Desde los inicios de la civilización el hombre viene utilizando la energía eólica para la obtención de potencia mecánica, activando un sistema de propulsión de acción como lo es la vela y desde hace dos milenios activando turbinas de acción como son los molinos de viento. Hoy en día, los vientos han perdido parte de su misterio al ser definidos simplemente como “Corriente de aire producida en la atmósfera por causas naturales.” Sin embargo, sigue maravillando a la humanidad con su calma e inmensurable fuerza. Fuera de las explicaciones que el hombre le ha intentado dar al origen del viento a lo largo de toda la historia, también ha hecho un uso de éste para su beneficio.
¿QUÉ ES Y DE DÓNDE VIENE?
La energía eólica es una forma indirecta de energía solar; es indirecta porque los rayos de sol tienden a realizar contacto con la atmosfera, para producir de esta manera el aire, por esta razón la energía eólica es una forma indirecta de la energía solar. Las diferencias de presión y temperatura en la atmósfera, por la absorción de la radiación solar, son las que ponen en movimiento los vientos. El calentamiento del aire de la atmósfera en forma desigual provoca la circulación entre zonas con temperaturas distintas. Este viento produce una energía (llamada eólica) utilizada desde hace mucho tiempo por el hombre en la navegación marina, en la molienda del grano y en la extracción del agua de los pozos, entre otros usos.
¿CÓMO SE OBTIENE Y SE APROVECHA?
La captación de energía de los vientos se proyecta actualmente por medio de maquinas motrices mucho más sofisticadas que los primitivos molinos de viento. La transformación de la energía captada a la forma en que se la requiere, se realiza por medio de convertidores adecuados debidamente a la maquina motriz.
VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA
· La energía eólica no contamina.
· Es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles.
· Contribuye a evitar el cambio climático.
· Es una tecnología de aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto.
· Es una de las fuentes más baratas.
· Generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión o una etapa de transformación térmica.
DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA
· El aire al ser un fluido de pequeño peso específico, implica fabricar máquinas grandes y en consecuencia caras. Su altura puede igualar a la de un edificio de diez o más plantas, en tanto que la envergadura total de sus aspas alcanza la veintena de metros, lo cual encarece su producción.
· ESTIMACION DE LA CANTIDAD DE ENERGIA ELECTRICA QUE SE PUEDE PRODUCIR.
La energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire; esta energía tiene la particularidad de ser limpia. Siempre y cuando exista el sol ya que este es el principal causante de los vientos.
Se dice que el viento es una gran fuente de energía. Es evidente que la cantidad de viento de un lugar determinado cuenta con la energía que podemos esperar de una turbina eólica de un determinado tamaño.
La cantidad total de electricidad que se puede producir con una turbina de viento se puede estimar en un forma aproximada, para esto se debe calcular la densidad anual de la energía del viento basada en los datos de la distribución del viento, la mayoría de las turbinas de viento están diseñadas para velocidades entre 2.5 y 25 m/seg.
VARIACIONES DEL VIENTO CON EL TIEMPO
Se pueden hacer registros meteorológicos dentro de un periodo de 20 años , para tener una idea de las variaciones de este. La potencia recuperable por un motor eólico es proporcional al cubo de la velocidad del viento, de este modo las variaciones en el viento influye en la energía aplicada a el motor eólico.
Es importante tener en cuenta que la velocidad media del viento es mas débil durante la noche variación así poco, esta velocidad aumenta a partir de la salida del sol alcanzando su máximo.
VARIACIONES DEL VIENTO CON LA ALTITUD
Estas dependen esencialmente de la naturaleza del terreno, así como de las formas de propagación de las masas de aire. Estas variaciones pueden estar representadas por una ley de la siguiente forma:
V1\V2=H1\H2
Donde: V1 y V2 representan las velocidades de los vientos horizontales sobre las alturas respectivas h1 y h2. El exponente α caracteriza el terreno y los valores se encuentran a continuación para 4 tipos de terreno:
| NATURALEZA DEL TERRENO | DESIGUALDAD DEL SUELO Ho en cm | EXPONENTE α |
| 1. plano: negro, mar, pasto, etc. | 0 a 20 | 0.08 a 0.12 |
| 2. poco accidentado: desigualdades de débil amplitud | 20 a 200 | 0.13 a 0.16 |
| 3. accidentado | 1000 a 1500 | 0.20 a 0.23 |
| 4. muy accidentado: ciudades | 1000 a 4000 | 0.25 a 0.40 |
MECÁNICA DEL VIENTO
Se dice que el viento es una gran fuente de energía, pero ¿cómo se produce esta energía?.
Las diferencias térmicas, generadas por el calentamiento no uniforme en el suelo, forma diferencias de presión entre puntos de la superficie terrestre. Esta diferencia de presión origina aceleración en el movimiento del aire, generando sistemas que se convierten en movimientos complejos en su relación con su entorno.
Dentro de las desventajas que ofrece la energía eólica está la variabilidad en el tiempo de su recurso y la dificultad para el almacenamiento de su energía. Sin embargo, como se verá más delante en este boletín, ya existen propuestas tecnológicas para subsanar estas debilidades, a partir del almacenamiento del aire a altas presiones.
TECNOLOGÍA DE LAS TURBINAS
El propósito de un sistema de energía del viento es convertir la energía del movimiento del aire en energía eléctrica. Esto se puede lograr al convertir la energía del viento en energía rotatoria por medio de aeroturbinas, luego de esto el generador eléctrico convierte la energía mecánica en energía eléctrica, por lo que se destaca la importancia de una turbina de viento y un generador eléctrico. También se requiere de otros subsitemas como por ejemplo:
El eje de la turbina que debe acoplarse al rotor del generador eléctrico que se conecta a la subestación o más baterías (según el tamaño del sistema y su función), en donde se acumula y distribuye la energía. Se deben colocar controladores de seguridad antes de los acopladores para proteger al sistema de una sobrecarga causada por la alta velocidad de los vientos, lo mas común es conectar una caja de engranes antes de los acopladores.
Fuente bibliográfica:
Windpower surfaces as near-term generation option .La energía eólica: Próxima opción de generación; En Megavatios(Ingeniería eléctrica y electrónica industrial); Noviembre 1997, Pág. 18-24.
Gipe Paul. Energía eólica práctica. Túpac canosa , Traducción. 1ra edición. PROGENSA 2000.
Gonzalvez Hernandez Cayetano. Manuales de energías renovables: Energía eólica. Edición 2001.
Enriquez Harper Gilberto. Tecnologías de generación de energía eléctrica. 1ra edición. Limusa 2009.
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