Fundamentos y Aplicaciones de la Energía Eólica: Aerogeneradores y su Tecnología

Introducción a la Energía Eólica y Aerogeneradores

La energía eólica es una fuente de energía renovable que utiliza la fuerza del viento para generar electricidad. El principal medio para obtenerla son los aerogeneradores, “molinos de viento” de tamaño variable que transforman con sus aspas la energía cinética del viento en energía mecánica. La energía del viento puede obtenerse instalando los aerogeneradores tanto en suelo firme como en el suelo marino.

Origen del Viento

El viento se origina a causa de:

• La cantidad de sol que incide sobre el aire, calentándolo, lo que produce que este se eleve y origine que otras masas de aire ocupen su lugar, dando como resultado el viento.
• La rotación de la Tierra.
• Las condiciones atmosféricas de un lugar concreto.

Clasificación de las Máquinas Eólicas

Aeroturbinas de Eje Vertical

Su desarrollo tecnológico es menos avanzado que el de las de eje horizontal, por lo que su uso es escaso. Sin embargo, tienen un futuro prometedor debido a que no necesitan dispositivos de orientación y ofrecen menos problemas de resistencia y vibraciones estructurales.

• Savonius

  Consiste en cilindros huecos desplazados respecto a su eje, de forma que ofrecen la parte cóncava al empuje del viento, mientras que su parte convexa ofrece una menor resistencia al giro.

• Darrieus

  Consiste en un eje vertical asentado sobre el rotor, con dos o más finas palas curvas unidas al eje por ambos extremos. El diseño de las palas es simétrico y similar al de las alas de un avión.

Aeroturbinas de Eje Horizontal

Son las más utilizadas debido a su avanzado desarrollo tecnológico y comercial. Para su funcionamiento, necesitan mantener el eje paralelo a la dirección del viento para que este incida sobre las palas y haga girar el eje.

• Potencias Bajas o Medias (hasta 50 kW)

  Poseen un número de aspas alto y se utilizan en el medio rural para bombear agua y como suministro complementario de electricidad en las viviendas.

• Potencia Alta (más de 50 kW)

  Tienen dos o tres aspas. Requieren vientos de al menos 5 m/s para arrancar. Su rendimiento aumenta a medida que la velocidad del viento se incrementa.

Funcionamiento de los Aerogeneradores

Los aerogeneradores producen electricidad aprovechando la energía natural del viento para impulsar un generador. El viento pasa sobre las aspas del aerogenerador y provoca una fuerza giratoria. Las palas hacen rodar un eje que se encuentra dentro de la góndola, el cual se conecta a una caja de cambios. La caja de cambios incrementa la velocidad de rotación del eje proveniente del rotor e impulsa el generador, que utiliza campos magnéticos para convertir la energía rotacional en energía eléctrica.

Consideraciones y Desafíos de la Energía Eólica

Se necesitan unas condiciones meteorológicas concretas para que pueda funcionar a pleno rendimiento; es decir, los aerogeneradores no se pueden colocar en cualquier sitio, su localización debe estar muy estudiada. Los aerogeneradores causan un importante impacto paisajístico en la zona y también pueden afectar a la vida y costumbres de los animales, en especial de las aves. Además, es una energía todavía poco desarrollada, en la que no hay una inversión y una apuesta segura, ni por parte de los gobiernos ni de las grandes corporaciones.