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¿Qué pasa con los aerogeneradores cuando no hay viento?

marzo 16, 2022
¿Qué pasa con los aerogeneradores cuando no hay viento?

Energía eólica sin viento

Un parque eólico, también llamado estación de energía eólica o planta de energía eólica,[1] es un grupo de turbinas eólicas en la misma ubicación utilizadas para producir electricidad. Los parques eólicos varían en tamaño, desde un pequeño número de turbinas hasta varios centenares de aerogeneradores que cubren un área extensa. Los parques eólicos pueden ser terrestres o marinos.

Muchos de los mayores parques eólicos terrestres en funcionamiento se encuentran en China, India y Estados Unidos. Por ejemplo, el mayor parque eólico del mundo, el parque eólico de Gansu, en China, tenía una capacidad de más de 6.000 MW en 2012,[2] con el objetivo de alcanzar los 20.000 MW[3] en 2020[4] En diciembre de 2020, el parque eólico de Hornsea, en el Reino Unido, de 1.218 MW, es el mayor parque eólico marino del mundo[5] Los diseños de los aerogeneradores siguen aumentando su potencia, por lo que se necesitan menos turbinas para la misma producción total.

Al no necesitar combustible, los parques eólicos tienen menos impacto en el medio ambiente que muchas otras formas de generación de energía. Sin embargo, los parques eólicos han sido criticados por su impacto visual y paisajístico. Por lo general, necesitan extenderse por más terreno que otras centrales eléctricas y deben construirse en zonas silvestres y rurales, lo que puede provocar la «industrialización del campo», la pérdida de hábitats y el descenso del turismo. Algunos críticos afirman que los parques eólicos tienen efectos perjudiciales para la salud, pero la mayoría de los investigadores consideran que estas afirmaciones son pseudociencia (véase el síndrome de los aerogeneradores). Los parques eólicos pueden interferir con los radares, aunque en la mayoría de los casos, según el Departamento de Energía de EE.UU., «el emplazamiento y otras medidas de mitigación han resuelto los conflictos y han permitido que los proyectos eólicos coexistan eficazmente con los radares»[6].

¿Los costes de funcionamiento de los aerogeneradores son generalmente altos o bajos?

Los aerogeneradores funcionan según un principio muy sencillo: en lugar de utilizar la electricidad para generar viento -como un ventilador-, los aerogeneradores 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 genera 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.

Desventajas de la energía eólica

Las turbinas eólicas se ponen en marcha cuando el viento alcanza una velocidad de tres a cuatro metros por segundo (unos 11 a 14 kph). Su máxima eficiencia se da con un viento de unos 13 a 14 metros por segundo (unos 50 kph). Si el viento adquiere una velocidad media de 25 metros por segundo (unos 90 kph) durante 10 minutos, las turbinas eólicas se detienen automáticamente por seguridad. En los momentos en que cesa el viento, obviamente no hay producción de electricidad, lo que se resuelve con la compensación de electricidad entre varios parques. Cuando hay electricidad, un parque vende su excedente, que se incorpora a la red pública. Cuando deja de haber viento, el parque compra electricidad a esa red.

El principal objetivo del Acuerdo de París es limitar el aumento de la temperatura global a no más de 2°C, respecto a su nivel preindustrial, para finales de este siglo. Para lograr este objetivo clave, las emisiones de gases de efecto invernadero deben reducirse hasta su completa erradicación. A través de la premisa «Cero combustibles fósiles» se pretende sustituir el petróleo, el carbón, el gas natural y el gasóleo por energías renovables y limpias, como la energía solar, los coches eléctricos y la energía eólica…

Cuánto viento se necesita para hacer girar un aerogenerador

Vortex Bladeless es un generador eólico resonante de vibración inducida por vórtices. Aprovecha la energía del viento a partir de un fenómeno de vorticidad llamado Vortex Shedding.  Básicamente, la tecnología Bladeless consiste en un cilindro fijado verticalmente con una varilla elástica. El cilindro oscila en un rango de viento, que luego genera electricidad a través de un sistema de alternador.  En otras palabras, es un aerogenerador que no es realmente una turbina.

El cilindro exterior está diseñado para ser en gran parte rígido y tiene la capacidad de vibrar, permaneciendo anclado al vástago inferior. La parte superior del cilindro no está sujeta y tiene la máxima amplitud de oscilación. La estructura se construye con resinas reforzadas con fibra de carbono y/o de vidrio, materiales utilizados en las palas de los aerogeneradores convencionales.

La parte superior de la varilla soporta el mástil y su parte inferior está firmemente anclada al suelo. Está construida con polímero reforzado con fibra de carbono, lo que le proporciona una gran resistencia a la fatiga y tiene una mínima fuga de energía cuando oscila.

Naturalmente, el diseño de este tipo de aerogenerador es bastante diferente al de una turbina tradicional. En lugar de la habitual torre, góndola y palas, nuestro dispositivo sólo tiene un mástil de materiales ligeros sobre una base. Esto reduce el uso de materias primas y la necesidad de una cimentación más profunda.

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