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Energía eólica

Energía eólica, ¿Cómo podemos aprovechar la energía del viento?

Una forma de producir electricidad de una forma sostenible es aprovechando la fuerza del viento. Los molinos de viento son un tipo de generador eléctrico que transforma la energía cinética de las partículas del viento en electricidad.

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Energía eólica, ¿Cómo podemos aprovechar la energía del viento?

Este tipo de energía limpia se llama energía eólica y se considera una fuente de energía renovable. A menudo las instalaciones eólicas se complementan con placas fotovoltaicas para compensar una de las desventajas de la energía solar: la producción de energía cuando no hay radiación solar.

¿Qué es la energía eólica?

La energía eólica es una fuente de energía se alimenta de la fuerza del viento. Los sistemas eólicos aprovechan la energía cinética del viento generado por efecto de las corrientes de aire para transformarla en electricidad u otras formas útiles para las actividades humanas.

¿Por qué es importante la energía eólica?

La energía eólica es importante porqué es energía renovable que representa una alternativa a los combustibles fósiles.

Los sistemas eólicos no emiten gases de efecto invernadero, por lo tanto, no contribuyen al cambio climático de la Tierra. Además, esta fuente de energía ofrece muchas otras ventajas: es abundante, renovable y limpia. Por este motivo, se considera un tipo de energía verde.

La instalación de aerogeneradores permite reducir la dependencia de las centrales térmicas de vapor que funcionan con combustibles fósiles o con uranio (centrales nucleares) que son fuentes de energía no renovable.

Origen de la energía eólica, ¿Cómo se produce el viento?

El origen de la energía eólica es el viento y el viento lo genera la radiación solar, el Sol.

La energía eólica depende de forma indirecta de la energía solar. Cuando el Sol calienta el aire cambia de densidad. La diferencia de densidad entre diferentes masas de aire provoca un movimiento ascendente y descendente de estas masas de aire. El aire más denso (frío) pesa más y tiende a bajar.

Cuando el aire sube, deja un espacio vacío que enseguida se rellena con otra masa de aire que tiene al lado generando un movimiento horizontal. Este movimiento se debe a la diferencia de presiones, es decir, cuando el aire sube y deja un espacio vacío genera una depresión.

La suma de estos movimientos verticales y horizontales generan las corrientes de aire, es decir, el viento. Estas corrientes de aire se pueden dar de forma local, pero a veces, más global. El origen del del viento es el calor que genera el Sol, pero el Sol solo puede calentar la mitad de la Tierra.

La importancia de los océanos en el viento

Entre el 1 y el 2% de la energía proveniente del Sol se convierte en viento. Durante el día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales.

Energía eólica, ¿Cómo podemos aprovechar la energía del viento?Los continentes absorben una menor cantidad de radiación solar y, por lo tanto, el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, se hace más ligero y se eleva. El aire más frío y pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.

¿Cómo se transforma el viento en energía?

Para poder aprovechar la energía eólica de una forma eficiente conviene estudiar algunos datos. Es importante conocer:

  • Las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos

  • La variación de la velocidad del viento respecto de la altura sobre el suelo

  • La entidad de las ráfagas en breves espacios de tiempo, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años.

  • La velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que éste tenga una velocidad mínima de 12 km/h, y que no supere los 65 km/h. Los aerogeneradores tienen una capacidad máxima que si se supera se deben parar por seguridad.

La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aerogeneradores). Estas máquinas son capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación. 

La energía cinética del viento mueve una hélice y mediante un sistema de transmisión mecánica, se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica

En este último caso, el sistema de conversión, que comprende un generador cinético con sus sistemas de control y de conexión a la red eléctrica, es conocido como aerogenerador.

¿Qué son los parques eólicos?

Los parques eólicos consisten en varios aerogeneradores implantados en el territorio conectados a una única línea eléctrica.

La baja densidad energética de la energía eólica por unidad de superficie, tiene como consecuencia la necesidad de proceder a la instalación de más máquinas para el aprovechamiento de los recursos disponibles.

¿Cómo podemos aprovechar la energía del viento?

Históricamente la energía del viento ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos de viento al mover sus palas.

Sin embargo, el uso más habitual es la generación de electricidad mediante aerogeneradores o turbinas eólicas que pueden ser de eje horizontal o vertical.

Turbinas eólicas pequeñas

Estas son plantas de pequeño tamaño con una potencia nominal entre 20 kW y 200 kW. Estos generadores eólicos son adecuados para uso doméstico o para integrar el consumo eléctrico de pequeñas actividades económicas.

Por lo general, estas plantas consisten en aerogeneradores de eje horizontal con un diámetro de rotor de 3 a 20 metros y una altura de cubo de 10 a 20 metros.

Aerogeneradores de eje horizontal

Un aerogenerador de eje horizontal de rotación en el suelo está formado por una torre de acero de torre con alturas entre 60 y 100 metros. En la parte superior hay una góndola que contiene un generador eléctrico impulsado por un rotor con palas de entre 20 y 60 metros de largo.

Este generador genera una potencia muy variable, que puede ir desde unos pocos kW hasta 5-6 MW, dependiendo del viento del lugar y la climatología.

Turbinas eólicas a gran altitud

Hay una relación entre la intensidad del viento con la altura, a mayor altura la velocidad del viento es mayor.

Existen numerosos proyectos para la explotación de energía eólica a gran altitud. Estos proyectos apuntan a una reducción en los costos de producción de energía en comparación con los sistemas eólicos tradicionales.

Un molino de viento de gran altitud es un concepto de diseño para un aerogenerador que se ubica en el aire sin una torre. De esta forma, la turbina de viento se beneficia de la velocidad del viento más alta y casi constante a gran altitud.

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Fecha publicación: 31 de mayo de 2016
Última revisión: 2 de octubre de 2021