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¿Cómo se puede utilizar la energía eólica?

marzo 16, 2022
¿Cómo se puede utilizar la energía eólica?

La energía eólica en el mundo

Todo lo que se mueve tiene energía cinética, y los científicos e ingenieros están utilizando la energía cinética del viento para generar electricidad. La energía eólica, o energía del viento, se crea utilizando un aerogenerador, un dispositivo que canaliza la fuerza del viento para generar electricidad.

El viento mueve las palas de la turbina, que están unidas a un rotor. El rotor hace girar un generador para crear electricidad. Hay dos tipos de turbinas eólicas: las de eje horizontal (HAWT) y las de eje vertical (VAWT). Las HAWT son el tipo más común de turbina eólica. Suelen tener dos o tres palas largas y finas que se parecen a las hélices de un avión. Las palas están colocadas de forma que se orientan directamente hacia el viento. Las VAWT tienen palas curvadas más cortas y anchas que se asemejan a los batidores de una batidora eléctrica.

Las pequeñas turbinas eólicas individuales pueden producir 100 kilovatios de potencia, suficiente para alimentar una casa. Los aerogeneradores pequeños también se utilizan en lugares como estaciones de bombeo de agua. Los aerogeneradores un poco más grandes se asientan en torres de hasta 80 metros de altura y tienen palas de rotor de unos 40 metros de largo. Estas turbinas pueden generar 1,8 megavatios de potencia. Hay aerogeneradores aún más grandes encaramados en torres de 240 metros de altura y con palas de más de 162 metros de longitud. Estas grandes turbinas pueden generar entre 4,8 y 9,5 megavatios de potencia.

Altura de los aerogeneradores

La explotación de una central eólica es más compleja que la simple instalación de aerogeneradores en una zona ventosa. Los propietarios de las centrales eólicas deben planificar cuidadosamente dónde colocar los aerogeneradores y deben tener en cuenta la velocidad y la frecuencia con la que sopla el viento en el lugar.

Los lugares idóneos para las turbinas eólicas son aquellos en los que la velocidad media anual del viento es de al menos 9 millas por hora (mph) -o 4 metros por segundo (m/s)- para las pequeñas turbinas eólicas y de 13 mph (5,8 m/s) para las turbinas de escala comercial. Los lugares favorables son las cimas de las colinas suaves y redondeadas, las llanuras abiertas y el agua, y las brechas de las montañas que canalizan e intensifican el viento. Los recursos eólicos suelen ser más favorables para la generación de electricidad a mayor altura sobre la superficie terrestre. Los grandes aerogeneradores se colocan en torres que van desde los 500 pies hasta los 900 pies de altura.

Los recursos de energía eólica varían cada hora y cada temporada en todo Estados Unidos. La velocidad del viento suele cambiar a lo largo del día y de una estación a otra. Por ejemplo, en Tehachapi (California), donde se encuentran numerosos aerogeneradores, el viento sopla con más frecuencia de abril a octubre que en invierno, y el viento suele ser más fuerte por la tarde. Estas fluctuaciones son el resultado del calor extremo del desierto de Mojave durante los meses de verano. A medida que el aire caliente sobre el desierto se eleva, el aire más frío y denso sobre el Océano Pacífico se precipita a través del puerto de montaña de Tehachapi para ocupar su lugar. En Montana, los fuertes vientos invernales canalizados a través de los valles de las Montañas Rocosas crean vientos más intensos durante el invierno.

Pequeño aerogenerador

Las turbinas eólicas surgieron hace más de un siglo. Tras la invención del generador eléctrico en la década de 1830, los ingenieros empezaron a intentar aprovechar la energía del viento para producir electricidad. La generación de energía eólica tuvo lugar en el Reino Unido y en Estados Unidos en 1887 y 1888, pero se considera que la energía eólica moderna se desarrolló por primera vez en Dinamarca, donde se construyeron turbinas eólicas de eje horizontal en 1891 y una turbina eólica de 22,8 metros comenzó a funcionar en 1897.

El viento se utiliza para producir electricidad utilizando la energía cinética creada por el aire en movimiento. Ésta se transforma en energía eléctrica mediante turbinas eólicas o sistemas de conversión de energía eólica. El viento golpea primero las palas de un aerogenerador, haciéndolas girar y haciendo girar la turbina conectada a ellas. Esto transforma la energía cinética en energía de rotación, moviendo un eje que está conectado a un generador, y produciendo así energía eléctrica a través del electromagnetismo.

La cantidad de energía que se puede cosechar del viento depende del tamaño de la turbina y de la longitud de sus palas. La producción es proporcional a las dimensiones del rotor y al cubo de la velocidad del viento. En teoría, cuando la velocidad del viento se duplica, el potencial de energía eólica se multiplica por ocho.

El mayor aerogenerador

La energía eólica es principalmente el uso de turbinas de viento para generar electricidad. Históricamente, la energía eólica se ha utilizado en velas, molinos de viento y bombas de viento. La energía eólica es una fuente de energía renovable, popular y sostenible que tiene un impacto mucho menor en el medio ambiente que la quema de combustibles fósiles. Los parques eólicos están formados por muchos aerogeneradores individuales, que están conectados a la red de transmisión de energía eléctrica.

En 2020, el viento suministró casi 1600 TWh de electricidad, lo que supuso más del 5% de la generación eléctrica mundial y cerca del 2% del consumo de energía[3][4] Con más de 100 GW añadidos durante 2020, la mayoría en China, la capacidad eólica mundial instalada alcanzó más de 730 GW[5][4].

Los nuevos parques eólicos terrestres son más baratos que las nuevas plantas de carbón o gas[7], pero la expansión de la energía eólica se ve obstaculizada por las subvenciones a los combustibles fósiles[8][9][10] Los parques eólicos terrestres tienen un mayor impacto visual en el paisaje que otras centrales eléctricas, ya que deben extenderse por más terreno[11][12] y deben construirse en zonas rurales[13] Los pequeños parques eólicos terrestres pueden inyectar parte de la energía en la red o proporcionar energía a lugares aislados sin conexión a la red. Los parques eólicos marinos proporcionan una fuente de energía más estable y fuerte y tienen menos impacto visual. Aunque actualmente hay menos energía eólica marina y los costes de construcción y mantenimiento son más elevados, está en expansión[5].

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