La energía eólica en el mundo
Los aerogeneradores funcionan según un principio muy sencillo: en lugar de utilizar la electricidad para generar viento -como un ventilador-, las turbinas eólicas utilizan el viento para generar electricidad. El viento hace girar las palas de la turbina, parecidas a las hélices, alrededor de un rotor, que hace girar un generador que crea electricidad.
Los aerogeneradores de eje horizontal son los que la mayoría de la gente imagina cuando piensa en turbinas eólicas; suelen tener tres palas y funcionan “contra el viento”, con la turbina girando en la parte superior de la torre para que las palas estén orientadas hacia el viento.
Los aerogeneradores de eje vertical existen en varias variedades, como el modelo Darrieus, de estilo batidor de huevos, que lleva el nombre de su inventor francés, y son omnidireccionales, lo que significa que no es necesario ajustarlos para que apunten hacia el viento para funcionar.
El tamaño de los aerogeneradores terrestres oscila entre los 100 kilovatios y los varios megavatios. Los aerogeneradores más grandes son más rentables y se agrupan en centrales eólicas, que suministran energía a la red eléctrica.
Muchas de las turbinas utilizadas en aplicaciones distribuidas son pequeños aerogeneradores. Los aerogeneradores individuales pequeños -de menos de 100 kilovatios- suelen utilizarse en aplicaciones residenciales, agrícolas, comerciales e industriales.
Aerogenerador
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.
Pala de aerogenerador
La producción de energía en el tiempo se mide en megavatios-hora (MWh) o en kilovatios-hora (kWh) de energía. Un kilovatio equivale a mil vatios. La producción de energía a razón de 1 MW durante 1 hora equivale a 1 MWh de energía.
General Electric (GE) fabrica un modelo de 1,5 megavatios que en su día fue muy utilizado. 1,5 MW es su capacidad nominal, o máxima, a cuyo ritmo producirá energía cuando el viento esté en el rango ideal para ese modelo, entre 27 y 56 mph. En la actualidad, las turbinas suelen oscilar entre los 2 y los 3 MW.
La potencia se genera a partir de la energía del viento, por lo que la potencia de una turbina viene determinada por su capacidad para captar esa energía y convertirla en un par de giro que pueda hacer girar el generador y empujar los electrones a la red. Una torre más alta permite acceder a vientos más estables y las aspas más grandes capturan más energía eólica. Un generador más grande requiere palas más grandes y/o vientos más fuertes.
Cada turbina eólica tiene un rango de velocidades de viento, normalmente entre 30 y 55 mph, en el que producirá a su capacidad nominal o máxima. A velocidades de viento más bajas, la producción disminuye drásticamente. Si la velocidad del viento se reduce a la mitad, la producción de energía se multiplica por ocho. Por lo tanto, en promedio, las turbinas eólicas no generan cerca de su capacidad. Las estimaciones de la industria proyectan una producción anual del 30-40%, pero la experiencia del mundo real muestra que la producción anual del 15-30% de la capacidad es más típica.
Ventajas y desventajas de la energía eólica
La generación 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.