¿Por qué se paran los aerogeneradores con vientos fuertes?
Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Cientos de miles de grandes turbinas, en instalaciones conocidas como parques eólicos, generan actualmente más de 650 gigavatios de energía, a los que se añaden 60 GW cada año[1]. Son una fuente cada vez más importante de energía renovable intermitente, y se utilizan en muchos países para reducir los costes energéticos y la dependencia de los combustibles fósiles. Un estudio afirmaba que, a partir de 2009[actualización], la eólica tenía las “menores emisiones relativas de gases de efecto invernadero, las menores demandas de consumo de agua y… los impactos sociales más favorables” en comparación con la fotovoltaica, la hidráulica, la geotérmica, el carbón y el gas[2].
Las turbinas eólicas más pequeñas se utilizan para aplicaciones como la carga de baterías para la energía auxiliar de barcos o caravanas, y para alimentar las señales de tráfico. Las turbinas más grandes pueden contribuir al suministro de energía doméstica y vender la energía no utilizada al proveedor de servicios públicos a través de la red eléctrica.
La rueda de viento de Héroe de Alejandría (10 d.C. – 70 d.C.) es uno de los primeros ejemplos registrados de máquinas accionadas por el viento en la historia[3][4]. Sin embargo, las primeras centrales eólicas prácticas conocidas se construyeron en Sistán, una provincia oriental de Persia (actual Irán), a partir del siglo VII. Estos “Panemone” eran molinos de viento de eje vertical, que contaban con largos ejes de transmisión verticales con palas rectangulares[5]. Fabricados con entre seis y doce velas cubiertas de estera de caña o material de tela, estos molinos se utilizaban para moler grano o extraer agua, y se empleaban en las industrias de la molienda y la caña de azúcar[6].
Cómo se para un aerogenerador
La energía eólica o la energía del viento 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].
¿Los aerogeneradores necesitan electricidad para funcionar?
Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en suministro eléctrico. Hay aerogeneradores de muchos tamaños y propósitos diferentes. Los pequeños aerogeneradores se utilizan para cargar baterías o suministrar energía a los barcos, o para necesidades remotas como estaciones meteorológicas o señales de tráfico. Las turbinas más grandes pueden utilizarse para las necesidades locales de energía y el exceso se vende a la red.
Aunque una ligera brisa puede hacer que una turbina se mueva y genere una pequeña cantidad de electricidad, los expertos en energía sostenible dicen que un lugar debe tener una velocidad media anual del viento de al menos 9 mph. Los expertos del sector afirman que sólo con velocidades medias de 15 a 25 mph las turbinas eólicas pueden ser rentables.
Funciona apuntando un dispositivo (normalmente 2 o 3 palas) hacia el viento y permitiendo que la energía del viento haga girar las palas. Cuando las palas giran, el rotor al que están unidas hace girar los engranajes que están conectados a un generador eléctrico. Los engranajes aceleran la velocidad de giro de las palas, que se mueven lentamente, al motor del generador, que se mueve rápidamente. El generador envía la electricidad a la torre para que sea utilizada.
A qué velocidad giran los aerogeneradores
Una restricción surge cuando la infraestructura necesaria para transmitir la electricidad -las líneas eléctricas, los transformadores y otras tecnologías- limita el flujo de energía, de la misma manera que una manguera pinchada provoca una reducción de la presión del agua.
“…ocasionalmente utilizando semáforos para gestionar el flujo de coches que se incorporan a una autopista durante un periodo de mucho tráfico. No sería económico ni sensato construir otra autopista paralela para que nunca hubiera un atasco”.
“En Gran Bretaña, los generadores del mercado pagan por tener un acceso firme al sistema de transmisión las 24 horas del día, los siete días de la semana, para poder elegir cuándo y cuánto generar. Cuando un generador no puede utilizar totalmente el acceso pagado, recibe una compensación en forma de pago por restricción”.
Los aerogeneradores pueden requerir mantenimiento (correctivo o preventivo) y, a diferencia de los equipos de generación de electricidad a partir de combustibles fósiles, que se ocultan en el interior de los edificios, es muy evidente cuando un aerogenerador no gira.
Los aerogeneradores producen energía entre una velocidad mínima y máxima del viento. Normalmente son capaces de generar electricidad con vientos de unos 11 km/h, por lo que no se construirían en zonas protegidas donde los vientos rara vez alcanzan esos niveles (la escala de Beaufort, que cuantifica la velocidad del viento, dice que a esta velocidad “el viento se siente en la cara; las hojas crujen”).