La energía eolica es la energía cuyo origen proviene del movimiento de masa de aire3 es decir del viento.
En la tierra el movimiento de las masas de aire se deben principalmente a la diferencia de presiones existentes en distintos lugares de esta, moviéndose de alta a baja presión, este tipo de viento se llamaviento geoestrofico.
Para la generación de energía eléctrica apartir de la energía del viento a nosotros nos interesa mucho mas el origen de los vientos en zonas mas especificas del planeta, estos vientos son los llamados vientos locales, entre estos están las brisas marinas que son debida a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra , también están los llamados vientos de montaña que se producen por el calentamiento de las montañas y esto afecta en la densidad del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaña o baje por esta dependiendo si es de noche o de día.
Factores que influyen en la cantidad de potencia del viento
La energía eolica es aprovechada por nosotros básicamente por un sistema de un rotor que gira a medida que pasa viento por este.
La potencia del viento depende principalmente de 3 factores:
- Área por donde pasa el viento (rotor)
- Densidad del aire
- Velocidad del viento
Para calcular la formula de potencia del viento se debe considerar el flujo másico del viento que va dado por:
Densidad del viento
Área por donde pasa el viento
Velocidad del viento
Entonces el flujo masico viene dado por la siguiente expresión:
Entonces la potencia debido a la energía cinética esta dada por:
VENTAJAS E INCONVENIENTES
VENTAJAS:
- Es uno de los tipos de energía renovable.
- No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono, por lo qe no contribuye al infecto invernadero
- Puede convivir con otros usos del suelo.
- Crea un gran número de puestos de trabajo en las zonas de instalación
- su instalacion dura enter 6 meses y 1 año
- Su utilización combina adecuadamente con otros tipos de energía
INCONVENIENTES:
ASPECTPOS TÉCNICOS:
- Debido a la falta de seguridad del viento la energía eólica no puede ser utilizada como unicafuente de energía
- para evacuar la electricidad procucida por cada parque eólico es necesario construir unas líneas de alta tensión que sean capaces de conducir el maximo de electricidad qe sea capaz de producir la instalación.
- Es necesario suplir las bajas de tensión eólicas instantaneamente, pues sino se hace así se producirían apagones generalizados por bajadas de tensión.
FUNCIONAMIENTO, CONTEXTO E IMAGEN
Componentes de un aerogenerador
- La góndola
Contiene los componentes clave del aerogenerador, incluyendo el multiplcador y el generador eléctrico. El personal de servicio puede entrar en la góndola desde la torre de la turbina. A la izquierda de la góndola tenemos el rotor del aerogenerador, es decir las palas y el buje.
- Las palas del rotor
Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje. En un aerogenerador moderno de 600 kW cada pala mide alrededor de 20 metros de longitud y su diseño es muy parecido al del ala de un avión.
- El buje
El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador.
- El eje de baja velocidad
Conecta el buje del rotor al multiplicador. En un aerogenerador moderno de 600 kW el rotor gira muy lento, a unas 19 a 30 revoluciones por minuto (r.p.m.) El eje contiene conductos del sistema hidraúlico para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos.
- El multiplicador
Tiene a su izquierda el eje de baja velocidad. Permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad.
- El eje de alta velocidad
Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m. lo que permite el funcionamiento del generador eléctrico. Está equipado con yn freno de disco mecánico de emergencia. El freno mecánico se utiliza en caso de fallo del freno aerodinámico, o durante las labores de mantenimiento de la turbina.
- El generador eléctrico
Suele ser un generador asincrono o de inducción. En los aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar entre 500 y 1.500 kW.
- El controlador electrónico
Es un ordenador que contínuamente monitoriza las condiciones del aerogenerador y que controla el mecanismo de orientación. En caso de cualquier disfunción (por ejemplo, un sobrecalentamiento en el multiplicador o en el generador), automáticamente para el aerogenerador y llama al ordenador del operario encargado de la turbina a través de un enlace telefónico mediante modem.
- La unidad de refrigeración
Contiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar el generador eléctrico. Además contiene una unidad refrigerante por aceite empleada para enfriar el aceite del multiplicador. Algunas turbinas tienen generadores refrigerados por agua.
- La torre
Soporta la góndola y el rotor. Generalmente es una ventaja disponer de una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta conforme nos alejamos del nivel del suelo. Una turbina moderna de 600 kW tendrá una torre de 40 a 60 metros (la altura de un edificio de 13 a 20 plantas).
Las torres pueden ser bien torres tubulares (como la mostrada en el dibujo) o torres de celosia. Las torres tubulares son más seguras para el personal de mantenimiento de las turbinas ya que pueden usar una escalera interior para acceder a la parte superior de la turbina. La principal ventaja de las torres de celosia es que son más baratas.
- El mecanismo de orientación
Está activado por el controlador electrónico, que vigila la dirección del viento utilizando la veleta.
 | El dibujo muestra la orientación de la turbina. Normalmente, la turbina sólo se orientará unos pocos grados cada vez, cuando el viento cambia de dirección. |
- El anemómetro y la veleta
 | Las señales electrónicas del anemómetro son utilizadas por el controlador electrónico del aerogenerador para conectarlo cuando el viento alcanza aproximadamente 5 m/S. El ordenador parará el aerogenrador automáticamente si la velocidad del viento excede de 25 m/s, con el fin de proteger a la turbina y sus alrededores.Las señales de la veleta son utilizadas por el controlador electrónico para girar el aerogenerador en contra del viento, utilizando el mecanismo de orientación. |
El viento mueve las palas de la hélice, que transmite el movimiento, a través de un eje, hasta una caja de engranajes. Allí, la velocidad de giro del eje se regula para garantizar la mayor producción energética, ya que desde la caja de engranajes el movimiento se transmite hasta el generador, el cual produce electricidad. La electricidad viaja desde el generador hasta los transformadores, donde aumenta la tensión para poder se transportada la energía eléctrica hasta los lugares de consumo. Al mismo tiempo, el paso de las palas y la orientación del aerogenerador, son regulados por varios sistemas electrónicos (formados por varios censores y servos)
- Generalmente se combina con centrales térmicas, lo que lleva a que existan quienes critican que realmente no se ahorren demasiadas emisiones de dióxido de carbono. No obstante, 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 netamente positiva.
- Existen parques eólicos en España en espacios protegidos como ZEPAs (Zona de Especial Protección de Aves) yLIC (Lugar de Importancia Comunitaria) de la Red Natura 2000, lo que es una contradicción. Si bien la posible inserción de alguno de estos parques eólicos en las zonas protegidas ZEPAS y LIC tienen un impacto reducido debido al aprovechamiento natural de los recursos, cuando la expansión humana invade estas zonas, alterándolas sin que con ello se produzca ningún bien.
- Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos. Afortunadamente los niveles de mortandad son muy bajos en comparación con otras causas como por ejemplo los atropellos (ver gráfico). Aunque algunos expertos independientes aseguran que la mortandad es alta. Actualmente los estudios de impacto ambiental necesarios para el reconocimiento del plan del parque eólico tienen en consideración la situación ornitológica de la zona. Además, dado que los aerogeneradores actuales son de baja velocidad de rotación, el problema de choque con las aves se está reduciendo.
- El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un elemento vertical como es el aerogenerador. Producen el llamado efecto discoteca: este efecto aparece cuando el sol está por detrás de los molinos y las sombras de las aspas se proyectan con regularidad sobre los jardines y las ventanas, parpadeando de tal modo que la gente denominó este fenómeno: “efecto discoteca”. Esto, unido al ruido, puede llevar a la gente hasta un alto nivel de estrés, con efectos de consideración para la salud. No obstante, la mejora del diseño de los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.
- La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques eólicos hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta entonces poco transitados. Ello afecta también a la fauna.
IMPLANTACION EN ESPAÑA CON MAPA Y FOTOS
Energía eólica en España
A 31 de diciembre de 2008, España tenía instalada una capacidad de energía eólica de 16.018 MW (16,7 % de la capacidad del sistema eléctrico nacional), cubriendo durante ese año 2008 el 11 % de la demanda eléctrica. Se situaba así en tercer lugar en el mundo en cuanto a potencia instalada, detrás de Alemania y EEUU. En 2005, el Gobierno de España aprobó una nueva ley nacional con el objetivo de llegar a los 20.000 MW de potencia instalada en 2012. Durante el periodo 2006-07 la energía eólica produjo 27.026 GWh (10% producción eléctrica Total).
La energía eólica en España alcanzó el 27 de marzo de 2008 un nuevo máximo de producción de energía diaria con 209.480 MWh, lo que representó el 24% de la demanda de energía eléctrica peninsular durante ese día. Un día antes, el 26 de marzo, se registró un nuevo récord en la producción eólica horaria con 9.850 MWh entre las 17.00 y las 18.00 horas. El anterior record data del 4 de marzo de 2008 un nuevo record de producción: 10.032 MW a las 15.53 horas.
Esta es una potencia superior a la producida por las seis centrales nucleares que hay en España que suman 8 reactores y que juntas generan 7.742,32 MW. Desde hace unos años en España es mayor la capacidad teórica de generar energía eólica que nuclear y es el segundo productor mundial de energía eólica, después de Alemania. España y Alemania también llegaron a producir en 2005 más electricidad desde los parques eólicos que desde las centrales hidroeléctricas.
Está previsto para los próximos años un desarrollo de la energía eólica marina en España. Los Ministerios de Industria, Comercio y Turismo y Medio Ambiente ya están trabajando en la regulación e importantes empresas del sector han manifestado su interés en invertir
CURIOSIDADES ENCONTRADAS EN INTERNET
El Centro de Operación de Energías Renovables (CORE) de Toledo es el lugar en el que se lleva a cabo el telecontrol, gestión y mantenimiento en tiempo real de todas las instalaciones de generación de energías renovables, fundamentalmente de parques eólicos y centrales minihidráulicas; capaz de controlar en tiempo real 1,5 millones de datos procedentes de todas las centrales que tanto Iberdrola Renovables como otros promotores, tienen instaladas en todo el mundo. |
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