Energía eólica

La energía eólica es la energía obtenida del viento que en la actualidad puede ser aprovechada para la producción de electricidad. Se trata de un recurso abundante, renovable y limpio que contribuye a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero.

El viento contiene energía (cinética) porque se encuentra siempre en movimiento y su aprovechamiento data desde la antigüedad habiéndose aprovechado para la navegación. Con el crecimiento del comercio se han ido desarrollando diferentes artefactos que permitieron hacer un uso más diverso de la energía eólica.

La energía mecánica obtenida del viento puede ser utilizada para el bombeo de agua o molienda de distintos productos. La energía térmica se consigue también a partir de la energía eólica y puede ser usada para generar frío o calor y para procesos industriales. Mientras que la energía eléctrica tiene infinitos usos y es obtenida a partir de aerogeneradores.

El movimiento del rotor de los molinos -expuestos al viento- mueve un sistema mecánico que extrae agua del subsuelo en zonas rurales.

Energía cinética: es la energía del movimiento. Las unidades de energía cinética en el Sistema Internacional son los julios (J).

El viento

El viento es un agente geológico que se define como un movimiento del aire en la atmósfera, si bien existe viento en otras partes del universo. El calentamiento desigual de la superficie de la Tierra produce zonas de altas y bajas presiones, este desequilibrio provoca desplazamientos del aire que la rodean dando lugar al viento. Es por ello que el viento tiene procedencia directa de la energía solar.

Otros factores que influyen en el viento tienen lugar por ejemplo en zonas costeras, donde la brisa marina y los ciclos de las mareas pueden alterar los vientos locales. Lo mismo sucede en las zonas montañosas o con un relieve variado donde las montañas y las brisas del valle generan diferentes comportamientos en los vientos.

La fuerza del viento se mide en nudos o kilómetros por hora utilizando la escala de Beaufort, la cual cuantifica la velocidad del viento desde una brisa hasta un huracán. Esta es una escala numérica utilizada en meteorología que describe la velocidad del viento, asignándole números que van del 0 (calma) al 12 (huracán). Fue ideada por el Almirante Beaufort en el siglo XIX.

El instrumento que se utiliza para conocer la velocidad del viento es el anemómetro. Éste comúnmente está formado por un molinete de tres brazos, separado por ángulos de 120º que se mueven alrededor de un eje vertical. Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica, en base al número de revoluciones, la velocidad del viento incidente.

Las variables que definen el régimen de vientos en un punto determinado son:

- Situación geográfica.
- Características climáticas.
- Estructura topográfica.
- Irregularidades del terreno.
- Altura sobre el nivel del suelo.

Los aerogeneradores

Para conseguir captar la energía del viento se emplean aerogeneradores que tienen aspecto de molinos. El flujo del viento hace girar las paletas (hélices) de la turbina las cuales conectadas a un generador transforman la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.

Existen diversos tipos de aerogeneradores, pero principalmente podemos encontrar dos tipos. Los de turbina en eje horizontal y los de turbina en eje vertical. Ambos modelos tienen ventajas y desventajas pero los de eje horizontal son más comunes debido a que poseen mucho mayor nivel de eficiencia en su desempeño.

La mayoría de los aerogeneradores modernos constan de tres hélices, de eje horizontal y con mecanismos eléctricos de orientación. Este último es utilizado para girar el rotor de la turbina y obtener el máximo rendimiento o para protegerlo ante vientos peligrosos.

Los aerogeneradores modernos se encuentran diseñados para trabajar con velocidades del viento que varían entre 3 y 24 m/s de promedio. La primera es la llamada velocidad de conexión y la segunda, la velocidad de corte. Básicamente, el aerogenerador comienza produciendo energía eléctrica cuando la velocidad del viento supera a la velocidad de conexión y, a medida que la velocidad del viento aumenta, la potencia generada es mayor, siguiendo la llamada curva de potencia.

Por las diferencias de velocidades que pueden existir, es necesario un sistema de control de las velocidades de rotación para que en caso de vientos excesivamente fuertes, que podrían poner en peligro la instalación, las palas de la hélice giren de tal forma que éstas presenten la mínima oposición al viento, con lo que las hélice se detendrían.

Cuando no hay viento, las palas forman un ángulo de 45º, de modo que el aerogenerador puede extraer el máximo de energía de los vientos suaves.

En términos generales no se requieren grandes velocidades de viento para producir energía, más bien al contrario, como ya se mencionó, cuando el viento es demasiado intenso se hace necesario detener los equipos para evitar deterioro. En la mayoría de los casos, un equipo comienza a generar energía cuando la velocidad del viento es de 4 m/s, equivalente a unos 15 km/h. Entrega su potencia máxima cuando la velocidad es del orden de los 12 a 15 m/s (40 a 55 km/h) y es necesario sacarla de servicio cuando alcanza 25m/s (90km/h).

Parques eólicos

En los parques eólicos están organizados varios aerogeneradores que transforman la energía eólica en energía eléctrica. La cantidad de aerogeneradores que se pueden establecer varía en función de la superficie disponible y de las características del viento en el emplazamiento.

Antes de establecer un parque eólico se estudia el viento de la zona elegida durante un tiempo que suele ser superior a un año. Para ello se instalan veletas y anemómetros. Con los datos recogidos se traza una rosa de los vientos que indica las direcciones predominantes del viento y su velocidad.

Los parques se construyen en fases; cada fase agrega cierta potencia según el número de aerogeneradores. Así, el mismo parque eólico puede empezar con una potencia baja o mediana, pero después de varios años de desarrollo puede rebasar a los parques más grandes del mundo.

Podemos diferenciar dos tipos de parques, aquellos ubicados en la tierra y los que están en el mar. Los primeros son los que más abundan mientras que los otros se encuentran principalmente en Europa.

El emplazamiento elegido para instalar la máquina eólica ha de cumplir dos condiciones: el viento ha de soplar con regularidad y su velocidad ha de tener un elevado valor medio.

Aerogenerador doméstico

Los aerogeneradores de uso doméstico tienen como fin abastecer de energía a viviendas en las zonas rurales alejadas. Este tipo de aerogeneradores pueden suministrar entre 400 y 1200 vatios dependiendo de la capacidad del aerogenerador. Estos pequeños aerogeneradores se colocan en tejados o lugares elevados y pueden ser complementados con otros sistemas de energía, como paneles solares.

Se conoce con el nombre de minieólica es la energía creada por aerogeneradores, de una potencia inferior a los 100 kw, que aprovechan la fuerza del viento. Está destinada hacia el concepto de autoabastecimiento o autogeneración de energía.

En estos casos, la energía es enviada a una batería que la almacena para disponer de ella en cualquier momento. Luego, para emplear dicha energía un inversor convierte la corriente continua en alterna a 220V como la suministrada por la red eléctrica. En las de instalaciones de conexión a red, la energía generada por el aerogenerador es suministrada hacia la red eléctrica a través de un inversor que sincroniza con la propia red.

Asociación Mundial de Energía Eólica

La Asociación Mundial de Energía Eólica (según sus siglas en inglés, WWEA) es una organización sin fines de lucro que trabaja a favor de un sistema energético mundial basado plenamente en el uso de energías renovables, con la energía eólica como piedra angular.

Se presenta como una plataforma de comunicación para todos los actores de la energía eólica en el mundo. De este modo, asesora a los gobiernos nacionales y organizaciones internacionales sobre las políticas favorables para la aplicación de la energía eólica y mejora el intercambio tecnológico, clave en la difusión de esta tecnología limpia.

En la actualidad, cuenta con más de 500 miembros y representa el sector eólico de más de 100 países en todos los continentes. Entre sus miembros, están las asociaciones nacionales de energía eólica - que a su vez representan a más de 50.000 miembros -, así como empresas, instituciones científicas y organismos públicos.