Energía Eólica

Actualizado septiembre 11, 2019

El viento es el movimiento del aire desde un área de alta presión a un área de baja presión. De hecho, el viento existe porque el sol calienta de manera desigual la superficie de la Tierra. A medida que aumenta el aire caliente, el aire más frío se mueve para llenar el vacío. Mientras el sol brille, el viento soplará. Y el viento ha servido durante mucho tiempo como una fuente de energía para los humanos.

Información sobre la energía eólica

El viento es una forma de energía solar. Los vientos son causados ​​por el calentamiento desigual de la atmósfera por el sol, las irregularidades de la superficie de la tierra y la rotación de la tierra. Los patrones de flujo del viento son modificados por el terreno, los cuerpos de agua y la cubierta vegetal. Este flujo de viento, o energía de movimiento, cuando es «cosechado» por turbinas de viento modernas, puede usarse para generar electricidad.

Cómo se genera la energía eólica

Los términos «energía eólica» describen el proceso por el cual el viento se utiliza para generar energía mecánica o electricidad. Las turbinas eólicas convierten la energía cinética en el viento en energía mecánica. Esta potencia mecánica se puede usar para tareas específicas (como moler grano o bombear agua) o un generador puede convertir esta potencia mecánica en electricidad para impulsar hogares, negocios, escuelas y similares.

Turbinas de viento

Las turbinas eólicas, como las palas de las hélices de los aviones, atrapan el aire en movimiento y alimentan un generador eléctrico que suministra una corriente eléctrica. En pocas palabras, una turbina eólica es lo opuesto a un ventilador. En lugar de usar electricidad para producir viento, como un ventilador, las turbinas eólicas usan el viento para generar electricidad. El viento gira las cuchillas, que hacen girar un eje, que se conecta a un generador y genera electricidad.

Tipos de aerogeneradores

Las turbinas eólicas modernas se dividen en dos grupos básicos; la variedad de eje horizontal, como los molinos de viento tradicionales de granja utilizados para bombear agua, y el diseño de eje vertical, como el modelo Darrieus de estilo batidor de huevos, llamado así por su inventor francés. La mayoría de las grandes turbinas eólicas modernas son turbinas de eje horizontal.

Componentes de las turbinas

Los componentes horizontales de la turbina incluyen:

• cuchilla o rotor, que convierte la energía del viento en energía del eje rotacional;
• un tren de manejo, que generalmente incluye una caja de engranajes y un generador;
• una torre que soporta el rotor y el tren de transmisión; y
• otros equipos, incluidos controles, cables eléctricos, equipos de soporte en tierra y equipos de interconexión.

Configuración de las turbinas

Las turbinas eólicas a menudo se agrupan en una sola planta de energía eólica, también conocida como parque eólico, y generan energía eléctrica a granel. La electricidad de estas turbinas se alimenta a una red pública y se distribuye a los clientes, al igual que con las centrales eléctricas convencionales.

Tamaño de la turbina eólica y clasificaciones de potencia

Las turbinas eólicas están disponibles en una variedad de tamaños y, por lo tanto, en potencias nominales. La máquina más grande tiene cuchillas que abarcan más que la longitud de un campo de fútbol, ​​tiene 20 pisos de altura y produce suficiente electricidad para abastecer a 1,400 hogares. Una pequeña máquina eólica de tamaño doméstico tiene rotores de entre 8 y 25 pies de diámetro y tiene más de 30 pies de altura y puede suplir las necesidades de energía de una casa totalmente eléctrica o una pequeña empresa. Las turbinas a escala de utilidad varían en tamaño de 50 a 750 kilovatios. Las turbinas individuales pequeñas, de menos de 50 kilovatios, se utilizan para hogares, platos de telecomunicaciones o bombeo de agua.

Ventajas y desventajas de la electricidad generada por el viento

Un recurso renovable no contaminante

La energía eólica es un recurso libre y renovable, por lo que no importa cuánto se use hoy en día, todavía habrá el mismo suministro en el futuro. La energía eólica también es una fuente de electricidad limpia y no contaminante. A diferencia de las centrales eléctricas convencionales, las plantas eólicas no emiten contaminantes atmosféricos ni gases de efecto invernadero. Según el Departamento de Energía de EE. UU., En 1990, las plantas de energía eólica de California compensaron la emisión de más de 2.5 mil millones de libras de dióxido de carbono y 15 millones de libras de otros contaminantes que de otro modo se habrían producido. Tomaría un bosque de 90 millones a 175 millones de árboles para proporcionar la misma calidad de aire.

Cuestiones de costo

A pesar de que el costo de la energía eólica ha disminuido drásticamente en los últimos 10 años, la tecnología requiere una mayor inversión inicial que los generadores de combustibles fósiles. Aproximadamente el 80% del costo es la maquinaria, y el resto es la preparación e instalación del sitio. Sin embargo, si los sistemas de generación de energía eólica se comparan con los sistemas alimentados con combustibles fósiles sobre la base del costo del ciclo de vida (contando el combustible y los gastos operativos durante la vida del generador), los costos del viento son mucho más competitivos que otras tecnologías generadoras porque no hay combustible para comprar y gastos operativos mínimos.

Preocupaciones ambientales

Aunque las plantas de energía eólica tienen un impacto relativamente pequeño sobre el medio ambiente en comparación con las plantas de energía de combustibles fósiles, existe cierta preocupación por el ruido producido por las palas del rotor, impactos estéticos (visuales) y la muerte de aves y murciélagos que vuelan entre los rotores. La mayoría de estos problemas se han resuelto o reducido en gran medida mediante el desarrollo tecnológico o ubicando adecuadamente las plantas eólicas.

Problemas de suministro y transporte

El principal desafío para usar el viento como fuente de energía es que es intermitente y no siempre se dispara cuando se necesita electricidad. El viento no se puede almacenar (aunque se puede almacenar electricidad generada por el viento, si se usan baterías), y no todos los vientos se pueden aprovechar para cumplir con los tiempos de demanda de electricidad. Además, los buenos sitios de viento a menudo se encuentran en ubicaciones remotas lejos de las áreas de demanda de energía eléctrica (como las ciudades). Finalmente, el desarrollo de los recursos eólicos puede competir con otros usos de la tierra, y esos usos alternativos pueden ser más valorados que la generación de electricidad. Sin embargo, las turbinas eólicas pueden ubicarse en terrenos que también se utilizan para pastoreo o incluso para la agricultura.

La industria de la energía eólica

El viento es una fuente limpia de energía renovable que no produce contaminación de aire o agua. Y dado que el viento es libre, los costos operacionales son casi cero una vez que se instala una turbina. La producción masiva y los avances tecnológicos están haciendo que las turbinas sean más baratas, y muchos gobiernos ofrecen incentivos fiscales para estimular el desarrollo de la energía eólica.

Los inconvenientes incluyen quejas de los lugareños de que las turbinas eólicas son feas y ruidosas. Las cuchillas que giran lentamente también pueden matar pájaros y murciélagos, pero no tanto como los automóviles, líneas de alta tensión y edificios de gran altura. El viento también es variable: si no sopla, no se genera electricidad.

Sin embargo, la industria de la energía eólica está en auge. Gracias a los esfuerzos mundiales para combatir el cambio climático, como el Acuerdo de París, la energía renovable está experimentando un auge en el crecimiento, con la energía eólica liderando el camino. Entre 2000 y 2015, la capacidad eólica acumulada en todo el mundo aumentó de 17,000 megavatios a más de 430,000 megavatios. En 2015, China también superó a la UE en la cantidad de aerogeneradores instalados y continúa dirigiendo los esfuerzos de instalación.

Los expertos de la industria predicen que si este ritmo de crecimiento continúa, para el año 2050, la energía eólica cumplirá con un tercio de las necesidades de electricidad del mundo.

Recursos de energía eólica en los Estados Unidos

La energía eólica es muy abundante en muchas partes de los Estados Unidos. Los recursos eólicos se caracterizan por clases de densidad de potencia eólica, que van desde la clase 1 (la más baja) hasta la clase 7 (la más alta). Se encuentran buenos recursos eólicos (por ejemplo, clase 3 y superior, que tienen una velocidad media anual del viento de al menos 13 millas por hora) en muchos lugares. La velocidad del viento es una característica fundamental de los recursos eólicos, ya que la energía en el viento es proporcional al cubo de la velocidad del viento. En otras palabras, un viento más fuerte significa mucho más poder.