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¿Cuál es la eficiencia de un aerogenerador?

marzo 19, 2022
¿Cuál es la eficiencia de un aerogenerador?

Eficiencia energética de la energía hidroeléctrica

La energía eólica es la generación de electricidad a partir del viento. La energía eólica aprovecha el flujo de energía primaria de la atmósfera generado por el calentamiento desigual de la superficie de la Tierra por el Sol. Por tanto, la energía eólica es una forma indirecta de aprovechar la energía solar. La energía eólica se convierte en energía eléctrica mediante turbinas eólicas[2].

Varios factores diferentes influyen en el recurso eólico potencial de una zona. Los tres principales factores que influyen en la producción de energía son: la velocidad del viento, la densidad del aire y el radio de las palas[3] Los aerogeneradores tienen que estar en zonas con mucho viento de forma regular, lo que es más importante que tener vientos fuertes ocasionales.

La velocidad del viento determina en gran medida la cantidad de electricidad generada por una turbina. Una mayor velocidad del viento genera más energía porque los vientos más fuertes permiten que las palas giren más rápido[3] Una rotación más rápida se traduce en más potencia mecánica y más energía eléctrica del generador. En la figura 2 se muestra la relación entre la velocidad del viento y la potencia de una turbina eólica típica.

Producción de aerogeneradores

Aproximadamente el 2% de la energía solar que incide en la superficie de la Tierra se convierte en energía cinética en el viento. Los aerogeneradores convierten la energía cinética del viento en electricidad sin emisiones.1 La distribución de la energía eólica es heterogénea, tanto en la superficie de la Tierra como en la vertical de la atmósfera. En general, se considera que una velocidad media anual del viento de 6,5 m/s o superior a 80 m es comercialmente viable. Sin embargo, las nuevas tecnologías están ampliando los recursos eólicos disponibles para proyectos comerciales.3 En 2020, el 8,4% de la electricidad estadounidense se generó a partir de la energía eólica, pero la capacidad eólica está aumentando rápidamente.4

Las políticas que apoyan la energía eólica y otras renovables pueden abordar las externalidades asociadas a la electricidad convencional, como los efectos sobre la salud de la contaminación, el daño ambiental de la extracción de recursos y el almacenamiento de residuos nucleares a largo plazo.

Potencia nominal del aerogenerador

El viento se produce en la atmósfera terrestre debido a la diferencia de temperaturas de la tierra a nivel local o a escala regional y global. Cuando el calor se calienta, sube dejando el lugar con baja presión de aire; el aire de las regiones más frías con mayor presión de aire se mueve para igualar la presión del aire.

Los molinos y turbinas eólicas aprovechan la energía cinética o «energía del movimiento» que mueve el aire o el viento de un lugar a otro y la convierten en electricidad. Los aerogeneradores se levantan en lugares ventosos, para que el viento mueva las aspas de las turbinas. Estas palas hacen girar un motor, y los engranajes aumentan las rotaciones lo suficiente como para producir electricidad. Hay diferentes diseños de turbinas que se adaptan a distintas condiciones.

La eficiencia del viento es la cantidad de energía cinética del viento que se convierte en energía mecánica y electricidad. Las leyes de la física descritas por Betz Limit dicen que el límite máximo teórico es del 59,6%. El viento necesita el resto de la energía para pasar por las palas. Esto es, de hecho, bueno. Si una turbina atrapara el 100% de la energía, el viento dejaría de soplar y las palas de una turbina no podrían girar para producir electricidad.

La mayor turbina eólica

En esta página:En condiciones óptimas, la eficiencia de un generador eólico para convertir la energía en electricidad es de aproximadamente el 45%, aunque las investigaciones neozelandesas muestran que una eficiencia del 1040% es más común en el funcionamiento cotidiano.

A la hora de considerar los costes y la viabilidad económica, hay que tener en cuenta que los costes adicionales de consentimiento, flete, los cimientos de hormigón y el cableado pueden equivaler a un 3080% del coste de la propia turbina.Una turbina de 2kW podría costar unos 2030.000 dólares, incluyendo la instalación. También hay que tener en cuenta los costes de mantenimiento. Las turbinas eólicas suelen tener mayores necesidades de mantenimiento que, por ejemplo, los sistemas fotovoltaicos. Según algunos cálculos, en muchos casos es probable que un sistema de electricidad solar sea más rentable que una turbina eólica. Las cifras de la Autoridad de la Electricidad sugieren que casi no se han instalado generadores eólicos residenciales o de pequeña escala en los últimos años.

Los generadores eólicos suelen tener una potencia nominal de 13 kW. Esta potencia suele cubrir entre un tercio y la mitad de las necesidades energéticas de una vivienda, dependiendo de las condiciones de viento locales y del consumo energético de la casa. En un lugar expuesto, este tamaño de generador puede suministrar todas las necesidades de energía y proporcionar un excedente. Hay generadores eólicos más grandes para granjas y comunidades rurales. La producción real de energía de las turbinas suele ser de entre el 25% y el 30% de su producción máxima teórica. La producción de un aerogenerador suele ser nominal a una velocidad de viento determinada, y la velocidad nominal del viento puede variar entre sistemas y fabricantes.

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