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¿Cómo se transforma la energía del viento en electricidad?

marzo 17, 2022
¿Cómo se transforma la energía del viento en electricidad?

La energía eólica en el mundo

Los aerogeneradores 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.

Cómo funciona un aerogenerador

La producción de electricidad a partir del viento ha crecido considerablemente en los últimos 30 años. Los avances en la tecnología de la energía eólica han reducido el coste de la producción de electricidad a partir del viento, y los incentivos gubernamentales y de otro tipo en Estados Unidos y en otros países han fomentado el crecimiento de la energía eólica.

El total de la generación anual de electricidad de Estados Unidos a partir de la energía eólica aumentó de unos 6.000 millones de kilovatios hora (kWh) en 2000 a unos 338.000 millones de kWh en 2020. En 2020, las turbinas eólicas fueron la fuente de alrededor del 8,4% de la generación total de electricidad a escala de servicios públicos en Estados Unidos. La escala de servicios públicos incluye instalaciones con al menos un megavatio (1.000 kilovatios) de capacidad de generación de electricidad.

Eficiencia de la energía eólica

La energía eólica, que transforma la fuerza de un recurso inagotable como el viento en electricidad, es una inversión sostenible y valiosa para el futuro. El aprovechamiento del viento requiere la construcción de parques eólicos, ya sea en tierra o en alta mar, con decenas de aerogeneradores. Estos gigantes se han convertido en los últimos años en parte del paisaje, pero ¿sabemos cómo funcionan?

¿Cómo se genera el viento? La radiación solar no afecta por igual a la superficie terrestre: algunas zonas son más cálidas que otras, y en ellas el aire, que pesa menos, tiende a subir, creando zonas de baja presión, mientras que en las zonas más frías el aire desciende y pesa más, creando zonas de alta presión. La diferencia de presión hace que el aire se mueva y crea el viento, un elemento tan poderoso que puede utilizarse para generar energía.

La energía eólica es la que se obtiene de la fuerza del viento. ¿Cómo? A través de un aerogenerador que transforma la energía cinética de las corrientes de aire en energía eléctrica. La energía se extrae principalmente con el rotor, que transforma la energía cinética en energía mecánica, y con el generador, que transforma esta energía mecánica en energía eléctrica. Estamos hablando de una energía renovable, eficiente, madura y segura que es clave para la transición energética y la descarbonización de la economía.

Pequeña turbina eólica

Aunque la mayoría de los aerogeneradores se instalan en tierra firme, también pueden encontrarse en el mar. Las turbinas eólicas marinas se colocan en el mar, a más de 10 km de la costa. Allí, debido a la fuerza y regularidad de los vientos marinos, funcionan de forma más continua que en tierra. Debido a su mayor eficiencia, generan hasta un 60% más de energía que un aerogenerador terrestre.

Los aerogeneradores terrestres se colocan en parques eólicos, cubriendo grandes extensiones de terreno. Pueden medir de 10 a 120 m de altura, con palas de 5 a 90 m de longitud, lo que equivale a más de 5 camiones colocados uno detrás de otro.

El viento debe soplar a un mínimo de 10 km/h para que la turbina funcione. A más de 90 km/h, un sistema de seguridad apaga la turbina automáticamente. Una sola turbina eólica de 3 MW puede cubrir las necesidades de electricidad de 2.600 personas, incluida la calefacción.

El principio básico del funcionamiento de las turbinas eólicas es la transformación de la energía cinética de los vientos en energía eléctrica en los terminales del generador. El viento mueve las palas y hace girar el rotor, que transmite la rotación al generador, que, a su vez, convierte esta energía mecánica en energía eléctrica. Situado dentro o cerca del mástil, el transformador cambia la tensión de la corriente para que pueda ser transmitida por las líneas de media tensión de la red.

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