Pequeña turbina eólica
La zonificación se refiere a la normativa local general que permite y restringe diversos tipos de proyectos, mientras que la obtención de permisos se refiere a la obtención de permisos para un proyecto específico dentro del ámbito de esas normas de zonificación.
Las prácticas varían enormemente en todo el país, por lo que resulta útil familiarizarse con las normativas locales, las autoridades y los requisitos generales. En algunos casos, las expectativas de zonificación y permisos son coherentes y sencillas. En otros casos, pueden ser necesarias audiencias y el proceso es incierto. Un proyecto diseñado dentro de las limitaciones existentes experimentará un proceso de autorización mucho más suave y tendrá más probabilidades de recibir un permiso. Pero si su proyecto queda fuera de los límites definidos, suele tener que someterse a un proceso de revisión especial para obtener una desviación de las normas y reglamentos existentes, un proceso potencialmente caro y que lleva mucho tiempo y que suele implicar al menos una audiencia pública y no tiene garantías de éxito[8].
Además de las cuestiones de zonificación, los vecinos pueden oponerse a un aerogenerador que bloquea su vista, o pueden estar preocupados por el sonido que produce. La mayoría de los problemas de zonificación y estéticos pueden resolverse aportando datos objetivos. Por ejemplo, un aerogenerador típico de 2 kilovatios funciona a un nivel de ruido de aproximadamente 55 dB a 15 metros del centro de la turbina[10].
Velocidad media del viento para el aerogenerador
Componentes de un aerogenerador: 1-Fundación, 2-Conexión a la red eléctrica, 3-Torre, 4-Escalera de acceso, 5-Control de la orientación del viento (control de guiñada), 6-Nacelle, 7-Generador, 8-Anemómetro, 9-Freno eléctrico o mecánico, 10-Caja de cambios, 11-Palas del motor, 12-Control del paso de las palas, 13-Cubo del motor
El diseño de un aerogenerador es el proceso de definir la forma y la configuración de una turbina eólica para extraer energía del viento[1]. Una instalación consta de los sistemas necesarios para captar la energía del viento, orientar la turbina hacia el viento, convertir la rotación mecánica en energía eléctrica y otros sistemas para arrancar, parar y controlar la turbina.
En 1919, el físico alemán Albert Betz demostró que para una hipotética máquina ideal de extracción de energía eólica, las leyes fundamentales de conservación de la masa y la energía no permitían capturar más de 16/27 (59,3%) de la energía cinética del viento. Este límite de la ley de Betz puede acercarse a los diseños modernos de turbinas que alcanzan entre el 70 y el 80% de este límite teórico.
Además de las palas, el diseño de un sistema completo de energía eólica debe tener en cuenta el buje, los controles, el generador, la estructura de soporte y los cimientos. Las turbinas también deben integrarse en las redes eléctricas.
Potencia nominal del aerogenerador
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 terrestre 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.
Eficiencia de un aerogenerador
La velocidad del viento cuando los aerogeneradores empiezan a producir electricidad se denomina velocidad de corte. Dependiendo del modelo, la velocidad de entrada de los pequeños aerogeneradores varía entre 9 y 16 kilómetros por hora (2,5 a 4,5 metros por segundo), siendo 12 kilómetros por hora (3,5 metros por segundo) la más común.
Para que una pequeña turbina eólica genere suficiente electricidad como para compensar de forma significativa el uso actual de electricidad en el lugar, es preferible una velocidad del viento de unos 18 kilómetros por hora a lo largo de un año. Esto supone que el modelo de aerogenerador pequeño (50 kW) es el tipo que resulta eficaz para generar electricidad con velocidades de viento relativamente bajas.