa con las ganancias de su energía producida. Permite el ahorro de la compra de combustible. España es la líder en todo el mundo de la energía eólica y esta instalada en otros países como China. En un año 10 molinos generan energía para abastecer 19.000 hogares. Un molino de viento evita la emisión de 6.375 toneladas anuales de CO2.

Desventajas:

      Medioambientales: la densidad energética del viento es muy baja, la generación de cantidades significativas de electricidad por métodos eólicos requiere el uso de grandes extensiones de tierra. Los sitios adecuados para la generación eólica, especialmente el mar abierto, están remotos y lejos de la concentración de demanda para la electricidad. Los periodos de máxima demanda durante el día y máxima generación por la noche cuando los vientos están más fuertes no coinciden, y también, por supuesto, no hay siempre viento. os efectos estéticos en el campo natural (ubicación adecuada ayuda a resolver esta problema), sonido emitido por las máquinas (la ingeniería moderna ha reducido este efecto muchísimo) y la interferencia electromagnética (que se puede reducir por ubicación adecuada y la instalación de antenas). También ha de tenerse especial cuidado a la hora de seleccionar un parque si en las inmediaciones habitan aves, por el riesgo mortandad al impactar con las palas, aunque existen soluciones al respecto como pintar en colores llamativos las palas, situar los molinos adecuadamente dejando "pasillos" a las aves, e, incluso en casos extremos hacer un seguimiento de las aves por radar llegando a parar las turbinas para evitar las colisiones.

·         Otras desventajas: Al ser el aire fluido implica producir molinos de gran envergadura, eso conlleva la necesidad de mayor terreno para la construcción y un mayor coste de construcción. Produce un impacto visual inevitable, ya que los molinos tienen que ser de una gran envergadura.

La principal desventaja de la energía eólica es nuestra incapacidad para controlar el viento. Al ser una energía menos predecible no puede ser utilizada como única fuente de generación eléctrica. Para salvar los momentos en los que no se dispone de viento suficiente para la producción de energía eólica es indispensable un respaldo de las energías convencionales y el resto de renovables.

 Esta situación no es la única desventaja a la que se enfrenta la energía eólica. Hay varios factores de tipo técnico y medioambiental, como los siguientes:

• Dificultad para la planificación. Como hemos indicado, existe una dificultad intrínseca para poder planificar la energía eólica disponible con antelación. Dado que los sistemas eléctricos son operados calculando la generación con un día de antelación en vista del consumo previsto, la aleatoriedad del viento plantea serios problemas. Los últimos avances meteorológicos para la previsión del viento han mejorado mucho la situación, pero aún sigue siendo un problema.

• Plazo de desarrollo. Desde que un promotor empieza a construir un parque eólico hasta que éste inicia su vertido de energía a la red eléctrica pueden pasar 5 años.

• Variabilidad. Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas de forma instantánea -aumentando la producción de las centrales térmicas-, pues de no hacerse así se podrían producir apagones.

• Almacenamiento imposible. La energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o de lo contrario se pierde.

• Necesidad de infraestructuras. Los parques eólicos suelen situarse en zonas apartadas o en el mar, lejos de los puntos de consumo, y para transportar la energía eléctrica se requieren torres de alta tensión y cables de gran capacidad que pueden salvar importantes distancias y causan impacto en el paisaje. En este proceso, además, suele perderse energía.

• Vulnerabilidad a los huecos de tensión. Uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado ‘hueco de tensión' (reducción brusca de la tensión en una fase de la red eléctrica, seguida de una vuelta a los valores normales, todo ello en milisegundos). Las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser dañados y, por tanto, provocan falta de suministro.

• Demasiado viento no ayuda. Si el viento supera las especificaciones del aerogenerador, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento de altas velocidades la estructura puede resultar dañada. La producción eléctrica desciende y afecta a la planificación de producción eléctrica prevista.

• Impacto medioambiental. Los parques eólicos suelen ocupar grandes espacios y se localizan en parajes naturales transformando el paisaje original. Es necesario realizar estudios de impacto ambiental previos para evitar que perjudiquen a las aves migratorias o al paisaje.

Al margen de estas desventajas de la energía eólica, hay que tener en cuenta que ninguna forma de producción de energía tiene el potencial de cubrir toda la demanda y la producción energética basada en renovables es menos contaminante, por lo que su aportación a la red eléctrica es positiva.

Junto con el agua, es la forma más antigua de producción energética del mundo, amigable con el ambiente y defendida por muchos países. Esta alternativa energética tiene un futuro promisorio

Son muchas las ventajas de la energía eólica, estas son algunas de ellas:

·         Los costes de producción de este tipo de energía son relativamente bajos, puede competir en rentabilidad con otras fuentes de producción de energía: centrales térmicas de carbón, centrales de combustible, etc.

·         Otra de las ventajas de la energía eólica es que es una energía limpia, para su producción no es necesario un proceso de combustión. Es un proceso limpio que no perjudica a la atmósfera, la fauna, la vegetación y no contamina el suelo ni las aguas.

·         Los modernos molinos de viento pueden ser instalados en zonas remotas, no conectadas a la red eléctrica, para conseguir su propio suministro.

·         El uso de energía eólica evita la contaminación que produce el transporte del gas, petróleo, carbón, etc. Reduce el tráfico que se genera para el transporte de estos tipos de combustible y suprime los riesgos de accidentes que tanto perjudican al medioambiente. 

·         Una de las mayores ventajas de la energía eólica es que es inagotable, sostenible y no contaminante.

·         La utilización de la energía eólica para la generación de electricidad no incide sobre las características fisicoquímicas del suelo, ya que no se produce ningún contaminante que le perjudique, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierras.

·         La energía eólica no altera los acuíferos y la producción de electricidad a partir de esta energía no contribuye al efecto invernadero, no destruye la capa de ozono ni genera residuos contaminantes.

Ventajas de la energía eólica frente al carbón

·         La producción de energía a partir del carbón produce un alto grado de contaminación pues son una fuente de dióxido de carbono y otras muchas sustancias tóxicas muy peligrosas para la salud y para el medio ambiente.

·         También se emite a la atmósfera óxido de nitrógeno y dióxido de azufre que son los principales responsables de la lluvia ácida.

·         Frente a estos inconvenientes del carbón la energía eólica es limpia, no contaminante y cuando la instalación deja de ser útil se desmantela sin que deje huella.

Cada Kwh. de electricidad generada por energía eólica en lugar de carbón, evita.

·         0,60 Kg. de CO2, dióxido de carbono.

·         1,33 g. de SO2, dióxido de azufre.

·         1,67 g. de NOx, óxido de nitrógeno.

Un Parque de 10 MW

·         Evita: 28.480 Tn. Al año de CO2.

·         Sustituye: 2.447 Tep. toneladas equivalentes de petróleo.

·         Aporta: trabajo a 130 personas al año durante el diseño y la construcción.

·         Proporciona: industria y desarrollo de tecnología.

·         Genera: energía eléctrica para 11.000 familias.

Desventajas de la energía eólica

A pesar de todas las ventajas de la energía eólica esta también tiene algunas desventajas:

·         La fuerza del viento es muy variable, por lo que la producción de energía no es constante.

·         Los modernos molinos de viento son estructuras grandes y todavía bastantes caras.

·         Hay quien está en contra de los aerogeneradores porque producen una alteración sobre el paisaje.

·         Las turbinas son ruidosas.

·         Los parques eólicos son un peligro para las aves, las palas de los molinos han matado a muchas de ellas.

·         Hoy por hoy las empresas de energía eólica dependen de subsidios de los gobiernos pues todavía no son competitivas.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA:

VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA 

Las ventajas principales que nos ofrece esta energía son fundamentalmente las que afectan a:

Medioambiente: el aire es un recurso inagotable y la energía que produce es limpia y no contamina. Evita la emisión de miles de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera, por lo que es un elemento de suma importancia para ponerle freno al cambio climático.

Economía: La producción de esta energía implica la generación de más puestos de trabajo que la convencional e incrementa la creación de trabajadores indirectos. Además por algo conocido como la transferencia de rentas se incrementa el PIB.

Otras ventajas: No es necesario importarla pues se trata de una energía de carácter local. Se ahorra en la adquisición de combustible.

DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA 

Producción: Debido a la baja densidad del viento, producir cantidades elevadas de electricidad a través de los molinos eólicos requiere espacios de mucha extensión. Además es muy difícil hacer coincidir los periodos de máxima demanda con los de alta generación, que suelen ser nocturnos, cuando los vientos son más fuertes.

Otras desventajas: Los efectos estéticos que provoca la construcción de una planta eólica en el campo, los sonidos que emiten los generadores, las interferencias electromagnéticas producidas por las antenas. Las aves de la zona también corren riesgo de mortalidad por los impactos con las palas de los generadores, aunque se pinten en colores muy llamativos. La necesidad de grandes extensiones para su construcción, debido al gran tamaño de los molinos.

¿CÓMO FUNCIONA UN AEROGENERADOR O TURBINA EÓLICA?

La energía eólica es un tipo de energía renovable cuya fuente es la fuerza del viento. La forma típica de aprovechar esta energía es a través de la utilización de aerogeneradores o turbinas de viento.

¿CÓMO FUNCIONA UN AEROGENERADOR O TURBINA EÓLICA?

¿Pero como se llega del viento a la electricidad? El antecedente directo de los actualesaerogeneradores son los viejos molinos de viento, que incluso hoy en día se siguen utilizando para extraer agua o moler grano.

Un molino es una máquina posee aspas o palas unidas a un eje común, que comienza a girar cuando el viento sopla. Este eje giratorio esta unido a distintos tipos de maquinaria, por ejemplo maquinaria para moler grano, bombear agua o producir electricidad.

Para obtener electricidad, el movimiento de las aspas o paletas acciona un generador eléctrico (un alternador o un dinamo) que convierte la energía mecánica de la rotación en energía eléctrica. La electricidad puede almacenarse en baterías o ser vertida directamente a la red. El funcionamiento es bastante simple, y lo que se va complejizando es la construcción de aerogeneradores que sean cada vez más eficientes.

TIPOS DE AEROGENERADORES

Los aerogeneradores pueden ser de eje horizontal, que son los más comunes hoy en día, o también los hay de eje vertical.

Uno de los problemas más frecuentes que presentan los aerogeneradores es su gran tamaño así como las vibraciones y ruido que provocan. Por esta razón suelen ubicarse en zonas alejadas de viviendas. Sin embargo empresas y científicos de todo el mundo siguen trabajando para construir aerogeneradores más pequeños (ver aquí), o silenciosos (del que hemos hablado en Erenovable aquí yaquí) que puedan ubicarse en zonas urbanas.

Pero uno de los problemas que más preocupa en el campo de la generación de la energía eólica es la variabilidad de la fuente, es decir del viento. Los aerogeneradores, en general, están preparados para funcionar en forma óptima cuando el viento sopla dentro de un rango determinado de velocidades. Por un lado se requiere cierta velocidad mínima para mover las aspas, por el otro lado existe también un límite máximo.

Por ejemplo lo más común es que esos límites sean con vientos de velocidades de entre 3 y 24 metros por segundo. Al mínimo se lo llama velocidad de conexión, o sea lo mínimo para generar algo de electricidad, y al máximo se lo llama velocidad de corte, o sea cuando ya es contraproducente, ya que podría romper el mecanismo.

Los aerogeneradores pueden trabajar solos o en parques eólicos, sobre tierra formando las granjas eólicas, sobre la costa del mar o incluso pueden ser instalados sobre las aguas a cierta distancia de la costa en lo que se llama granja eólica marina u offshore.

CONSTITUCIÓN DE UN AEROGENERADOR O TURBINA EÓLICA

Son muchos los parques eólicos plagados de modelos TEEH (turbinas eólicas de eje horizontal) a barlovento. Estas máquinas se componen de los siguientes segmentos:

Torre y cimiento: Los cimientos de la torre pueden ser planos o profundos, garantizando en ambos casos la estabilidad de la turbina eólica, la sujeción de la góndola y los álabes del motor. Los cimientos también deben absorber los empujes causados por la variación y potencia del viento. Las torres pueden ser de diferentes tipos dependiendo de sus características:

• Torres tubulares de acero: La mayoría de los aerogeneradores se construyen con torres tubulares de acero.
• Torres de concreto: Se construyen en el mismo lugar, permitiendo calcular la altura necesaria.
• Torres de concreto prefabricado: Se montan por piezas ya hechas y sus segmentos son colocados en el mismo lugar.
• Torres de celosía: Son fabricadas utilizando perfiles de acero.
• Torres híbridas: Pueden poseer características y materiales de diferentes tipos de torre.
• Torres de mástil tensado con vientos: Se caracterizan por ser aerogeneradores pequeños.

Rotor: El rotor es el “corazón” de todo aerogenerador, ya que sostiene los álabes o palas de la turbina, moviéndolas de manera mecánica y rotacional para transformar el empuje del viento en energía.

Góndola: Es la cabeza más visible del aerogenerador, el casco que esconde y mantiene toda la maquinaria de la turbina. La góndola se une a la torre mediante rodamientos para poder seguir la dirección del viento.

Caja multiplicadora: Además de poder soportar las variaciones del viento, la caja multiplicadora tiene la tarea de acoplar las bajas velocidades de rotación del rotor y las altas velocidades del generador. Como dice su propia palabra; consigue multiplicar los 18-50 rpm que genera el movimiento natural del rotor en aproximadamente 1.750 rpm cuando sale del generador.

Generador: Es el encargado de convertir la energía mecánica en energía eléctrica. Para turbinas de gran potencia, se emplean generadores asincrónicos doble alimentados, aunque también abundan los generadores sincrónicos y asincrónicos convencionales.

Frenos: Se emplean frenos mecánicos en el tren de fuerza, siendo necesarios en ellos un alto coeficiente de fricción en estático y gran resistencia a la compresión.

EQUIPAMIENTO ELÉCTRICO DE UN AEROGENERADOR O TURBINA EÓLICA

Los aerogeneradores que podemos ver hoy en día no sólo se componen de aspas y un generador para hacer llegar energía económica a las casas. Para nada; las turbinas eólicas también deben poseer unsistema de alimentación individual a la red y numerosos sensores. Estos últimos consiguen monitorizar y medir la temperatura, la dirección del viento, su velocidad y otros parámetros que pueden aparecer dentro de la góndola o en los alrededores.

VENTAJAS DE LOS AEROGENERADORES RÁPIDOS FRENTE A LOS LENTOS

La diferencia más llamativa de los llamados “aerogeneradores lentos”, es que poseen más aspas que los rápidos y sus materiales suelen ser más baratos. Pero ¿qué desigualdades más nos podemos encontrar?

A pesar de sus grandes diámetros (de 40 a 90 m de altura) y de poseer unos rotores cuya cabeza alcanza los 100 m, los aerogeneradores rápidos son más ligeros que los lentos. Esto se consigue gracias a unos generadores de gran potencia (0,5 a 3 MW) que aprovechan aun más la relación altura-potencia del viento.

Al ser más ligeras, las palas se mueven más rápidamente, por lo que el tamaño y coste de la caja multiplicadora que acciona el generador eléctrico se reduce.

Al tener menos número de palas, estas se pueden regular más fácilmente para adaptar su potencia según las características del viento.

Los aerogeneradores rápidos resisten mejor los esfuerzos provocados por las ráfagas de viento.

El empuje axial debido a la acción del viento sobre el rotor parado es menor en las eólicas rápidas que cuando está girando; todo lo contrario pasa en los aerogeneradores lentos.