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Parques eólicos

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1. ¿Qué es una central eólica?

El parque eólico es una central eléctrica donde la producción de la energía eléctrica se consigue a partir de la fuerza del viento, mediante aerogeneradores que aprovechan las corrientes de aire.

El viento es un efecto derivado del calentamiento desigual de la superficie de la Tierra por el Sol.

El principal problema de los parques eólicos es la incertidumbre respecto a la disponibilidad de viento cuando se necesita. Lo que implica que la energía eólica no puede ser utilizada como fuente de energía única y deba estar respaldada siempre por otras fuentes de energéticas con mayor capacidad de regulación (térmicas, nucleares, hidroeléctricas, etc.).

Para aprovechar la energía eólica se utilizan los aerogeneradores.

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2. El aerogenerador

Un aerogenerador es un generador de electricidad activado por la acción del viento. El viento mueve la hélice y a través de un sistema mecánico de engranajes hace girar el rotor de un generador, que produce la corriente eléctrica.

Los principales componentes de un aerogenerador son:

  • La góndola: es la carcasa que protege los componentes clave del aerogenerador.

  • Las palas del rotor: capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje. Tienen una longitud de 20m.

  • El buje: es un elemento que une las palas del rotor con el eje de baja velocidad.

  • Eje de baja velocidad: conecta el buje del rotor al multiplicador. Gira muy lento, a 30 rpm.

  • El multiplicador: permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad.

  • Eje de alta velocidad: gira aproximadamente a 1.500 rpm, lo que permite el funcionamiento del generador eléctrico.

  • El generador eléctrico: en los aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar entre 6 y 12MW.

  • El controlador electrónico: es un ordenador que continuamente monitoriza las condiciones del aerogenerador y controla el mecanismo de orientación.

  • La unidad de refrigeración: contiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar el generador eléctrico.

  • La torre: soporta la góndola y el rotor. Generalmente es una ventaja disponer de una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta a medida que nos alejamos del nivel del suelo

  • El mecanismo de orientación: está activado por el controlador electrónico, que controla la dirección del viento utilizando el panel.

  • El anemómetro y el panel: las señales electrónicas del anemómetro conectan el aerogenerador cuando el viento tiene una velocidad aproximada de 5m/s. 

Tipos de aerogeneradores

Actualmente existe una gran variedad de modelos de aerogeneradores que se diferencian entre ellos por su potencia, por el número de palas o incluso por la manera de producir energía eléctrica atendiendo a diferentes criterios:

Por la posición del aerogenerador

  • Eje vertical: su característica principal es que el eje de rotación se encuentra en posición perpendicular al suelo:

    • Darrieus: consisten en dos o tres arcos que giran alrededor del eje. 

    • Panemonas: cuatro o más semicírculos unidos al eje central.

    • Sabonius: dos o más filas de semicilindros colocados de forma opuesta.

  • Eje horizontal: son los más habituales y en los que se ha invertido un mayor esfuerzo para su mejora en los últimos años. Se les denomina también “HAWTs”.

Por la orientación respecto al viento:

  • sobre viento. La mayoría de los aerogeneradores tienen este diseño. En este tipo de aerogeneradores el viento empieza a desviarse de la torre antes de llegar, aunque la torre sea redonda y lisa.

  • A bajo viento. Las máquinas de corriente baja tienen el rotor situado en la cara de bajo viento de la torre. Pueden ser construidos sin un mecanismo de orientación.

3. Funcionamiento de una central eólica 

Para producir electricidad con una central eólica es necesario que el viento sople a una velocidad de entre 3 y 25m/s.

El viento hace girar las palas al incidir sobre ellas, convirtiendo así la energía cinética del viento en energía mecánica que se transmite al rotor. Esta energía se transmite mediante un eje de baja velocidad a la caja del multiplicador, de donde sale a una velocidad 50 veces mayor. Es entonces cuando se puede transmitir al eje del generador eléctrico para producir energía eléctrica.

En un aerogenerador se crea electricidad estática al producirse el roce del viento sobre él. Esta electricidad estática se descarga a través de una presa en el suelo que tienen todos los aerogeneradores. Esta presa en el suelo se instala porque, debido a la altura de la torre, se crea una diferencia de potencial entre el suelo y el aerogenerador.

Tienes a tu disposición un juego interactivo que te explica, de una manera más gráfica, el funcionamiento de los parques eólicos.

4. Los aerogeneradores y el medio ambiente

La energía eólica es de las más limpias, renovables y abundantes, ya que los aerogeneradores eléctricos no producen emisiones contaminantes (atmosféricas, residuos, vertidos líquidos…) y no contribuyen, por lo tanto, al efecto invernadero ni a la acidificación.

No obstante, también existen factores negativos, algunas de consecuencias medio ambientales son:

  • El impacto visual. Mientras que un parque de pocos aerogeneradores puede hasta llegar a considerarse atractivo, una gran concentración de máquinas plantea problemas. Para evitarlo, se suelen utilizar colores adecuados, una cuidada ubicación de las instalaciones en la orografía del lugar y una precisa distribución de los aerogeneradores.

  • El impacto sobre las aves. Se trata de un impacto potencial que, si bien no reviste gravedad en términos generales, depende principalmente de la ubicación del parque eólico. En aquellos parques en que se sitúen en áreas sensibles, puede ser minimizado a través de programas de vigilancia y seguimiento.

  • La flora y la fauna. Una central eólica puede tener efectos directos en la modificación del hábitat existente en la zona y de algunos de los organismos que en él habitan, generando ruidos y movimientos que afectan el comportamiento de los animales.

  • El efecto sonoro. Un aerogenerador produce un ruido similar al de cualquier otro equipamiento industrial de la misma potencia. La diferencia recae en que mientras los equipamientos convencionales se encuentran normalmente cerrados en edificios diseñados para minimizar su nivel sonoro, los aerogeneradores tienen que trabajar al aire libre y cuentan con un elemento transmisor de sonido: el propio viento.
  • El impacto por erosión. Se producen principalmente por el movimiento de tierras durante la preparación de los accesos al parque eólico. Esta incidencia se puede reducir mediante estudios previos a su trazado.
  • Las interferencias electromagnéticas. El gran tamaño de los aerogeneradores puede producir una interferencia en las ondas de radio, telefonía, televisión, etc. cuando las aspas están en movimiento.