La turbina eólica más potente
El transporte de elementos tan grandes y de las grúas necesarias para montarlos suele plantear problemas en las zonas remotas donde suelen construirse. Hay que ensanchar las carreteras, enderezar las curvas y, en zonas salvajes, construir caminos nuevos.
La torre de acero se ancla en una plataforma de más de mil toneladas de hormigón y barras de refuerzo de acero, de 30 a 50 pies de ancho y de 6 a 30 pies de profundidad. En ocasiones, se introducen pozos más profundos para ayudar a anclarla. Las cimas de las montañas deben ser voladas para crear un área nivelada de al menos 3 acres. La plataforma es fundamental para estabilizar el inmenso peso del conjunto de la turbina.
En el modelo de 1,5 megavatios de GE, sólo la góndola pesa más de 56 toneladas, el conjunto de palas pesa más de 36 toneladas y la propia torre pesa unas 71 toneladas, lo que supone un peso total de 164 toneladas. Los pesos correspondientes del Vestas V90 son 75, 40 y 152, un total de 267 toneladas; y los del Gamesa G87 72, 42 y 220, un total de 334 toneladas.
La caja de engranajes -que transforma el lento giro de las palas en una mayor velocidad del rotor- y el generador son enormes piezas de maquinaria alojadas en un contenedor del tamaño de un autobús, llamado góndola, en la parte superior de la torre. Las palas están unidas al buje del rotor en un extremo de la góndola. Algunas góndolas incluyen una plataforma de aterrizaje para helicópteros.
¿Qué altura tienen los aerogeneradores en alta mar?
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].
Producción de aerogeneradores
La segunda consiste en elevar las palas hacia la atmósfera, donde el viento sopla con mayor intensidad. Esto aumenta el “factor de capacidad” de la turbina, es decir, la cantidad de energía que realmente produce en relación con su potencial total (o más coloquialmente: la frecuencia con la que funciona).
La historia del desarrollo de la energía eólica ha sido la historia de la ingeniería de turbinas cada vez más altas con palas cada vez más grandes. Es un asunto complicado y delicado. Las cosas altas y delgadas, colocadas en vientos fuertes, tienden a doblarse y flexionarse. Cuando las palas largas de las turbinas se doblan, pueden chocar contra la torre o el buje, como le ocurrió a este sistema danés en 2008 después de que le fallara el “freno” y quedara fuera de control:
Así que el tercer reto de la ingeniería es encontrar diseños y materiales que puedan soportar las tensiones que conllevan la altura y los vientos más fuertes. Esas tensiones son bastante intensas: mira este vídeo en el que los ingenieros prueban una enorme pala de turbina tirando de ella de un lado a otro con “el peso de aproximadamente 16 elefantes africanos”.
Eficiencia de un aerogenerador
La energía eólica se está disparando en Estados Unidos; la capacidad de energía renovable del país se ha triplicado con creces en los últimos nueve años, y la energía eólica y solar son las principales responsables. Ahora las empresas quieren aprovechar aún más la energía eólica, a un precio más barato, y una de las mejores formas de reducir el coste es construir turbinas más grandes. Por eso, una alianza de seis instituciones lideradas por investigadores de la Universidad de Virginia está diseñando la mayor turbina eólica del mundo, con 500 metros de altura, casi un tercio de milla de altura y unos 57 metros más que el Empire State Building.
Las turbinas son ya notablemente más grandes que hace 15 o 20 años. El tamaño varía, pero las torres típicas de los parques eólicos actuales miden unos 70 metros de altura, con palas de unos 50 metros de longitud. Su potencia depende del tamaño y la altura, pero generalmente oscila entre uno y cinco megavatios. “Hay una motivación para utilizar turbinas eólicas más grandes, y la razón es más bien económica”, explica John Hall, profesor adjunto de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad de Buffalo, S.U.N.Y. Una de las razones por las que las turbinas gigantes son más rentables es que el viento sopla con más fuerza y constancia a mayor altura. Así, “se capta más energía” con una estructura más alta, dice Eric Loth, jefe del proyecto de la turbina masiva, que está financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del Departamento de Energía de Estados Unidos.