Aerogeneradores

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¿Cómo funciona un aerogenerador?

Los aerogeneradores producen electricidad aprovechando la energía natural del viento para impulsar un generador. El viento es una fuente de energía limpia, sostenible que nunca se agota, y la transformación de su energía cinética en energía eléctrica no produce emisiones.

Los aerogeneradores son la evolución natural de los molinos de viento y hoy en día son aparatos de alta tecnología. La mayoría de turbinas generan electricidad desde que el viento alcanza una velocidad de entre 3 y 4 metros por segundo. Generan una potencia máxima de 15 metros por segundo, y se desconectan para prevenir daños cuando hay tormentas con vientos que soplan a velocidades medias superiores a 25 metros por segundo y durante un intervalo temporal de 10 minutos.

Generar energía a partir del viento es simple: el viento pasa sobre las aspas del aerogenerador y provoca una fuerza giratoria. Las palas hacen rodar un eje que hay dentro de la góndola, que entra en una caja de cambios. La caja de cambios incrementa la velocidad de rotación del eje proveniente del rotor, e impulsa el generador que utiliza campos magnéticos para convertir la energía rotacional en energía eléctrica.

La energía del generador, de 690 voltios, pasa por un transformador para adaptarla al voltaje necesario de la red de distribución, generalmente de entre 20 y 132 kilovoltios. Las redes regionales de distribución eléctrica reparten la energía por todo el país, a hogares y negocios.

Tanto los aerogeneradores terrestres como los marinos tienen en la parte superior de la góndola dos instrumentos que miden la velocidad y la dirección del viento. Cuando el viento cambia de dirección, los motores giran la góndola y las palas se mueven con ella para ponerse de cara al viento. Las aspas también se inclinan o se ponen en ángulo para asegurar que se extrae la cantidad óptima energía a partir del viento.

Toda esta información es registrada en los ordenadores y se transmite a un centro de control. En los parques eólicos, que son agrupaciones de más de un aerogenerador, hay entre 0 a 6 personas trabajando físicamente, en función de la cantidad de aerogeneradores. Cada aerogenerador es revisado periódicamente. Los ordenadores controlan los diferentes componentes de la turbina y, si detectan un problema, hacen que la turbina deje de funcionar y alertan un técnico o ingeniero para que la revise.

¿Cuánta energía produce un aerogenerador?

La cantidad de electricidad producida a partir de un aerogenerador depende de varios factores:

  1. La velocidad del viento

El potencial eólico se calcula en función de la distribución de la velocidad del viento. Si el viento sopla al doble de velocidad, generará ocho veces más energía. Los aerogeneradores emplazados en lugares donde las medias de velocidad del viento son de 8 metros por segundo a la altura del eje del rotor producen entre el 75 y el 100% más de electricidad que aquellas donde el viento sopla a una media de 6 metros por segundo.

  1. El diámetro del rotor

El diámetro del rotor determina la denominada “área de barrido” que es la superficie virtual que dibuja el rotor perpendicularmente al flujo del viento. Un incremento de diámetro de rotor significa un incremento del área barrida y por tanto un incremento en la captura de la fuerza del viento.

 

  1. La disponibilidad del aerogenerador

Nos referimos a la capacidad de funcionamiento del aerogenerador, es decir, cuando la máquina no está parada por las operaciones de mantenimiento. Los aerogeneradores europeos modernos tienen una disponibilidad media superior al 98%, lo que significa que solo requieren siete días naturales para ejecutar las operaciones de control de averías y de mantenimiento.

  1. La forma en que están colocados los aerogeneradores

Los parques eólicos están instalados de forma que ningún aerogenerador impida que llegue viento a otro. Sin embargo, otros factores, como consideraciones ambientales, el impacto visual o las necesidades de conexión a la red de distribución a menudo tienen prioridad sobre el trazado óptimo para captar el viento.

Los parques eólicos marinos

El mar abre nuevas oportunidades para la energía eólica. Sobre todo, porque el viento circula a velocidades muy elevadas y las economías de escala permiten la instalación de turbinas de un tamaño superior. La tecnología de las turbinas eólicas de los parques marinos se basa en los mismos principios que la de los parques terrestres. Se construyen bases de hormigón para sostener la estructura de las turbinas, que puede ser de varios diseños. La parte superior de esta base se pinta de un color brillante para hacerla visible a los barcos, e incluye una plataforma de acceso para facilitar el mantenimiento de los equipos. Cables submarinos llevan la energía a un transformador que la convierte en alto voltaje (normalmente, entre 33 y 132 KV) antes de transferirla a la red de distribución.

Pequeños aerogeneradores

A pequeña escala, determinados modelos de aerogenerador pueden instalarse en los hogares o hacer posibles pequeños proyectos alimentados con energía eólica. Estas máquinas pueden ser autónomas o estar conectadas a la red de distribución.

Los sistemas autónomos se utilizan para generar electricidad que permite cargar unas baterías. Estas baterías permiten manejar pequeñas aplicaciones eléctricas, a menudo a lugares alejados, donde resulta caro o físicamente imposible conectarse a la fuente principal de suministro energético. Es el caso de granjas rurales o pequeñas islas, que pueden recurrir a los aerogeneradores para calentar o bombear agua, electrificar el cerrado de los rebaños, encender las luces o manejar pequeños sistemas electrónicos para controlar equipamientos.