sábado, 14 de marzo de 2015

Energías Renovables; La Energía Eólica

Hoy voy a hablaros un poco sobre otra energía renovable como la energía eólica.


Pero antes de nada voy a hacer otro inciso sobre qué es lo que se considera como energía renovable como en el primer post.

"Existe una enorme confusión cuando hablamos de energías renovables, a lo largo del último medio siglo a las fuentes renovables de energía se las ha llamado energías ecológicas, energías limpias, energías alternativas, energías renovables, energías sostenibles, etc.

Para definir lo que es una fuente renovable de energía nos enfrentamos a dos problemas. En primer lugar que hablar de energías no es correcto, ya que de lo que estamos o vamos a hablar es de fuentes primarias de energía. En segundo lugar, se están mezclando dos tipos de criterios para definir una fuente de energía, el primero de recuperación del recurso natural y el segundo, ambiental.

Por tanto, “una fuente primaria de energía renovable es aquella cuyo periodo de recuperación es inferior a año y medio (recuperación del recurso natural) y que sea compatible con un modelo de desarrollo sostenible (criterio ambiental).”



Considerando desarrollo sostenible al “modelo de organización y producción de energías y bienes, que cubriendo las necesidades humanas, deje a las generaciones futuras al menos el mismo nivel de recursos naturales y conservación de la biosfera que los existentes en el momento actual.”

Por este mismo motivo, no debemos confundir los términos.

“Una energía alternativa, o más precisamente una fuente de energía alternativa es aquella que puede suplir a las energías o fuentes energéticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o fundamentalmente por su posibilidad de renovación. Según esta definición, algunos autores incluyen la energía nuclear dentro de las energías alternativas, ya que generan muy pocos gases de efecto invernadero.”


Ahora si pasamos a la energía que nos interesa hoy y, como primera curiosidad debo deciros que antiguamente se usaba mucho pero tuvo un problema con los avances de la sociedad, me explico.

Esta energía eólica tuvo su “nacimiento” en Irán y China. Su aplicación para el bombeo de agua ya se conocía y se usaba 20 siglos antes de nuestra era.



Hasta la Edad Media, como consecuencia de las Cruzadas, no se introdujo en Europa, teniendo una vida intensa y materializada, sobre todo en las bombas eólicas holandesas, que permitieron desecar y poner en cultivo todas sus tierras bajas.


En países como España el viento se aplicó en la mayor medida a la molienda de grano. Esta agricultura avanzada fue realizada por la parte de nuestra ascendencia árabe.

Ya entrado el siglo XIX se produce un gran avance de la energía eólica aplicada al bombeo pero “gracias” a la generación del uso de los combustibles fósiles tuvo un duro golpe y, partiendo del mejor momento para la industria eólica sobre los años 30 entro en declive hasta 1973, año que se produjo la llamada 1º Crisis del Petróleo.

Esto produjo de nuevo el incremento en la utilización de las energías renovables, ironías de la vida, ¿no creéis? Esto da que pensar una vez más que el avance y la nueva tecnología no siempre es lo mejor.

Dicho esto paso a explicaros como funciona dicha energía renovable.

La energía eólica se basa principalmente en la energía cinética del aire, la cual posee el viento gracias a la masa de aire en movimiento. No hay más misterio para esta clase de energía.

Sin embargo, la energía que se puede obtener del viento depende en gran medida del área útil que tiene el aerogenerador y de la velocidad del viento, por supuesto.


No obstante, toda la potencia del viento no se puede conseguir, ya que la velocidad del viento, una vez que atraviesa la superficie captora, no es nula, ya que el aire para conseguir esto debería estar parado detrás del aerogenerador, cosa que no lo está.

Por este motivo, la potencia que se obtiene con un aerogenerador con un rendimiento del 100%, sería del 59,3% de la potencia total del viento, ya que este es el máximo o el límite de Betz, llamado así por quien descubrió esta teoría.

A pesar de esto, cada aerogenerador tiene un rendimiento, puesto que, en un aerogenerador para producir energía eléctrica, por ejemplo, hay diferentes elementos como:

  • El rotor o turbina que capta la energía del viento
  • El multiplicador que se encarga de adaptar la velocidad de giro del rotor a la óptima del generador, ya que el rotor gira más lento que el generador eléctrico.
  •  El generador que convierte la energía mecánica de la rotación del eje en energía eléctrica
Todos estos elementos tienen a su vez su propio rendimiento y por tanto, el rendimiento total del aerogenerador será la multiplicación de los diferentes rendimientos.


¿Qué tipo de maquinas eólicas existen?

Básicamente, las máquinas o molinos eólicos, independientemente de sus aplicaciones, se dividen en máquinas de eje horizontal y máquinas de eje vertical.

Máquinas de eje vertical

En este tipo de máquinas el eje de giro del rotor es vertical. Un ejemplo de ellas son las primeras que se utilizaron en China hace 2500 años y que eran parecidas a un anemómetro de cazoletas.

Las máquinas de eje vertical se dividen en 2 grupos: las de accionamiento por resistencia al aire y las de accionamiento por sustentación en el aire.

Las primeras, las de resistencia, son aquellas que funcionan oponiendo una resistencia al paso del aire como una vela de barco.

Tienen ciertas ventajas, ya que no hay riesgo de sobrepasar velocidades peligrosas para la máquina y son relativamente lentas. No necesitan orientarse al viento puesto que pueden actuar en cualquier dirección y son muy aptas para trabajos mecánicos que requieren lentitud y fuerza como moler o bombear.
El rendimiento de este tipo de máquinas suele oscilar entre el 10 y el 25% del total.

Aerogenerador doméstico de eje vertical / rotor Savonius helicoidal




En cambio las segundas máquinas, la de sustentación tienen un rendimiento que oscila entre el 35 y 55% del total. Estas utilizan rotores con perfiles aerodinámicos y utilizan las propiedades del aire como fluido, para que produzca una fuerza en el rotor.

Esta fuerza se produce porque el aire que circula por una cara del rotor lo más lentamente que por la otra, lo que provoca una fuerza de sustentación (absorción) que es transmitida al rotor.

Rotor Darrieus

Máquinas de eje horizontal

¿Adivináis por qué se llaman así? Claro que si, este tipo de máquinas tienen el giro de eje de la hélice horizontal, en toda la medida de lo posible, respecto al suelo.

Son de este tipo los molinos tradicionales europeos, como el molino manchego, el holandés o el cretense, muy extendido por el Mediterráneo. Aptos para trabajos mecánicos.

Todos los molinos de eje horizontal necesitan enfrentarse al viento, para que éste incida perpendicularmente al plano de la hélice.

Lo más sencillo para solucionar esto es colocar una veleta o timón detrás, de modo que la hélice permanezca siempre encarada al viento, aunque los molinos grandes utilizan otros procedimientos.
Su rendimiento oscila entre el 30 y el 45% del total.

Tipo de rotores de eje horizontal


¿Para qué se utiliza la energía eólica?

Principalmente los 2 usos que se le da son la producción de electricidad y el bombeo de agua.

Para la producción de electricidad se utilizan turbinas eólicas rápidas, generalmente tripalas.

Tienen velocidades en las puntas de las palas del orden de 8 a 10 veces la velocidad del viento, y en estas condiciones obtienen su mayor rendimiento.

Su inconveniente principal estriba en que necesitan velocidades de viento altas, de tal manera que su arranque no se puede producir por debajo de 5m/s, pudiendo funcionar con vientos de hasta 25m/s.

Para el bombeo de agua sin embargo, se utilizan generadores eólicos lentos, derivados de la rueda americana, cuyo rotor o turbina puede fabricarse en diámetros prácticos de entre 1 y 7 m, el número de palas en éstas es muy elevado, entre 12 y 48 y la velocidad del extremo de éstas es del orden de la velocidad del viento.

Pueden arrancar con vientos de 2,5 m/s y, dada su relativa fragilidad, deben bloquearse cuando estos alcancen los 10 m/s.


Por último quiero contaros las ventajas y los inconvenientes de la energía eólica.

Las ventajas de esta energía renovable son:
  • Esta distribuida por todo el planeta, por lo que no necesitan redes de distribución.
  • Es renovable e inagotable, creo que no hace falta decirlo porque de otro modo no escribiría este post dirigido a ella pero es así, es una ventaja que no hay que pasar por alto.
  • No es contaminante, no produce CO2, mareas negras, lluvias ácidas o residuos.
  • Para pequeñas instalaciones su tecnología es sencilla y poco intensiva en capital. Lo que garantiza una gran autonomía al usuario y la generación de empleo
  • Los costes de mantenimiento son muy bajos para pequeñas instalaciones, dada la facilidad de realizarlo y la vida de este tipo de instalaciones, que suelen funcionar sin averías durante 20 o 30 años. Por lo que esta energía es prácticamente “gratuita”, una vez amortizados los costes de instalación.
  • Es una de las fuentes de energía más competitivas, desde el punto de vista económico.

Sin embargo, sus desventajas son:
  • Su nivel de producción depende de las condiciones atmosféricas.
  • No todos los emplazamientos son igualmente adecuados para su instalación.
  • El impacto ambiental de las instalaciones no es nulo, ya que son visibles en zonas de interés paisajístico,
  • Con la instalación de aerogeneradores cada vez de mayor tamaño hasta llegar a los aerogeneradores comerciales de potencia unitaria superior a 1MW se han alcanzado tamaños próximos al límite ecológico. El principal impacto se produce a la hora de instalar los aerogeneradores, ya que su enorme tamaño obliga a realizar grandes obras de acceso para que los grandes transportes puedan llevar las piezas del aerogenerador y tengan acceso las enormes grúas necesarias para su instalación.Esto produce enormes desmontes, ocupación del territorio y daños en el medioambiente que hacen cuestionables este tipo de instalaciones.
  • El ruido producido por el giro del rotor es muy negativo, pero su efecto no es más acusado que el generado por una instalación de tipo industrial de similar entidad, y siempre que estemos próximos a los molinos.
  • Aunque son muy poco habituales se pueden producir impactos de las aves con las palas de los aerogeneradores. Por lo que es especialmente importante no situarlos en lugares habituales de paso de aves.


Con esto me despido de vosotros hasta la siguiente semana, espero que os haya gustado y hayáis aprendido algo nuevo, aunque sea un poquito.

Abrazos a todos y que paséis un buen fin de semana.


Todo lo que os explico son mis conocimientos adquiridos en el curso de Energías Renovables y en la Universidad de Jáen.

8 comentarios :

  1. Sopesando las ventajas y desventajas de esta energía renovable, causa menos impacto ambiental, muy interesante información.
    Feliz fin de semana Daniel.

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    1. Como siempre Alejandra es un placer.
      Me alegra mucho de que os guste y que os interese el artículo

      Buen fin de semana para ti también

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    2. Muchas gracias por enseñarnos, obviamente es una energía limpia pero los que la explotan pasan de impactos ambientales, me temo que ante la posibilidad de ganar un euro más que le den al paisaje y a las aves. En cuanto a estas, ya esta inventado desde hace años el aerogenerador que detecta aves y se para, pero.., no van a gastar dinero en ello.
      Un saludo.

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    3. Gracias a ti por dedicar parte de tu tiempo en leerme

      Dudo mucho que hagan lo que estas comentando porque aparte de que no van a gastar ni un céntimo, el mecanismo que le tendrían que instalar hará que disminuya el rendimiento del aerogenerador, te lo estoy diciendo desde mi perspectiva, en realidad no estoy al corriente sobre ese proyecto pero si se tiene que ir parando y arrancando cada vez que pase un ave no generara energía suficiente para la demanda energética.

      Esta muy bien pensado pero no creo que lo pongan en marcha por esta razón, en todo caso veo más factible que pongan luces o algún tipo de ruido molesto para que las aves no quieran pasar por la zona.

      Saludos

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  2. La energia eolica es una fuente de energia renovable muy importante e innovadora, que disminuye la produccion del CO2 que normalmente se producen en la industria electrica y que la sociedad colabora tambien, esta tipo d energia limpia junto con las demas existentes es el requerido en estos tiempos , abria que hacer de su uso en proyectos, como las creaciones de parques en zonas costeras donde el viento es aun mayor, sin duda es de gran importancia su conocimiento .

    saludos

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    1. Se deberían de hacer muchas cosas por el bien de planeta a la vez que el nuestro, por fortuna esta energía es la que más influencia tiene en España.

      Se debería ganar también en Energía Solar que tenemos unos de los niveles de insolación más altos de Europa.

      Saludos

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  3. Es genial, incluso uno hasta puede hacer una especie de grupos electrogenos alternativos, al menos para lo basico.

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    1. Gracias! si, se pueden hacer muchas cosas con estas energías, sólo hace falta innovar.

      Un saludo!

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