471

ENERGÍA EÓLICA2020.1. Origen .......................................................................................473

20.2. Potencial ....................................................................................476

20.3. Tecnología ..................................................................................478

20.4. Costes .......................................................................................483

20.5. Impacto ambiental ......................................................................484

20.6. Situación actual ..........................................................................486

472

473

20. ENERGÍA EÓLICA

20.1. Origen

La energía eólica es la energía cinética del viento.

El viento es una consecuencia de la radiación solar. Debido, fundamentalmente, a la redondez de la Tierra se originan diferencias de insolación entre distintos puntos del planeta. En los polos, los rayos solares inciden oblicuamente, por lo que calientan menos la superficie de la Tierra. Los rayos solares inciden perpendicularamente en el ecuador y calientan más la superficie de la Tierra, ya que se reparten sobre una superficie más pequeña que en los polos. Estas diferencias de insolación dan lugar a diferentes zonas térmicas que provocan diferencias de densidad en las masas de aire. En el ecuador, el aire al calentarse se hace más ligero (menos denso) y asciende a las capas altas de la atmósfera dejando tras de si una zona de baja presión; en los polos, el aire es más pesado (más denso) y desciende aumentando la presión. El aire que envuelve a la Tierra, como cualquier gas, se mueve desde las zonas de mayor presión atmosférica (mayor densidad) a las de menor presión; es decir, desde los polos al ecuador por las capas bajas de la atmósfera y del ecuador a los polos por las capas altas siguiendo un ciclo de movimiento de aire en cada hemisferio (figura 20.1). Este aire en movimiento horizontal es el viento.

Sin embargo, es necesario aclarar que la circulación global del aire sobre el planeta es mucho más compleja que la descrita, ya que en ella intervienen muchos factores. Entre los factores que intervienen se pueden señalar la rotación de la Tierra sobre su eje, la composición de la Tierra en océanos y continentes (con diferentes calores específicos- indicador de la cantidad de calor que puede almacenar la materia por unidad de masa, Kcal/kg-), el movimiento de translación de la Tierra en torno del Sol, que hace que la intensidad de la radiación solar recibida por las diferentes zonas de la Tierra sea distinta según las estaciones del año, y las perturbaciones atmosféricas.

El movimiento de rotación de la Tierra da lugar a la aparición de las fuerzas de Coriolis, las cuales actúan sobre la masa de aire en movimiento desviándola hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Estas fuerzas originan los denominados vientos de poniente (del Oeste) y alisios (del Este). En la figura 20.2 se muestra como el conjunto de factores que influyen sobre la masa de aire (sin tener en cuenta las estaciones y en ausencia de continentes), da lugar a que el ciclo de movimiento de aire en

Radiación solar

Radiación solarV

ien

tos d

e l No r te

V iento

s del

No

rteECUADOR

Vientos del Sur

Vientos del Norte

Polo Norte

Polo Sur

Vie

nto

s de

l Sur

Vientos d

el S

ur

Figura 20.1. Circulación atmosférica general

Vientos del Sudoeste

zona de ascendencia

zona de descendencia

zona de ascendencia

zona de ascendencia

zona de descendencia

Vientos del Noreste

Vientos del Sudeste

Anticiclón polar

Aire frío descendente

Aire caliente ascendente

Zona subpolarde bajas presiones

Zona subtropicalde altas presiones

Zona subtropicalde altas presiones

Anticiclón polar

Los rayos solares incidenperpendicularmente enel ecuador y calientan

más la superficiede la Tierra

En los polos, los rayos solares incidenoblicuamente, por lo que calientan

menos la superficie de la Tierra

Radiación solar

Radiación solar

Figura 20.2. Efecto de la fuerza de Coriolis en la circulación atmosférica general

474

cada hemisferio se descomponga en tres ciclos independientes. Además, la circulación global se ve perturbada por la formación de torbellinos que se generan en las zonas de interrelación de los diferentes ciclos.

Los vientos generales que circundan el globo terrestre se llaman macro climáticos. Estos debido a la orografía del terreno y las diferencias de presión varían sus características, lo que origina los vientos llamados micro climáticos o locales. Estos últimos pueden ser clasificados en: vientos inducidos térmicamente, vientos inducidos por la orografía y vientos generales influenciados por los efectos climáticos locales.

Entre los vientos inducidos térmicamente pueden señalarse las brisas marinas y las corrientes valle-montaña. Las brisas marinas se originan como consecuencia de los distintos calores específicos, y la diferente velocidad de calentamiento y enfriamiento del mar y la tierra. Durante el día, la tierra se calienta más rápidamente que el mar, haciendo que el viento sople del mar a la tierra (mediodía y tarde). Por la noche y el amanecer el viento sopla hacia el mar, ya que la tierra se enfría más rápidamente que el mar (figura 20.3). Los vientos valle-montaña se producen por un proceso parecido. Unas laderas reciben más insolación que otras, en función de su pendiente y

B

D

Aire fríoBrisa marina

El mar está más frío

La tierra se calienta más rápidamenteque el mar

Aire calido queasciende por

convensiónC

A Aire frío

Brisa de tierra

El mar conserva más el calor

La tierra se enfría más rápidamenteque el mar

D

CB

A

(b)

Figura 20.3. Brisa marina (a) mediodía y tarde; (b) noche y amanecer

(a)

La fuerza de denominada de Coriolis es una fuerza ficticia que debe su nombre al ingeniero y matemático francés Gustave Gaspard Coriolis (1792-1843)

Una forma simple de empezar a visualizar como opera la fuerza de desviación es imaginarse un disco que gira respecto de su eje. Si con un rotulador se trata de trazar una línea recta desde el centro del disco a un punto de la periferia, no se consigue; la raya dibujada mientras el disco gira será siempre una curva. Es decir, existen dos movimientos: el de la mano con el rotulador (rectilíneo) y el del disco (circular). Conforme la mano avanza en dirección del borde, los sucesivos puntos por los que va pasando se distancian, cada vez más, de la línea recta que se intento dibujar, a causa del giro del disco.

Si una persona estuviese encima del disco, girando con él y no pudiese ver más allá del borde del disco, a dicha persona le parecería que el disco está inmóvil, ya que no podría referir su movimiento a ningún punto fijo. A este viajero que gira con el disco le parecería que una fuerza actuaba sobre el rotulador, desviándolo de su trayectoria. Esa fuerza, ficticia, es la fuerza de Coriolis. En el caso de la Tierra que gira (con coordenadas de referencia, de latitud y longitud, que giran), existe una desviación aparente de los objetos en movimiento hacia la derecha de su línea de movimiento en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur, tal como lo ven los observadores situados en al Tierra. La fuerza de desviación (por unidad de masa) se expresa por:

-2ωV∙sen Φ

donde ω es la velocidad de giro de la Tierra=7,29 x 10-5 rad/s; Φ = la latitud y V= la velocidad de la masa de aire. Como sen 0º=0 y sen 90º=1, el efecto desviador es máximo en los polos y es cero en el ecuador.

475

orientación. Estos vientos soplan durante toda la noche desde la montaña al valle y desde el valle a la montaña durante el día.

Las brisas son vientos de poca velocidad aunque alcancen en ciertos sitios hasta los 13m/s.

Los vientos inducidos por la orografía dependen del obstáculo y su orientación. El aire que se desplaza en la proximidad de la superficie te-rrestre debe sortear los innumerables obstáculos que encuentra a su paso, cambiando en mayor o menor medida sus características. Si la distri-bución orográfica es tal que hay dos zonas mon-tañosas próximas (figura 20.4), el flujo de aire se ve obligado a penetrar por un estrecho canal. El teorema de Bernouille establece que la veloci-dad de un fluido aumenta cuando la sección por la que pasa disminuye. Por tanto, en este caso, como la sección por la que discurre el aire entre las dos montañas es mucho más estrecha que fuera y las líneas de corriente están muy próximas, la velocidad aumenta. Los Pirineos y los Alpes forman una especie de embudo, y cuando los vientos en el extremo del embudo lle-gan al Mediterráneo, salen a gran velocidad. Por el mismo efecto de Bernoui-

lle encima de las montañas el viento aumenta de intensidad (figura 20.5). Inversamente, en un valle el viento disminuye.

De forma general, se puede considerar que los factores que influyen en el régimen de vientos en una zona determinada son:

• Situación geográfica

• Características climáticas locales.

• Topografía de la zona.

• Irregularidades del terreno.

Figura 20.4. Flujo de aire entre dos zonas montañosas

Dirección del viento

Cerro

Flujo de aire

Figura 20.5. Flujo de aire en el caso de un obstáculo montañoso

476

20.2. Potencial

Sólo un 2% de la energía solar que llega a la Tierra se convierte en energía eólica. En teoría, los vientos distribuyen anualmente entre 2,5 y 5x105 kWh. Una cantidad enorme de energía, pero solo una parte de la misma puede ser aprovechada, ya que se presenta en forma muy diluida.

En la figura 20.6 se muestra la distribución estimada del potencial eólico del mundo.

El viento ha tenido tal especial importancia en la vida cotidiana del hombre en la antigüedad que éste llegó a elevarlo, debido a la falta de conocimientos, a la categoría de Dios.

En la Mitología griega el Dios padre de los vientos era Eolo, de ahí el nombre de Energía Eólica, que los tenía encerrados en un zurrón y los sacaba cuando le parecía oportuno, según cuenta Homero en uno de los cantos de su inmortal obra La odisea.

Eolo era el intermediario entre Zeus y los pequeños dioses eólicos. Estos estaban divididos en dos grupos, los benefactores y los funestos. Entre los primeros se encontraban el viento del Norte (Bóreas), el del Sur (Austro o Noto), el del Sureste (Euros), y el del Oeste (Zefiros). Dentro de los segundos estaba Tyferus, dios del huracán.

Para las civilizaciones eslavas el dios de los vientos era Striborg, para los vikingos este Dios era Thor. Huracán es el corazón del cielo según los Mayas, y Tifón es el dios del mal en el antiguo Egipto.

Pero no sólo veían al viento como un dios sino que intentaban que les afectase lo menos posible; en China se orientaban las aberturas de las viviendas en unas direcciones determinadas, aunque desde el punto de vista del confort estuviesen mal orientadas.

Aún en 1904 se editaban libros sobre conocimientos populares que también atribuían orígenes divinos al viento.

El refranero español recoge diversos dichos sobre el viento en los que se relaciona el viento con acontecimientos atmosférico. “El viento que anda por San Juan (24 de junio), todo el año correrá”, “El sol lleva en verano al viento de la mano”, “El viento de San Matías (24 de Febrero) dura cuarenta días”,…

123456789

10

Fuerza del viento

Figura 20.6. Distribución estimada del potencial eólico en el mundo

477

Cuando se habla del potencial eólico de una región es necesario especificar la altura sobre el terreno a la que se refiere, ya que el viento varía su velocidad con la altura debido al rozamiento que genera la superficie terrestre. Existen varias expresiones que tratan de reflejar estas variaciones; una de ellas es la conocida como ley potencial.

V = V0 (H/H0)α

Donde V y Vo son las velocidades del viento a las alturas H y Ho y α un exponente que representa una forma de medida del rozamiento superficial encontrado por el viento. Existen estimaciones del parámetro α en función de la naturaleza del terreno por donde discurre el viento. Para un terreno descubierto, un valor típico estimado es 0,14.

Para realizar la medida de las velocidades del viento se utilizan aparatos llamados anemómetros. De estos dispositivos existen multitud de tipos y modelos, sin embargo, el más utilizado es el denominado de cazoletas. Para la medida de la dirección se emplean, frecuentemente, dispositivos denominados veletas (figura 20.7). La Organización Meteorológica Mundial (OMM) recomienda que estos dispositivos se sitúen a 10 metros sobre el nivel del suelo.

Teóricamente la potencia que existe en una corriente de aire a su paso a través de un área A viene dada por:

P = ½·ρAV³

donde P es la potencia en W, ρ la densidad del aire en kg/m3, A la superficie en m2 y V es la velocidad del viento en m/s.

La velocidad del viento es un vector, por tanto, viene definida por el módulo, la dirección y el sentido. El módulo indica la intensidad del viento y se suele expresar en m/s, km/h o en nudos (1nudo=0,514m/s). La dirección y el sentido se expresan en grados sexagesimales, es decir, según un círculo graduado en 360º, significando “de donde viene” el viento. Por ejemplo, si se señala que el viento es del Noreste se está especificando que la dirección del viento se encuentra en la recta que une el Noreste con el Suroeste y que el sentido es de Noreste a Suroeste.

El primer molino de viento que se conoce con cierto detalle es el molino persa de eje vertical. Este molino se utilizaba para moler grano y fue de uso co-rriente en la antigua Persia, po-siblemente varios siglos antes de nuestra era (figura 20.8)

Las máquinas eólicas han ex-perimentado una considerable y larga evolución durante un periodo de más de 2000 años. Durante ese largo periodo histó-rico pueden señalarse diversas etapas de desarrollo. Desde las primeras máquinas conocidas hasta el siglo XV la evolución es lenta y de escaso desarrollo técnico (figura 20.9) Figura 20.9. Molino típico del

siglo XV Figura 20.8. Molino persa de

eje vertical

Figura 20.7. Estación anemométrica

478

Sin embargo, no toda la potencia P anterior puede ser transformada, por los dispositivos tecnológicos existentes, para su utilización en forma de potencia mecánica o eléctrica. Puede demostrarse que, idealmente, la máxima potencia mecánica que se puede extraer de la vena de aire es el 60% de la que transporta la vena de aire cuando incide sobre el dispositivo captador de energía. En realidad la potencia recuperable es menor que la señalada como consecuencia de los rendimientos de los equipos de transformación energética.

20.3. Tecnología

La tecnología de la energía eólica está teniendo un vertiginoso desarrollo.

En la actualidad más de cuarenta mil turbinas de medio tamaño están en funcionando en el mundo, fundamentalmente en Europa, Estados Unidos y la India. Estas máquinas pueden producir anualmente alrededor de 20.000 millones de kWh de electricidad a partir de la energía cinética del viento.

Una de las primeras máquinas eólicas construida expresamente para producir electricidad (aerogenerador) data del año 1892 y su diseño fue llevado a cabo por el profesor Lacour en Dinamarca.

A partir de la segunda mitad del siglo XX las máquinas eólicas no han presentado evoluciones considerables en su diseño; todas ellas están integradas por un conjunto de subsistemas cuyo objetivo es captar la energía cinética del viento y transformarla en energía eléctrica (fundamentalmente) de la forma más óptima posible.

De forma general pueden señalarse los siguientes subsistemas componentes:

• Subsistema de captación• Subsistema de transmisión mecánica

En el periodo comprendido entre el comienzo del Re-nacimiento y el comienzo de la Revolución Industrial se multiplican las invencio-nes que utilizan las ruedas hidráulicas o los molinos de viento como fuerza impul-sora (figura 20.10)

Desde mediados del siglo XIX hasta mediados del si-glo XX se desarrolla la teo-ría aerodinámica y otras ciencias de carácter técni-co, lo que origina que las máquinas eólicas sufran una completa transforma-ción (figura 20.11). A partir

de la segunda mitad del siglo XX hasta nuestros días se producen importantes modificaciones de carácter técnico, que se traducen en la utilización de materiales más ligeros y resistentes, y el em-pleo de sistemas electrónicos de regulación y control.

Figura 20.11. Aerogenerador de mediados del

siglo XX

Figura 20.10. Molino utilizado al principio de la revolución industrial

479

• Subsistema de generación eléctrica• Subsistema de orientación• Subsistema de regulación• Subsistema soporte

El subsistema de captación es el encargado de transformar la energía ciné-tica del viento en energía mecánica de rotación. Está integrado por el rotor, el cual se compone de las palas y del buje (figura 20.12)

En función de la posición del eje de giro del rotor las máquinas eólicas se cla-sifican en máquinas de eje horizontal y de eje vertical (figura 20.13). Estas últimas, debido a su bajo rendimiento, prácticamente han desaparecido del mercado actual.

Figura 20.13. Aerogeneradores de eje horizontal y de eje vertical

Figura 20.14. Molino multipala

Buje

Palas

Árbol principal

Árbol secundario

Carcasa

Freno

Multiplicador

Bastidor

Orientación

Generador

Figura 20.12. Diversos componentes de un aerogenerador

480

Dependiendo del número de palas de los rotores estos se clasifican en roto-res multipala (o rotores lentos), con un número de palas comprendido entre 6 y 24, y en rotores tipo hélice (o rotores rápidos), que pueden ser tripala (el más utilizado), bipala o monopala. Los rotores multipala giran a baja velocidad y se han destinado tradicionalmente al bombeo de agua (figura 20.14). Los rotores tipo hélice giran a mayores velocidades y presentan me-jores rendimientos aerodinámicos que los rotores multipala, por lo que se suelen destinar a la generación de electricidad.

La potencia mecánica que una turbina eólica es capaz de extraer de la ener-gía cinética del viento depende fundamentalmente del diámetro del circulo barrido por las palas (figura 20.15) y del rendimiento aerodinámico del rotor (que depende de la forma aerodinámica de la pala), ya que el número de palas prácticamente no tiene influencia en el rendimiento cuando se utilizan más de tres palas (especialmente cuando se trata de rotores rápidos)

En función de la disposición del rotor frente a la velocidad del viento estos pueden clasificarse en rotores de barlovento (los más frecuentes) o de sotavento o autoorientables, cuyas palas presentan una cierta inclinación respecto del plano de giro de tal manera que el rotor al girar describe un cono (figura 20.16).

Aunque históricamente se han utilizado una gran variedad de materiales para la fabricación de las palas (telas, maderas, chapas metálicas, aluminio), los materiales más utilizados actualmente son las resinas de poliéster reforzadas con fibras de vidrio, los cuales proporcionan ligereza, resistencia mecánica y una cierta resistencia a la agresión del medio ambiente.

El buje es el elemento soporte de las palas y está montado en un extremo del árbol principal de transmisión (figura 20.12). En función de la rigidez de movimiento de la unión de las palas al buje en la dirección perpendicular

Sotavento Barlovento

Viento

Figura 20.16. Aerogeneradores con rotor a sotavento y rotor a barlovento.

5 10 50 200 1.000 5.000 20.000 kW

250

200

150

100

50

0

VELOCIDAD DE DISEÑO 7,5 m/s

m.

5m. 8,5m.13m.

24m.

50m.

101m.

185m.

Figura 20.15. Potencia de las turbinas eólicas en función del diámetro del rotor

481

al plano del rotor, los bujes se clasifican en rígidos y basculantes (usados principalmente en rotores bipalas). En el primer grupo las palas se atornillan al buje y este se une rígidamente al árbol principal de transmisión. En el segundo grupo el buje admite pequeños movimientos de pivote con el objeto de equilibrar las cargas aerodinámicas.

Dependiendo que el rotor permita que cada pala pueda girar o no respecto a su respectivo eje longitudinal los rotores se clasifican en rotores con palas de paso variable o de paso fijo. Los rotores con palas de paso variable (figura 20.12) permiten regular más adecuadamente la potencia generada por la máquina eólica y es utilizado en prácticamente todos los aerogeneradores de mediana y alta potencia.

El subsistema de transmisión mecánica se sitúa entre el subsistema de captación y el subsistema de generación. En la mayoría de los diseños de aerogeneradores la velocidad de giro del subsistema de captación es menor que la velocidad a la que debe girar el generador eléctrico. Por este motivo es necesario incluir una caja multiplicadora de la velocidad y un árbol de transmisión secundario que una dicha caja al generador (figura 20.12)

El subsistema de generación eléctrica está constituido básicamente por el aerogenerador (figura 20.12). Este está formado por una máquina eléctrica encargada de transformar la energía mecánica de rotación en energía eléctrica. El generador puede ser de corriente continua (dinamo) o de corriente alterna (alternador). Estos últimos son los únicos que actualmente se utilizan en los aerogeneradores de mediana y alta potencia.

El alternador está compuesto de dos partes fundamentales: El rotor o inductor móvil, encargado de generar un campo magnético variable al girar arrastrado por el árbol de transmisión y el estator o inducido fijo, en el que se genera la corriente eléctrica. Las máquinas eléctricas de corriente alterna típicamente utilizadas se clasifican en máquinas síncronas y máquinas asíncronas o de inducción (los más utilizados actualmente). La mayor desventaja de los generadores síncronos es que necesitan de una batería de condensadores conectada a la salida, la cual compense la energía reactiva generada. Los generadores síncronos necesitan que se les excite con una corriente continua, que se puede generar internamente (autoexitación) o con una dinamo auxiliar.

El subsistema de orientación es el encargado de detectar la dirección del viento y situar el plano del rotor perpendicular en esa dirección. Prácticamente todas las máquinas eólicas de eje horizontal necesitan de un subsistema de orientación, con excepción de las máquinas que disponen de rotor a sotavento, ya que el propio viento puede orientarlas debido a las fuerzas aerodinámicas que origina la conicidad del rotor. Entre los subsistemas de orientación más utilizados actualmente se encuentran las veletas o colas de orientación, utilizadas en máquinas de pequeña potencia, y los servomotores que detectan la dirección del viento mediante una veleta y orientan a la máquina mediante motores de orientación situados en la base de la góndola (figura 20.12)

El subsistema de sustentación está constituido por la góndola y la torre. La góndola está formada por el bastidor, en el que se montan los distintos subsistemas de la máquina eólica, y la carcasa que, diseñada de forma aerodinámica, los protege de los agentes atmosféricos. La torre es el elemento encargado de elevar el rotor de la máquina respecto del nivel del suelo. La altura mínima de la torre está condicionada por el diámetro del rotor del subsistema de captación y la altura máxima por el coste y la dificultad de instalación. Para permitir el giro de la góndola respecto de la torre en las maniobras de orientación de la máquina el bastidor se monta sobre un rodamiento que lo une de forma solidaria a la torre. Aunque las primeras

482

torres de sustentación que se utilizaron en los aerogeneradores eran de estructura de celosía actualmente es más frecuente el uso de torres tubulares cilíndricas o troncocónicas de acero (fundamentalmente) u hormigón. Para acceder a la góndola en las máquinas eólicas pequeñas la torre suele disponer de escalera exterior. En los aerogeneradores de mediano y gran tamaño el acceso suele realizarse por el interior de la torre, la cual dispone de escalera y, en algunos casos, de ascensor. La torre se ancla en el suelo mediante una cimentación de hormigón armado cuya dimensión depende de las características del terreno, del tamaño de la máquina eólica y de los esfuerzos que produzca el régimen de vientos de la zona de instalación.

El subsistema de control y regulación tiene la misión incrementar la captación de energía cinética del viento, mejorar la potencia eléctrica generada y garantizar un funcionamiento seguro de la máquina. Para ello el subsistema de control supervisa el funcionamiento de la máquina eólica y gestiona las secuencias de arranque, parada, etc., además de controlar al subsistema de orientación, regular la potencia captada del viento y producida por el aerogenerador.

La mayoría de las máquinas eólicas modernas disponen de rotor de paso variable, por lo que disponen de dis-positivos que permiten girar la pala alrededor de su eje longitudinal con el propósito de controlar la potencia y velocidad de giro del rotor y frenar aerodinámicamente el subsistema

de captación en caso de avería. Asimismo, las máquinas eóli-cas están equipadas con frenos mecánicos (figura 20.12) con el objetivo de de mantener bloqueado el árbol de transmisión durante la operaciones de puesta en marcha y mantenimiento, además de ayudar al frenado dinámico durante los procesos de parada de emergencia.

Las aplicaciones de los aerogeneradores pueden clasificarse en dos grupos: Aerogeneradores conectados a la red eléctrica de distribución general y aerogeneradores aislados, es decir no conectados a la red eléctrica. El primer grupo es el más nu-meroso y puede a su vez clasificarse en dos grupos: Instala-ciones de un único aerogenerador e instalaciones que cuentan con una agrupación de varios aerogeneradores a la cual se le denomina parque eólico (figura 20.17)

Las instalaciones aisladas suelen realizarse en zonas muy alejadas del trazado de la red eléctrica. Normalmente estas instalaciones se dimensionan para satisfacer un determinado consumo, se ubican en la proximidad del lugar de consumo y precisan de sistemas de almacenamiento (baterías, depósitos de agua, etc.) donde guardar la energía eléctrica generada, en el caso de aerogeneradores, o de agua impulsada, en el caso de que la energía generada sea mecánica.

En el caso que la instalación aislada deba satisfacer un consumo importante de energía eléctrica y de forma permanente se

Figura 20.17. Instalación conectada a la red

Figura 20.18. Instalación aislada

483

recurre, normalmente, a las instalaciones híbridas eólico-diesel, las cuales constan de aerogeneradores interconectados a grupos diesel (figura 20.18)

20.4. Costes

El coste de cada kilowatio-hora obtenido mediante un sistema eólico depende del coste de la instalación, la cual debe amortizarse a lo largo de la vida; del coste de explotación; y de la energía producida, que depende en gran medida de la velocidad media del viento en el emplazamiento.

El coste de la instalación depende del coste de los siguientes elementos: aerogeneradores, obra civil (accesos, cimentaciones, edificaciones), sistema eléctrico (líneas eléctricas, transformadores, sistema de control), e ingeniería y dirección.

En los últimos años se ha incrementado de forma apreciable el tamaño de los aerogeneradores lo que ha llevado aparejado la disminución del coste de la unidad de potencia instalada. En el caso de los países de mayor potencia instalada en Europa (Alemania, España y Dinamarca) el coste del kW instalado puede estimarse entre 1.000 y 1.200 euros.

En lo que respecta al coste de los distin-tos componentes que integran un aero-generador pueden indicarse los porcen-tajes estimativos reflejados en la figura 20.19.

La inversión necesaria para llevar a cabo una instalación eólica conectada a la red puede estimarse descompuesta en cuatro grandes partidas (figura 20.20). El coste de los aerogeneradores constituye el por-centaje más alto de la inversión. Los cos-tes exfactory de los aerogeneradores se sitúan en el rango de los 600-700euros/kW, variando en función de la tecnología y el tamaño de la máquina.

Para los parque de potencia media que se instalan en España los costes de explota-ción pueden estimarse alrededor 3,3 % de la inversión. Estos costes se desglosan en costes por alquiler de terrenos, costes de operación y mantenimiento (personal, repuestos y consumibles), costes de ges-tión y administración y costes de seguros e impuestos. Los porcentajes estimados de cada uno de estos costes se reflejan en la figura 20.21.

Figura 20.19. Distribución de los costes de los

Figura 20.20. Distribución de las inversiones necesarias

Figura 20.21. Distribución de los costes de explotación

484

Los costes de generación varían entre 4 y 8 céntimos de Euro por KWh pro-ducido. Estos costes están ligados al tamaño de la instalación y, fundamen-talmente, a las características del viento del emplazamiento.

20.5. Impacto ambiental

La incidencia que las instalaciones de aprovechamiento de la energía eólica pueden tener sobre el medio ambiente hay que analizarlos desde dos vertientes. Desde el punto de vista de los beneficios que supone la reducción de la emisión de contaminantes a la atmósfera y por otro desde el punto de vista de la afectación al medio ambiente.

Las posibles alteraciones del medio físico que las instalaciones eólicas pueden generar se centran en cuatro apartados: impacto sobre las aves, impacto visual, ruido y erosión.

Los estudios que se han realizado llegan a la conclusión que las líneas eléctricas suele presentarse como la causa más importante de accidentes de aves, pero que pueden evitarse utilizando líneas subterráneas. De la experiencia española se concluye que dicho impacto ha sido nulo.

El impacto visual es muy subjetivo. Un parque adecuadamente diseñado puede llegar a ser incluso objeto de atracción (figura 20.22)

El origen del ruido en los aerogeneradores se debe a factores mecánicos y aerodinámicos. La influencia de dicho impacto depende de la distancia. En

Figura 20.22. Impacto visual

485

las poblaciones cercanas a dichas instalaciones es más importante el ruido producido por el propio viento (figura 20.23)

Los impactos por erosión son generados principalmente por el movimiento de tierras para el trazado de los accesos y en segundo lugar por las excava-ciones realizadas para la construcción de las cimentaciones (figura 20.24). Estos impactos pueden minimizarse realizando adecuados trazados de los caminos y llevando a cabo adecuadas medidas correctoras. Entre estas pue-den señalarse la revegetación y remodelación de las pendientes y la reposi-ción de la vegetación.

Figura 20.23. Ruido producido por un aerogenerador

Figura 20.24. Impacto por erosión

486

20.6. Situación actual

En la actualidad el sector eólico está experimentando, a nivel mundial, unas tasas de crecimiento muy altas, tanto a nivel de potencia instalada como a nivel de desarrollo tecnológico. Las plantas eólicas destinadas a la producción de energía eléctrica se han integrado completamente en la estructura energética de los países con recursos eólicos. A finales de 2001 la potencia mundial de origen eólico superaba los 23GW, con una tasa anual de crecimiento del 30%. La Unión Europea lidera el panorama mundial, ya que supera el 80% del total de potencia instalada. Le siguen a gran distancia América y Asia. Entre los países de la Unión Europea el liderazgo lo ostenta Alemania, con más de 10.000MW instalados. Le siguen España y Dinamarca. Estos tres países de la Unión Europea lideran actualmente el panorama eólico mundial, tanto por la potencia instalada como por el número de aerogeneradores que fabrican e introducen en el mercado.

Sumando los objetivos de potencia eólica instalada, trazados por las distintas comunidades autónomas españolas, en el año 2010 se alcanzarían 8.974MW. Canarias, con 250MW, se situaría en la posición número 7; compartiendo posición con Asturias, Cantabria, y Murcia.