PARQUES EÓLICOS: FUENTE RENOVABLE DE ENERGÍA

Escrito por Rafael Salgado Garciglia

La energía eólica es la energía obtenida del viento, uno de los recursos energéticos más eficientes de todas las energías renovables. El término “eólico” proviene del latín “aeolicus”, perteneciente o relativo a Eolo, Dios de los vientos en la mitología griega. Generalmente, la energía eólica se obtiene por el movimiento de las aspas de un aerogenerador producido por el viento y ésta es convertida en energía eléctrica.

Un parque eólico consiste en un grupo de estos aerogeneradores que captan la energía del viento para producir electricidad.

¿Pero, qué es un aerogenerador?

Un aerogenerador o más comúnmente conocido como turbina eólica, es un molino de viento moderno de alta tecnología. En realidad, su funcionamiento es muy sencillo y sus fundamentos se ven a simple vista. El viento mueve las palas o aspas del aerogenerador y éstas hacen girar el rotor. Tan sencillo como eso.

El viento proporciona energía mecánica a un rotor hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.

Las partes principales de un aerogenerador son el rotor, la caja de engranajes, el generador, la torre y el sistema de control.

En un aerogenerador en funcionamiento podemos observar que la velocidad de movimiento de las hélices es muy lenta (giro lento) pero mediante la caja de engranajes esa velocidad lenta de las palas se transforma en velocidad rápida para alimentar al generador (giro rápido).

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

PRINCIPALES COMPONENTES DE UN AEROGENERADOR

Góndola

Es la carcasa que protege los componentes clave del aerogenerador

Palas o Aspas del Rotor

Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje. Tienen una longitud de 20m.

Buje

Es un elemento que une las palas del rotor con el eje de baja velocidad

Eje de baja velocidad

Conecta el buje del rotor al multiplicador. Gira muy lento, a 30 rpm.

Multiplicador

Permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad.

Eje de alta velocidad

Gira aproximadamente a 1.500 rpm, lo que permite el funcionamiento del generador eléctrico.

Generador eléctrico

En los aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar entre 6 y 12MW (megavatios).

Controlador eléctrico

Es un ordenador que continuamente monitoriza las condiciones del aerogenerador y controla el mecanismo de orientación.

Unidad de refrigeración

Contiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar el generador eléctrico.

Torre

Soporta la góndola y el rotor. Generalmente es una ventaja disponer de una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta a medida que nos alejamos del nivel del suelo.

Mecanismo de orientación

Está activado por el controlador electrónico, que controla la dirección del viento utilizando el panel

Anemómetro y panel

Las señales electrónicas del anemómetro conectan el aerogenerador cuando el viento tiene una velocidad aproximada de 5m/s.

Tipos de aerogeneradores

Hay diferentes tipos de aerogeneradores que se diferencian entre ellos por su potencia, por el número de aspas o incluso por la manera de producir energía eléctrica atendiendo a diferentes criterios: Por la posición del aerogenerador, tenemos a los de Eje Vertical con la característica principal de que el eje de rotación se encuentra en posición perpendicular al suelo, ejemplos de éstos son los modelos Darrieus (que consisten en dos o tres arcos que giran alrededor del eje), Panemonas (con cuatro o más semicírculos unidos al eje central), Sabonius (con dos o más filas de semicilindros colocados de forma opuesta; y a los de Eje Horizontal, denominados “HAWTs”, unos de los más comunes y en los que se ha invertido un mayor esfuerzo para su mejora en los últimos años.

Por la orientación respecto al viento se tienen modelos a sobre viento, la mayoría de los aerogeneradores tienen este diseño. En este tipo de aerogeneradores el viento empieza a desviarse de la torre antes de llegar, aunque la torre sea redonda y lisa. Y por último a los de bajo viento, las máquinas de corriente baja tienen el rotor situado en la cara de bajo viento de la torre. Pueden ser construidos sin un mecanismo de orientación.

Los aerogeneradores se pueden instalar en tierra firme o en el mar (altamar). Los más comunes son los que se instalan en tierra firme. El número de aerogeneradores que tiene un parque varía y depende de la superficie disponible y de las características y velocidad del viento. Antes de instalar un parque se estudia el viento, una principal característica es que éste sople a una velocidad de entre 3 y 25 m/s.

Un aerogenerador de 2.5 megavatios (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.

Parque Eólicos en el Mundo

La energía eólica es una tecnología en desarrollo y cada año se agregan más parques eólicos alrededor del mundo. Los parques existentes se expanden constantemente para lograr más potencia energética. Debido a esto, el orden y potencia de los parques eólicos más grandes están en constante transición. Lo mayores productores de energía eólica en 2015 en tierra firme son:

  • Parque Eólico Gansu - China (Gansu) – 6,000 MW
  • Parque Eólico Muppandal - India (Tamil Nadu) – 1,500 MW
  • Centro de Energía Eólica Alta - Estados Unidos (California) – 1,320 MW
  • Parque Eólico Jaisalmer - India (Rajasthan) – 1,064 MW
  • Parque Eólico Shepherd´s Flat - Estados Unidos (Oregon) - 845 MW
  • Parque Eólico Roscoe - Estados Unidos (Texas) - 782 MW
  • Centro de Energía Eólica Horse Hollow - Estados Unidos (Texas) - 736 MW
  • Parque Eólico Tehachapi Pass - Estados Unidos (California) - 705 MW
  • Parque Eólico Capricorn Ridge - Estados Unidos (Texas) - 663 MW
  • Parque Eólico San Gorgonio - Estados Unidos (California) - 615 MW

Los parques eólicos en altamar

Para los países que cuentan con costa, los parques eólicos en altamar pueden ser una fuente importante de energía. Estas instalaciones eólicas aprovechan el viento constante que sopla sobre el mar. Su instalación y mantenimiento es un poco más complicado debido a su ubicación, sin embargo, para algunos países es una opción muy buena. Por ejemplo, el Reino Unido cuenta con 27 parques eólicos en altamar con una capacidad combinada de 5,000 MW.

Producción en el mundo de energía eólica

Alemania, China, Estados Unidos e India son los cuatros países que dominan el mercado de la energía eólica. Sin embargo, en varios países de Europa (Suecia, Dinamarca, Francia, Inglaterra y España) y Latinoamérica (Argentina, Brasil, Uruguay, Chile, Colombia, Perú y México), se disponen de parques eólicos para aprovechar y generar energía eoloeléctrica de forma limpia.

Hace justamente un año la capacidad de la eólica sobrepasó los 369,553,000 MW y el total de producción energética está creciendo rápidamente para llegar a ser el 4 por ciento del total de la electricidad usada en el planeta.

En México, antes de que concluya el 2015 entrarán en operación seis nuevos parques eólicos con una capacidad adicional de 730 MW, lo que implica un incremento de casi 30% en la generación eléctrica mediante este tipo de tecnología, según la Asociación Mexicana de Energía Eólica (AMDEE). Hasta hoy, el país cuenta con 2,500 MW instalados principalmente en el estado de Oaxaca, pero entrarán en operación nuevos parques en Tamaulipas, Jalisco, la Laguna y el sureste mexicano, llegando a producir hasta 3,230 MW eólicos cuando concluya el año.

Los aerogeneradores y el medio ambiente

La energía eólica es de las más limpias, ya que los aerogeneradores eléctricos no producen emisiones contaminantes (atmosféricas, residuos, vertidos líquidos, etc.) y no contribuyen, por lo tanto, al efecto invernadero ni a la acidificación, aunque consumen volúmenes altos de lubricantes. No obstante, presentan factores negativos y algunas de las consecuencias hacia el ambiente son: Impacto visual, Impacto potencial sobre las aves, Efectos directos sobre la flora y la fauna, Efecto del ruido, Impacto por erosión durante la construcción y el Impacto por las interferencias electromagnéticas.

Cada aerogenerador se diseña en función de unas necesidades concretas tanto de potencia como de eficiencia energética. Los proyectos de investigación no cesan y se buscan nuevas tecnologías no sólo para un mejor aprovechamiento de la energía -aumento de la eficiencia energética- sino, también, para aminorar el ruido, reducir los litros de lubricantes necesarios y reducir la velocidad de las aspas y así, el peligro de colisión de las aves.

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