Energía eólica y geotérmica

Energía eólica:

Cp, coeficiente de potencia: fracción de potencia total del viento que la turbina es capaz de convertir en energía eléctrica (hasta un máximo de 0,45). Su valor varía con la velocidad del viento, por lo que es necesario estimar la velocidad media del viento, para calcular la potencia media anual producida por una turbina.

Límite de Betz: Relación entre la potencia del viento por metro cuadrado y su velocidad. Potencia total del viento y la potencia de una turbina ideal. Una turbina ideal aprovecharía solamente el 59 % que es el denominado límite de Betz, coeficiente de potencia máximo para a=1/3.

Curva de potencia: Cada turbina eólica se caracteriza por una curva potencia-velocidad del viento. A partir de ella, se puede determinar cuanta energía puede producir la turbina situada en cualquier lugar del que se conozca la distribución de velocidades del viento. También se representa:

• Curva de una turbina ideal (límite de Betz).
• Velocidad de arranque: (entre 3 y 5 m/s en la mayoría de los aerogeneradores), es la velocidad mínima que el viento debe tener para que el par de arranque sea capaz iniciar la rotación de las aspas.
• Velocidad nominal: aquella a partir de la cual deja de cumplirse la ley del cubo de la velocidad, ya que se fija la velocidad de rotación para evitar velocidades superiores a la del sonido.
• Velocidad de desconexión: (alrededor de 25 m/s), es aquella en la que se produce el frenado de la turbina, cuando hay peligro por velocidades de viento excesivas.

Criterios de emplazamiento de un aerogenerador:

Rugosidad (perfil vertical del viento): cuando mayor sea la rugosidad del terreno, mayor ralentización experimenta el viento. En la industria eólica se suele hablar de clase de rugosidad o longitud de rugosidad cuando se trata de evaluar las condiciones de un paisaje. Una alta rugosidad de 3 o 4, se corresponde con un paisaje con muchos árboles o edificios, mientras a nivel del mar la rugosidad es 0. El término longitud de rugosidad se refiere a la máxima distancia sobre el nivel del suelo a la que la velocidad del viento es nula.

Obstáculos y turbulencias: en áreas cuya superficie es muy accidentada o tras la situación de obstáculos como edificios o formaciones rocosas, se producen turbulencias, flujos de aire muy irregulares, con remolinos y vórtices en las proximidades. Todo ello puede generar determinados problemas como imposibilidad de aprovechar totalmente la energía del viento, desgastes y hasta roturas en las turbinas eólicas. También, corriente abajo de una turbina se producen torbellinos (efecto de la estela), lo que hay que tener en cuenta a la hora de fijar la separación entre turbinas (mínimo el equivalente a 3 diámetros del rotor).

Efectos aceleradores: cuando hay dos obstáculos en una zona expuesta al viento, su velocidad crece considerablemente entre los obstáculos (efecto túnel), efecto que puede ser utilizado a la hora de situar un aerogenerador. También el viento es mayor en la cima de una colina, debido a que el viento es comprimido en la cara de la colina que da al viento y cuando alcanza la cima puede volver a expandirse en la cara opuesta al viento (efecto colina).

Otros parámetros: condiciones eólicas de la zona, condiciones del terreno, posibilidad de conexión a la red eléctrica, etc.

Energía geotérmica:

Un recurso geotérmico debe tener tres características físicas para su explotación:

• Que exista un acuífero, generalmente formado por rocas porosas que pueden almacenar agua o por la que puede fluir el agua y al que se pueda acceder.
• Una cubierta de roca que retenga el fluido geotérmico.
• Una fuente de calor.

Dos características fundamentales de los acuíferos son la porosidad y la permeabilidad.

La porosidad es una medida de las cavidades existentes en la roca o entre rocas que están en contacto entre sí.

La permeabilidad determina la capacidad que tiene un acuífero para trasferir agua. Así, un acuífero puede tener una porosidad alta y por tanto una gran capacidad de almacenamiento de agua, pero no ser adecuado para su explotación por tener una permeabilidad baja, es decir que los poros en la roca no están interconectados entre sí.