Aerogeneradors

go to the next section

Com funciona un aerogenerador?

Els aerogeneradors produeixen electricitat tot aprofitant l’energia natural del vent per impulsar un generador. El vent és una font d’energia neta, sostenible que mai s’esgota, i la transformació de la seva energia cinètica en energia elèctrica no produeix emissions.

Els aerogeneradors són l’evolució natural dels molins de vent i avui en dia són aparells d’alta tecnologia. La majoria de turbines genera electricitat des que el vent assoleix una velocitat d’entre 3 i 4 metres per segon, genera a una potència màxima de 15 metres per segon i es desconnecta per prevenir danys quan hi ha tempestes amb vents que bufen a velocitats mitjanes superiors a 25 metres per segon durant un interval temporal de 10 minuts.

Generar energia a partir del vent és simple: el vent passa sobre les aspes de l’aerogenerador i provoca una força giratòria. Les pales fan rodar un eix que hi ha dins la góndola, que entra a una caixa de canvis. La caixa de canvis incrementa la velocitat de rotació de l’eix provinent del rotor i impulsa el generador que utilitza camps magnètics per convertir l’energia rotacional en energia elèctrica.

L’energia del generador, de 690 volts, passa per un transformador per adaptar-la al voltatge necessari de la xarxa de distribució, generalment d’entre 20 i 132 kilovolts. Les xarxes regionals de distribució elèctrica reparteixen l’energia per tot el país, a llars i negocis.
Tant els aerogeneradors terrestres com els marins tenen a la part superior de la góndola dos instruments que mesuren la velocitat i la direcció del vent. Quan el vent canvia de direcció, els motors giren la góndola i les pales es mouen amb ella per posar-se de cara al vent. Les aspes també s’inclinen o es posen en angle per assegurar que s’extreu la quantitat òptima energia a partir del vent.

Tota aquesta informació queda enregistrada als ordinadors i es transmet a un centre de control. Als parcs eòlics, que són agrupacions de més d’un aerogenerador, hi ha entre 0 a 6 persones treballant físicament, en funció de la quantitat d’aerogeneradors. Cada aerogenerador és revisat periòdicament. Els ordinadors controlen els diferents components de la turbina i, si detecten un problema, fan que la turbina deixi de funcionar i alerten un tècnic o enginyer perquè la revisi.

Quanta energia produeix un aerogenerador?

La quantitat d’electricitat produïda a partir d’un aerogenerador depèn de diversos factors:

  1. La velocitat del vent.
    El potencial eòlic es calcula en funció de la distribució de la velocitat del vent. Si el vent bufa al doble de velocitat, generarà vuit vegades més energia. Els aerogeneradors situats a llocs on les mitjanes de velocitat del vent són de 8 metres per segon a l’alçada de l’eix del rotor produeixen entre el 75 i el 100% més d’electricitat que aquelles on el vent bufa a una mitjana de 6 metres per segon.
  1. El diàmetre del rotor.
    El diàmetre del rotor determina la denominada “àrea escombrada” que es la superfície virtual que dibuixa el rotor perpendicularment al flux del vent. Un increment de diàmetre de rotor significa un increment de l’àrea escombrada i per tant un increment en la captura de la força del vent.
  1. La disponibilitat de l’aerogenerador.
    Ens referim a la capacitat de funcionament de l’aerogenerador, és a dir, quan la màquina no està parada per les operacions de manteniment. Els aerogeneradors europees modernes tenen una disponibilitat mitjana del superior al 98%, el qual significa que només requereixen set dies naturals per executar les operacions de control d’avaries i de manteniment.
  1. La forma com estan col·locats els aerogeneradors.
    Els parcs eòlics estan instal·lats de forma que cap aerogenerador impedeixi que arribi vent a un altre. Tot i això, altres factors, com consideracions ambientals, l’impacte visual o les necessitats de connexió a la xarxa de distribució sovint tenen prioritat sobre el traçat òptim per captar el vent.

Els parcs eòlics marins

El mar obre noves oportunitats per a l’energia eòlica, sobretot perquè el vent circula a velocitats molt elevades i les economies d’escala permeten la instal·lació de turbines d’una grandària superior. La tecnologia de les turbines eòliques dels parcs marins es basa en els mateixos principis que la dels parcs terrestres. Es construeixen bases de formigó per sostenir l’estructura de les turbines, que pot ser de diversos dissenys. La part superior d’aquesta base es pinta d’un color brillant per fer-la visible als vaixells, i inclou una plataforma d’accés per facilitar el manteniment dels equips. Cables submarins porten l’energia a un transformador que la converteix a alt voltatge (normalment, entre 33 i 132 KV) abans de portar-la a la xarxa de distribució.

Petits aerogeneradors

A petita escala, determinats models d’aerogenerador poden instal·lar-se a les llars o fer possibles petits projectes alimentats amb energia eòlica. Aquestes màquines poden ser autònomes o estar connectades a la xarxa de distribució.

Els sistemes autònoms s’utilitzen per generar electricitat que permet carregar unes bateries. Aquestes bateries permeten fer anar petites aplicacions elèctriques, sovint a llocs allunyats on resulta car o físicament impossible connectar-se a la font principal de subministrament energètic. És el cas de granges rurals o petites illes, que poden recórrer als aerogeneradors per escalfar o bombejar aigua, electrificar el tancat dels ramats, encendre els llums o fer anar petits sistemes electrònics per controlar equipaments.