TOPICOS
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ENERGIA EOLICA
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ENERGIA EOLICA
LA ENERGÍA EÓLICA PERTENECE AL CONJUNTO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES O TAMBIÉN DENOMINADAS ENERGÍAS ALTERNATIVAS. LA ENERGÍA EÓLICA ES EL TIPO DE ENERGÍA RENOVABLE MÁS EXTENDIDA A NIVEL INTERNACIONAL POR POTENCIA INSTALADA (MW) Y POR ENERGÍA GENERADA (GWH)
LA ENERGÍA EÓLICA PROCEDE DE LA ENERGÍA DEL SOL (ENERGÍA SOLAR), YA QUE SON LOS CAMBIOS DE PRESIONES Y DE TEMPERATURAS EN LA ATMÓSFERA LOS QUE HACEN QUE EL AIRE SE PONGA EN MOVIMIENTO, PROVOCANDO EL VIENTO, QUE LOS AEROGENERADORES APROVECHAN PARA PRODUCIR ENERGÍA ELÉCTRICA A TRAVÉS DEL MOVIMIENTO DE SUS PALAS (ENERGÍA CINÉTICA).
LA ENERGÍA EÓLICA, ES IMPORTANTE SABER QUE ÉSTE TIPO DE ENERGÍA SE OBTIENE DEL VIENTO, ESPECÍFICAMENTE DE LA ENERGÍA GENERADA POR LAS CORRIENTES DE AIRE.
CONCEPTOS BASICOS
NORMALMENTE ESTE TIPO DE ENERGÍA SIEMPRE HA SIDO UTILIZADA PARA LA ACTIVIDAD HUMANA (LOS ANTIGUOS BARCOS ERAN IMPULSADOS POR LA ENERGÍA DEL VIENTO, LOS MOLINOS DE TRIGO TAMBIÉN SON UN EJEMPLO).
ACTUALMENTE LA ENERGÍA EÓLICA ES UTILIZADA PRINCIPALMENTE PARA GENERAR ELECTRICIDAD A TRAVÉS DE AEROGENERADORES (GENERADORES QUE TRANSFORMAN LA ENERGÍA MECÁNICA RESULTANTE DEL MOVIMIENTO DE LAS HÉLICES POR EL AIRE EN ENERGÍA ELÉCTRICA).
PARA UTILIZAR LA ENERGÍA DEL VIENTO, ES IMPORTANTE CONOCER DATOS COMO LAS VARIACIONES DIURNAS, NOCTURNAS Y ESTACIONALES DE LOS VIENTOS, LOS VALORES MÁXIMOS HISTÓRICOS REGISTRADOS EN SERIES DE MÍNIMO 20 AÑOS, ENTRE OTROS; UN DATO IMPORTANTE ES QUE PARA APROVECHAR LA ENERGÍA EÓLICA, EL VIENTO TIENE QUE TENER UNA VELOCIDAD MÍNIMA 10KM/H Y UNA VELOCIDAD MÁXIMA DE 90KM/H, LO QUE DESMITIFICA LA IDEA DE QUE ENTRE MÁS VELOZ EL VIENTO, MAYOR APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA EÓLICA.
- ES UN TIPO DE ENERGÍA RENOVABLE (OBTENIDA DE UNA FUENTE NATURAL INAGOTABLE: EL VIENTO) Y LIMPIA, YA QUE NO EMITE GASES EFECTO INVERNADERO NI RESIDUOS
- NORMALMENTE PUEDE INSTALARSE EN ZONAS CON USO REDUCIDO DEL SUELO, COMO ZONAS DESÉRTICAS, ZONAS DE COSTA, LADERAS ÁRIDAS.
- CREADOR DE PUESTOS DE TRABAJO
- GRACIAS A LOS ACTUALES SISTEMAS ELÉCTRICOS, SE PUEDE COMPENSAR LA BAJA PRODUCCIÓN DE ALGUNOS PARQUES EÓLICOS POR LA ALTA PRODUCCIÓN DE OTROS, CUBRIENDO UN MAYOR PORCENTAJE DE DEMANDA Y SOLVENTANDO LOS PROBLEMAS QUE PRESENTABAN LOS AEROGENERADORES COMO PRODUCTORES DE ENERGÍA AL PRINCIPIO DE SU INSTALACIÓN.
VENTAJAS
- QUIZÁS UNA DE LAS PRINCIPALES DESVENTAJAS, ES EL POSIBLE IMPACTO MORTAL PARA LAS POBLACIONES DE AVES.
DESVENTAJAS
LOS PARQUES EÓLICOS DEBEN SITUARSE EN LUGARES DONDE NO SE AFECTEN ESTOS ANIMALES, DEBEN CUIDAR ANTES DE SU INSTALACIÓN, QUE NINGUNA POBLACIÓN DE AVES NO VIVA NI REALICE MIGRACIONES CERCA O A TRAVÉS DEL PARQUE EÓLICO.
- OTRA DE SUS DESVENTAJAS ES EL IMPACTO VISUAL QUE TIENEN ESTOS PARQUES EÓLICOS:
- POR ÚLTIMO, UN IMPACTO POR EL RUIDO DE LAS ASPAS DE LOS AEROGENERADORES, DIFÍCIL DE PERCIBIR SI NO ESTÁS MUY CERCA DE LOS MISMOS.
LA ENERGÍA EÓLICA SE HA UTILIZADO HISTÓRICAMENTE PARA TAREAS MECÁNICAS QUE REQUERÍAN DE MUCHO ESFUERZO FÍSICO, COMO ERA MOLER GRANO O ELEVAR AGUA DE POZOS.
HISTORIA DE LA ENERGIA EOLICA
LAS PRIMERAS EVIDENCIAS DE LA UTILIZACIÓN DEL VIENTO SE REMONTAN A 3000 A.C DONDE USABAN BARCOS A VELA EN EL NILO PARA TRASLADARSE Y EN EL SIGLO XVII A.C DURANTE EL REINADO DE HAMMURABI EN BABILONIA UTILIZABAN UN SISTEMA DE RIEGO BASADO EN MOLINOS DE VIENTO PARA EL BOMBEO DE AGUA.
HACIA EL AÑO 1000 DE NUESTRA ERA LOS PRIMEROS MOLINOS DE VIENTO SON USADOS EN EL MEDIO ORIENTE Y DURANTE LOS FINALES DE LA EDAD MEDIA SE COMENZARON A UTILIZAR EQUIPOS MECÁNICOS DE ENERGÍA EÓLICA EN EUROPA.
ESTOS EQUIPOS O MOLINOS SE POPULARIZARON EN ESPECIAL EN HOLANDA DONDE A PARTIR DE MITAD DEL SIGLO XIV SE LA EMPLEABA PARA DESECAR PANTANOS Y LAGUNAS ADEMÁS PARA LA MOLIENDA DE GRANOS, ERAN MOLINOS MULTIPALA, BASTANTES LENTOS.
LOS PERSAS FUERON PROBABLEMENTE LOS PRIMEROS EN APLICAR LA ENERGÍA EÓLICA A LA AGRICULTURA DE FORMA MASIVA, USANDO MOTORES DE EJE VERTICAL PARA ELEVAR AGUA DE IRRIGACIÓN (SIGLO VII) Y MOLER GRANO.
Esquema de una maquina eólica persa de bombeo de agua para riego
EL MOLINO OCCIDENTAL, EN CONTRASTE, ES DE EJE HORIZONTAL Y SE HAN ENCONTRADO REFERENCIAS A ÉL YA EN EL SIGLO XII. SU ORIGEN NO ESTÁ MUY CLARO, AUNQUE PODRÍA HABER SIDO UNA EVOLUCIÓN DEL MOLINO PERSA, EVENTUALMENTE TRAÍDO A OCCIDENTE POR LOS CRUZADOS.
PENETRA EN OCCIDENTE POR ITALIA, ESPAÑA, ITALIA Y GRECIA. POR SER DE EJE HORIZONTAL REQUIERE DE UN MECANISMO DE ORIENTACIÓN PARA ENCARAR EL ROTOR O TURBINA AL VIENTO, LO CUAL COMPLICA SU CONSTRUCCIÓN (LA TURBINA ES DE TIPO AXIAL). A CAMBIO SE OBTIENE UNA MAYOR POTENCIA QUE CON LOS DE EJES VERTICALES ANTES DESCRITOS, AL ACTUAR DE FORMA CONTINUA LA PRESIÓN DE LA CORRIENTE SOBRE LAS ASPAS, LAS CUALES SOLÍAN TENER FORMA DE CRUZ DE 4 A 8 BRAZOS.
EL TIPO MÁS ANTIGUO CONSISTE EN UN FUERTE POSTE SOBRE EL QUE PUEDE GIRAR TODO EL CONJUNTO DEL MOLINO, TAL COMO MUESTRA LA FIGURA.
Molino de viento de poste
HACIA EL SIGLO XIV SE DESARROLLÓ EL MOLINO DE TORRE, MOSTRANDO EN LA FIGURA UN EJEMPLO MODERNO.
Molino de torre
EN ÉSTOS SOLO GIRA LA PARTE SUPERIOR DEL MOLINO, QUE INCLUYE EL ROTOR, MIENTRAS QUE LA PARTE INFERIOR ES UNA TORRE DE LADRILLO O PIEDRA SOLIDARIA AL SUELO. ESTA CONFIGURACIÓN PERMITÍA UNA MAYOR SOLIDEZ Y DURACIÓN, ASÍ COMO MENOS NECESIDAD DE LA PRECIADA MADERA, AUNQUE MUCHOS SE HICIERON DE ELLA. EN ESTE TIPO DE MOLINO LAS ASPAS ESTABAN SIEMPRE DEL LADO DE BARLOVENTO, REALIZÁNDOSE EN LAS PRIMERAS ÉPOCAS LA ORIENTACIÓN DE FORMA MANUAL Y POSTERIORMENTE CON MECANISMOS AUTOMÁTICOS. EL MECANISMO MÁS EFECTIVO USADO HA SIDO EL MOLINO DE COLA, EL CUAL CONSISTE EN UN EJE HORIZONTAL DOTADO DE ASPAS DE PEQUEÑO TAMAÑO Y ORIENTADO PERPENDICULARMENTE A LAS ASPAS PRINCIPALES.
SI EL ROTOR DE POTENCIA ESTABA ENCARADO AL VIENTO EL ROTOR DE DIRECCIONAMIENTO PERMANECE ESTACIONARIO AL RECIBIR EL VIENTO DE LADO. UN CAMBIO EN LA DIRECCIÓN DEL VIENTO HACE QUE GIRE, AL TRANSMITIRSE ESTE GIRO POR MEDIO DE ENGRANAJES AL EJE VERTICAL DE ORIENTACIÓN, LOGRABA SU CORRECTO ENCARAMIENTO, INSTANTE EN EL CUAL DEJA DE GIRAR. UNA EVOLUCIÓN DE ESTE MECANISMO SE EMPLEA HOY EN DÍA.
EL MOLINO SE HA USADO NO SOLO PARA MOLER SINO PARA BOMBEAR AGUA, MOVER SERRERÍAS, EXTRAER MINERAL Y PARA OTRAS APLICACIONES EN LAS QUE SE REQUIRIERA POTENCIA CONCENTRADA, COMO EN LAS HERRERÍAS. SU USO FUE CONTESTADO A MENUDO POR EL MIEDO AL DESEMPLEO, YA DESDE LA ÉPOCA DEL IMPERIO ROMANO. SU POTENCIA MÁXIMA PODRÍA CIFRARSE EN UNOS 7 A 15 KW, COMPARABLE A LA DE LA TURBINA HIDRÁULICA DE LA MISMA ÉPOCA.
LA POTENCIA EN LOS MOLINOS OCCIDENTALES SE CONTROLA, BIEN POR LA CANTIDAD DE ASPA RECUBIERTA DE TELA, BIEN CON EL USO DE POSTIGOS DE MADERA EN LAS MISMAS. A PARTIR DEL SIGLO XIX SE INCLUYEN MECANISMOS DE REGULACIÓN DE POTENCIA.
Modelo de un molino de viento con mecanismo
LA APARICIÓN DE LOS MOTORES TÉRMICOS, PRIMERO LA MÁQUINA DE VAPOR Y LUEGO EL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA, DESPLAZÓ CASI COMPLETAMENTE A LAS MÁQUINAS EÓLICAS DURANTE LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL DEL SIGLO XIX, QUEDANDO SU USO RESTRINGIDO A REGIONES RURALES, ESPECIALMENTE LAS REMOTAS Y POBRES, PARA LA MOLIENDA DEL GRANO Y PARA EL BOMBEO DE AGUA PRINCIPALMENTE. ES DE DESTACAR EN ESTE SIGLO EL DESARROLLO DE LA TURBINA EÓLICA MULTIPALA AMERICANA, QUE SE DIFUNDIRÍA RÁPIDAMENTE POR TODO ESTADOS UNIDOS.
Bomba hidráulica eólica americana de rotor multipala
EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA DEL AEROGENERADOR
EN 1888 BRUSH CONSTRUYÓ LA QUE HOY SE CREE FUE LA PRIMERA TURBINA EÓLICA DE FUNCIONAMIENTO AUTOMÁTICO PARA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD (AEROGENERADOR).
Turbina eólica de Brush en Cleveland (12 kW, 17 metros)
POUL LA COUR (1846-1908), ES CONSIDERADO EL PIONERO DE LAS MODERNAS TURBINAS EÓLICAS GENERADORAS DE ELECTRICIDAD. TAMBIÉN FUE UNO DE LOS PIONEROS DE LA MODERNA AERODINÁMICA, Y CONSTRUYÓ SU PROPIO TÚNEL DE VIENTO PARA REALIZAR EXPERIMENTOS. EN 1918 UNAS 120 EMPRESAS PÚBLICAS LOCALES TENÍAN UN AEROGENERADOR, GENERALMENTE DEL TAMAÑO DE 20 A 35 KW.
Aerogeneradores La Cour
DURANTE LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL, LA COMPAÑÍA DANESA DE INGENIERÍA F.L. SMIDTH CONSTRUYÓ DIVERSOS AEROGENERADORES BI Y TRIPALA. LOS FABRICANTES DANESES HAN FABRICADO REALMENTE AEROGENERADORES BIPALA, AUNQUE EL DENOMINADO "CONCEPTO DANÉS" SE REFIERE A UNA MÁQUINA TRIPALA. LAS BIPALA(AL IGUAL QUE SUS PREDECESORAS) GENERABAN CC. LAS TRIPLA INCORPORABAN UN GENERADOR ASÍNCRONO DE CA.
EL INNOVADOR AEROGENERADOR GEDSER DE 200 KW (CONSTRUIDO POR J. JUUL PARA LA COMPAÑÍA ELÉCTRICA SEAS DE DINAMARCA) MARCÓ LOS AÑOS DE POSTGUERRA.
El aerogenerador Gedser (200 kW, 24 m)
LA MÁQUINA BONUS 30 KW, FABRICADA DESDE 1980, ES UN EJEMPLO DE UNO DE LOS PRIMEROS MODELOS DE LOS FABRICANTES ACTUALES.
Aerogenerador Bonus 30 kW
LA GENERACIÓN DE AEROGENERADORES DE 55 KW QUE FUERON DESARROLLADOS EN 1980-1981 SUPUSO LA RUPTURA INDUSTRIAL Y TECNOLÓGICA PARA LOS MODERNOS AEROGENERADORES. EL COSTE DEL KILOVATIO-HORA (KWH) DE ELECTRICIDAD CAYÓ ALREDEDOR DE UN 50 POR CIENTO CON LA APARICIÓN DE ESTA NUEVA GENERACIÓN. LA INDUSTRIA EÓLICA SE HIZO MUCHO MÁS PROFESIONAL.
Aerogeneradores Nordtank 55 kW
DURANTE LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
DECAYERON LOS PROYECTOS Y DESARROLLOS DE
AEROGENERADORES EÓLICOS PARA GENERAR ELECTRICIDAD DEBIDO A QUE EL PETRÓLEO ERA MUCHO MÁS BARATO Y
COMPETITIVO EN EL MERCADO ENERGÉTICO.
EN ESTAS DOS ÚLTIMAS DÉCADAS SE HA AVANZADO MUCHO TECNOLÓGICAMENTE Y SE HAN LOGRADO EQUIPOS
MUY EFICIENTES CON UNA GRAN CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA LIMPIA NO SOLO EN TIERRA
SINO TAMBIÉN EN EL MAR.
Parques off-shore
LA ENERGÍA EÓLICA SERÁ UNA DE LAS PRINCIPALES FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES
DEL SIGLO XXI EN GRAN CANTIDAD DE PAÍSES, DEBIDO A SUS EXCELENTES CARACTERÍSTICAS
QUE OFRECEN.
LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE ENERGÍA EÓLICA TUVO LUGAR EN DINAMARCA
HACIA 1890, CUANDO SE REALIZARON LOS PRIMEROS EXPERIMENTOS CON
AEROGENERADORES, LLEGANDO A PRODUCIR HASTA 200 KW (PROFESOR LA COUR).
DESDE EL AÑO 1995 HASTA NUESTROS DÍAS HEMOS VISTO CRECER EXPONENCIALMENTE LA
ENERGÍA EÓLICA EN TODO EL MUNDO, DESTACANDO LOS PAÍSES COMO ESPAÑA,
DINAMARCA, HOLANDA Y ALEMANIA.
EVALUACION DEL TAMAÑO DE LOS AEROGENERADORES
El diámetro de rotor es el diámetro del área circular barrida por las palas
Relación entre la potencia nominal y el diámetro de rotor en una turbina eólica moderna típica
AEROGENERADORES
UN AEROGENERADOR ES UN DISPOSITIVO MECÁNICO QUE CONVIERTE LA ENERGÍA DEL
VIENTO EN ELECTRICIDAD. SUS PRECEDENTES DIRECTOS SON LOS MOLINOS DE VIENTO QUE SE EMPLEABAN PARA LA MOLIENDA Y OBTENCIÓN
DE HARINA. EN ESTE CASO, LA ENERGÍA EÓLICA, EN REALIDAD LA ENERGÍA CINÉTICA DEL AIRE EN MOVIMIENTO, MUEVE LA HÉLICE Y, A TRAVÉS DE UN SISTEMA MECÁNICO DE ENGRANAJES, HACE
GIRAR EL ROTOR DE UN GENERADOR, NORMALMENTE UN ALTERNADOR TRIFÁSICO,
QUE CONVIERTE LA ENERGÍA MECÁNICA ROTACIONAL EN ENERGÍA ELÉCTRICA. LOS
AEROGENERADORES SE AGRUPAN EN PARQUES EÓLICOS DISTANCIADOS UNOS DE OTROS, EN FUNCIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL Y DE LAS
TURBULENCIAS GENERADAS POR EL MOVIMIENTO DE LAS PALAS.
¿QUE ES UN AEROGENERADOR?
Componentes de un aerogenerador
LA GÓNDOLA CONTIENE LOS COMPONENTES CLAVE DEL AEROGENERADOR, INCLUYENDO EL MULTIPLICADOR Y EL GENERADOR ELÉCTRICO.
EL BUJE DEL ROTOR ESTÁ ACOPLADO AL EJE DE BAJA VELOCIDAD DEL AEROGENERADOR.
LAS PALAS DEL ROTOR CAPTURAN EL VIENTO Y TRANSMITEN SU POTENCIA HACIA EL BUJE.
EL EJE DE BAJA VELOCIDAD DEL AEROGENERADOR CONECTA EL BUJE DEL ROTOR AL MULTIPLICADOR.
EL EJE DE ALTA VELOCIDAD GIRA APROXIMADAMENTE A 1.500 REVOLUCIONES POR MINUTO (R.P.M.), LO QUE PERMITE EL FUNCIONAMIENTO DEL GENERADOR ELÉCTRICO.
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 RÁPIDAMENTE QUE EL EJE DE BAJA VELOCIDAD.
EL GENERADOR ELÉCTRICO SUELE LLAMARSE GENERADOR ASÍNCRONO O DE INDUCCIÓN.
EL MECANISMO DE ORIENTACIÓN ES ACTIVADO POR EL CONTROLADOR ELECTRÓNICO, QUE VIGILA LA DIRECCIÓN DEL VIENTO UTILIZANDO LA VELETA.
EL CONTROLADOR ELECTRÓNICO TIENE UN ORDENADOR QUE CONTINUAMENTE MONITORIZA LAS CONDICIONES DEL AEROGENERADOR Y QUE CONTROLA EL MECANISMO DE ORIENTACIÓN.
EL SISTEMA HIDRÁULICO ES UTILIZADO PARA RESTAURAR LOS FRENOS AERODINÁMICOS DEL AEROGENERADOR.
LA UNIDAD DE REFRIGERACIÓN CONTIENE UN VENTILADOR ELÉCTRICO UTILIZADO PARA ENFRIAR EL GENERADOR ELÉCTRICO.
EL ANEMÓMETRO Y LA VELETA SE UTILIZAN PARA MEDIR LA VELOCIDAD Y LA DIRECCIÓN DEL VIENTO.
LA TORRE DEL AEROGENERADOR SOPORTA LA GÓNDOLA Y EL ROTOR.
TIPOS DE
AEROGENERADORES
LA MÁQUINA QUE HACE POSIBLE QUE HOY EN DÍA SE HABLE DE ENERGÍA
EÓLICA COMO UNA FUENTE DE ENERGÍA, ES EL AEROGENERADOR.
ÉSTOS HAN IDO EVOLUCIONANDO PARA ADAPTARSE A DISTINTAS NECESIDADES
A LO LARGO DE LOS AÑOS.
LOS DISTINTOS AEROGENERADORES QUE EXISTEN SON:
ES EL CONCEPTO ORIGINAL DE AEROGENERADOR DENTRO DE LA
ENERGÍA EÓLICA, YA QUE PERMITE COLOCAR EL TREN DE POTENCIA (MULTIPLICADORA, GENERADOR
ELÉCTRICO, ETC.) EN LA BASE DEL AEROGENERADOR, FACILITANDO ASÍ LA
INSTALACIÓN DE ESTOS AEROGENERADORES. LAS PALAS DE ESTE AEROGENERADOR ESTÁN GIRANDO EN UN
PLANO PARALELO AL SUELO.
Aerogenerador de eje vertical
SUS PRINCIPALES VENTAJAS SON QUE NO NECESITA UN SISTEMA DE ORIENTACIÓN AL SER OMNIDIRECCIONAL Y QUE EL GENERADOR, MULTIPLICADOR, ETC., SON INSTALADOS A RAS DE SUELO, LO QUE FACILITA SU MANTENIMIENTO Y DISMINUYEN SUS COSTES DE MONTAJE.
SUS DESVENTAJAS FRENTE A OTRO TIPO DE AEROGENERADORES SON SUS MENORES EFICIENCIAS, LA NECESIDAD DE SISTEMAS EXTERIORES DE ARRANQUE EN ALGUNOS MODELOS, Y QUE EL DESMONTAJE DEL ROTOR POR TAREAS DE MANTENIMIENTO HACE NECESARIA QUE TODA LA MAQUINARIA DEL AEROGENERADOR SEA DESMONTADA.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
ES EL MODELO MÁS SIMPLE DE ROTOR, CONSISTE EN CILINDROS HUECOS DESPLAZADOS RESPECTO
SU EJE, DE FORMA QUE OFRECEN LA PARTE CÓNCAVA AL EMPUJE DEL VIENTO, OFRECIENDO SU
PARTE CONVEXA UNA MENOR RESISTENCIA AL GIRO. SE SUELE MEJORAR SU DISEÑO DEJANDO UN
ESPACIO ENTRE AMBAS CARAS PARA EVITAR LA SOBRE PRESIÓN EN EL INTERIOR DE LA PARTE
CÓNCAVA. PUEDEN CONSTRUIRSE SUPERPONIENDO VARIOS ELEMENTOS SOBRE EL EJE DE GIRO.
NO SON ÚTILES PARA LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD DEBIDO A SU ELEVADA RESISTENCIA AL AIRE. SU BAJO COSTE Y FÁCIL CONSTRUCCIÓN
LES HACE ÚTILES PARA APLICACIONES MECÁNICAS.
AEROGENERADOR CON ROTOR SAVONIUS
Aerogenerador Tipo Savonius.
PATENTADO POR G.J.M. DARRIEUS EN 1931, ES EL MODELO DE LOS AEROGENERADORES
DE EJE VERTICAL DE MÁS ÉXITO COMERCIAL. CONSISTE EN UN EJE VERTICAL ASENTADO SOBRE EL ROTOR, CON DOS O
MÁS FINAS PALAS EN CURVA UNIDAS AL EJE POR LOS DOS EXTREMOS, EL DISEÑO DE
LAS PALAS ES SIMÉTRICO Y SIMILAR A LAS ALAS DE UN AVIÓN, EL MODELO DE CURVA UTILIZADO PARA LA UNIÓN DE LAS PALAS
ENTRE LOS EXTREMOS DEL ROTOR ES EL DE TROPOSKIEN, AUNQUE PUEDE UTILIZARSE
TAMBIÉN CATENARIAS.
AEROGENERADOR CON ROTOR DARRIEUS
Aerogenerador Tipo Darrieus.
ES UN SISTEMA SIMILAR AL ROTOR SAVONIUS, EN VEZ DE LA ESTRUCTURA
CILÍNDRICA PARA APROVECHAMIENTO DEL VIENTO, CONSISTE EN UN PERFIL ALABEADO
CON TORSIÓN QUE ASCIENDE POR EL EJE VERTICAL. LA PRINCIPAL DIFERENCIA FRENTE A OTROS SISTEMAS DE EJE
VERTICAL ES EL APROVECHAMIENTO DEL CONCEPTO AERODINÁMICO, QUE LE ACERCA
A LAS EFICIENCIAS DE LOS AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL.
AEROGENERADOR CON ROTOR WINDSIDE
Aerogenerador Tipo Windside.
ES EL CONCEPTO PARA PRODUCIR ENERGÍA EÓLICA QUE SE HA IMPLANTADO A LO LARGO DE LOS AÑOS. CONSISTE EN COLOCAR EL TREN DE POTENCIA EN LA PARTE SUPERIOR JUNTO AL EJE DE GIRO DE LA TURBINA EÓLICA. LAS PALAS DE ESTE AEROGENERADOR ESTÁN GIRANDO EN UN
PLANO PERPENDICULAR AL SUELO.EN LA ACTUALIDAD LA GRAN MAYORÍA DE LOS
AEROGENERADORES QUE SE CONSTRUYEN CONECTADOS A RED SON TRIPALAS DE EJE
HORIZONTAL. LOS AEROGENERADORES HORIZONTALES TIENEN UNA MAYOR EFICIENCIA
ENERGÉTICA Y ALCANZAN MAYORES VELOCIDADES DE ROTACIÓN POR LO QUE
NECESITAN CAJA DE ENGRANAJES CON MENOR RELACIÓN DE MULTIPLICACIÓN DE GIRO, ADEMÁS
DEBIDO A LA CONSTRUCCIÓN ELEVADA SOBRE TORRE APROVECHAN EN MAYOR MEDIDA EL
AUMENTO DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO CON LA ALTURA.
Aerogenerador de eje horizontal
ES EL MÁS EMPLEADO EN LA ACTUALIDAD, CONSTA DE 3 PALAS
COLOCADAS FORMANDO 120º ENTRE SÍ. UN MAYOR NÚMERO DE PALAS
AUMENTA EL PESO Y COSTE DEL AEROGENERADOR, POR LO QUE NO SE
EMPLEAN DISEÑOS DE MAYOR NUMERO DE PALAS PARA FINES GENERADORES DE ENERGÍA DE FORMA COMERCIAL, AUNQUE SI PARA FINES MECÁNICOS
COMO BOMBEO DE AGUA ETC.
TRIPALA
AEROGENERADOR TRIPALA
AHORRA EL PESO Y COSTE DE UNA DE LAS PALAS RESPECTO A LOS AEROGENERADORES
TRIPALA, PERO NECESITAN MAYORES VELOCIDADES DE GIRO PARA PRODUCIR LA
MISMA ENERGÍA QUE AQUELLOS. PARA EVITAR EL EFECTO DESESTABILIZADOR NECESITAN DE UN DISEÑO MUCHO MÁS
COMPLEJO, CON UN ROTOR BASCULANTE Y AMORTIGUADORES QUE EVITEN EL CHOQUE
DE LAS PALAS CONTRA LA TORRE.
BIPALA
AEROGENERADOR TIPO BIPALA
TIENEN, EN MAYOR MEDIDA, LOS MISMO INCONVENIENTES QUE LOS BIPALA,
NECESITAN UN CONTRAPESO EN EL LADO OPUESTO DE LA PALA, POR LO QUE EL
AHORRO EN PESO NO ES TAN SIGNIFICATIVO.
MONOPALA
Aerogenerador Tipo Monopala
CUANDO EL ROTOR SE ENCUENTRA ENFOCADO DE FRENTE A LA DIRECCIÓN DEL VIENTO DOMINANTE, CONSIGUE UN MAYOR
APROVECHAMIENTO DE LA FUERZA DEL VIENTO QUE EN LA OPCIÓN CONTRARIA O
SOTAVENTO, PERO NECESITA UN MECANISMO DE ORIENTACIÓN HACIA EL VIENTO. ES EL
CASO INMENSAMENTE PREFERIDO PARA EL DISEÑO ACTUAL DE AEROGENERADORES.
ORIENTADAS A BARLOVENTO
Aerogenerador Tipo Barlovento
CUANDO EL ROTOR SE ENCUENTRA ENFOCADO EN SENTIDO CONTRARIO A LA DIRECCIÓN DEL
VIENTO DOMINANTE, LA ESTRUCTURA DE LA TORRE Y LA GÓNDOLA DISMINUYE EL
APROVECHAMIENTO DEL VIENTO POR EL ROTOR, EN ESTE CASO EL VIENTO ES EL QUE ORIENTA
CON SU PROPIA FUERZA A LA GÓNDOLA, POR LO QUE NO SON NECESARIOS ELEMENTOS DE
REORIENTACIÓN AUTOMATIZADA EN LA TEORÍA, AUNQUE SI SUELEN UTILIZARSE COMO ELEMENTO DE SEGURIDAD. LAS PALAS Y LA GÓNDOLA SON CONSTRUIDOS CON UNA MAYOR FLEXIBILIDAD
QUE EN EL CASO DE ORIENTADAS A BARLOVENTO.
ORIENTADAS A SOTAVENTO
Aerogenerador Tipo Sotavento.
-EQUIPOS DE BAJA POTENCIA: HISTÓRICAMENTE SON LOS ASOCIADOS A UTILIZACIÓN MECÁNICA COMO BOMBEO DEL AGUA, PROPORCIONAN POTENCIAS ALREDEDOR DEL RANGO DE 50 KW, AUNQUE PUEDEN UTILIZARSE VARIOS EQUIPOS ADYACENTES PARA AUMENTAR LA POTENCIA TOTAL SUMINISTRADA. HOY EN DÍA SIGUEN UTILIZÁNDOSE COMO FUENTE DE ENERGÍA PARA SISTEMAS MECÁNICOS O COMO SUMINISTRO DE ENERGÍA EN EQUIPOS AISLADOS.
-EQUIPOS DE MEDIA POTENCIA: SON LOS QUE SE ENCUENTRAN EN EL RANGO DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA DE 150 KW. SON UTILIZADOS DE FORMA SIMILAR A LOS EQUIPOS DE BAJA POTENCIA PERO PARA MAYORES REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS. NO SUELEN ESTAR CONECTADOS A BATERÍAS DE ALMACENAMIENTO, POR LO QUE SE UTILIZAN CONECTADOS A RED O JUNTO CON SISTEMAS DE RESPALDO.
SEGUN POTENCIA SUMINISTRADA.
-EQUIPOS DE ALTA POTENCIA: SON LOS UTILIZADOS PARA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA DE FORMA COMERCIAL, APARECEN CONECTADOS A RED Y EN GRUPOS CONFORMANDO CENTRALES EOLOELÉCTRICAS, YA SEA EN TIERRA COMO EN ENTORNO MARINO (OFFSHORE). SU PRODUCCIÓN LLEGA HASTA EL ORDEN DEL GIGAVATIO. EL DISEÑO ELEGIDO MAYORITARIAMENTE PARA ESTOS EQUIPOS SON LOS AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL TRIPALAS, ORIENTADOS A BARLOVENTO Y CON TORRE TUBULAR.
PARQUE EOLICO
ES UN GRUPO DE AEROGENERADORES QUE CAPTAN LA ENERGÍA DEL VIENTO PARA
TRANSFORMARLA EN ENERGÍA ELÉCTRICA.
UN EJEMPLO ES HORSE HOLLOW ENERGY CENTER, UNO DE LOS PARQUES EÓLICOS MÁS
GRANDES DEL MUNDO. SE ENCUENTRA EN TAYLOR, TEXAS (E.U.) Y ABARCA 19.000 HECTÁREAS DE TERRITORIO; TIENE UNA
CAPACIDAD DE 736 MW DE POTENCIA GRACIAS A SUS 421 TURBINAS.
¿Qué es un parque eólico?
Parque Horse Hollow Energy Center, Texas (E.U.)
LA ENERGÍA EÓLICA ES UNA TECNOLOGÍA EN DESARROLLO Y CADA AÑO SE AGREGAN MÁS PARQUES EÓLICOS ALREDEDOR DEL MUNDO.
ADEMÁS, 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.
¿Cuáles son los parques eólicos más grandes del mundo?
1.- GANSU WIND FARM - CHINA - 5.160 MW
2. ALTA WIND ENERGY CENTER – ESTADOS UNIDOS – 1.020 MW
3.- JAISALMER WIND PARK – INDIA – 1.064 MW
4.- ROSCOE WIND FARM – ESTADOS UNIDOS – 782 MW
5.- HORSE HOLLOW WIND ENERGY CENTER - ESTADOS UNIDOS - 736 MW
Mayores productores de energía eólica 2012
• GANSU WIND FARM – CHINA – 20.000 MW• TITAN WIND PROJECT – ESTADOS UNIDOS – 5.050 MW• MARKBYGDEN WIND FARM – SUECIA – 4.000 MW• DOBROGEA WIND FARM – RUMANIA – 1.500 MW• LONDON ARRAY OFFSHORE WIND FARM – INGLATERRA – 1.000 MW• AUBANEL WIND PROJECT – MÉXICO – 1.000 MW• SILVERTON WIND FARM – AUSTRALIA – 1.000 MW
Parques eólicos grandes en fase de construcción
POTENCIA INSTALADA EN EL MUNDO
EN EUROPA Y OTROS LUGARES DONDE LA GEOGRAFÍA NO INCLUYE ESPACIOS PLANOS
GRANDES, LOS PARQUES EÓLICOS SON MÁS CHICOS Y PRODUCEN MENOS ENERGÍA. SIN EMBARGO, EL
HECHO DE QUE TENGAN MENOR POTENCIA NO REDUCE SU VALOR COMO FUENTES DE ENERGÍA
LIMPIA. DE HECHO, EN 2010 LOS PAÍSES QUE UTILIZARON LA ENERGÍA EÓLICA EN MAYOR
PORCENTAJE A COMPARACIÓN DE SU CONSUMO TOTAL DE ENERGÍA FUERON DINAMARCA (21%),
PORTUGAL (18%), ESPAÑA (16%), IRLANDA (14%) Y ALEMANIA (9%). LAS INSTALACIONES PEQUEÑAS TAMBIÉN PERMITEN LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
EN MUNICIPIOS, COMUNIDADES Y UNIVERSIDADES.
La importancia de los pequeños parques eólicos
PARQUES EOLICOS EN
MEXICO
ACTUALMENTE MUCHOS PAÍSES CUENTAN CON LA ENERGÍA EÓLICA COMO UNA FUENTE DE ENERGÍA PRIMARIA EN PLENO DESARROLLO. LOS PAÍSES QUE DESTACAN COMO FUTUROS GRANDES GENERADORES DE ENERGÍA EÓLICA SON: CHINA, INDIA, SUDAMÉRICA Y EE.UU. DE HECHO, CHINA CUENTA YA CON GRANDES FABRICANTES DE AEROGENERADORES QUE HAN CONSEGUIDO TECNOLOGÍAS MUY FIABLES.
UNA DE LAS FORMAS DE ENERGÍA EÓLICA MÁS CONOCIDA ES LA ENERGÍA EÓLICA TERRESTRE, YA QUE ESTAMOS FAMILIARIZADOS A VER AEROGENERADORES EN TIERRA, SIN EMBARGO, LA SUPERFICIE DEL MAR ES TAN EXTENSA, Y SE PRESENTA EN ELLA EL RECURSO EÓLICO MÁS ABUNDANTE DE LA TIERRA, QUE SE HAN DESARROLLADO EN LOS ÚLTIMOS AÑOS TECNOLOGÍAS PARA INSTALAR AEROGENERADORES EN EL MAR. ESTA FORMA DE ENERGÍA EÓLICA SE CONOCE COMO ENERGÍA EÓLICA OFFSHORE O EÓLICA MARINA.
FUTURO DE LA ENERGIA EOLICA
