¿Cómo funciona la energía eólica?

Energia Eolica

La energía eólica es aquella energía cinética que se logra por medio de las corrientes de aire del viento. Hoy en día su uso se basa principalmente para generar electricidad por medio de aerogeneradores.

La energía generada por el viento está relacionada con la acción de las masas del aire que se desplazan desde zonas donde hay presión atmosférica elevada hasta las áreas cercanas con presión baja, con velocidades que se van distribuyendo a la inclinación que tenga la presión. Los vientos son creados gracias al calentamiento desnivelado que existe en la superficie de la tierra, motivo de la radiación de nuestra estrella madre, aproximadamente un 5% de la energía que proviene del Sol se convierte en viento. Durante las horas del día, las masas de aire en los lagos, mares y océanos se quedan con temperaturas más bajas en comparación con las zonas limítrofes que se ubican sobre las masas continentales. Algunos países atraen luz que proviene del Sol, por tal motivo el aire que se encuentra en la tierra, es capaz de difundir y crear aspecto ligero.

El aire pesado y frio que proviene de los lagos, mares y océanos se mueve para ocupar el espacio que dejo el aire caliente. Para poder darle uso a este tipo de energía, lo recomendable es que tenga una mínima velocidad, necesaria para que el aerogenerador funcione correctamente. Para poder usar la energía eólica es muy importante tener siempre en cuenta las alteraciones que existen en las horas diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos. También es necesario tener conocimiento de la velocidad máxima que puede alcanzar el viento. Normalmente se suele iniciar con 3m/s o 4 m/s que son el equivalente a 10km/h y 14,5km/h respectivamente.

La energía que emana el viento es utilizada con precisión a través de grandes aeromotores, con la finalidad de transformar la energía reutilizable de la energía eólica. Este sistema se denomina aerogenerador. Hoy en día, este tipo de electricidad se utiliza, primordialmente, para darle movimiento a los aerogeneradores. En estos la este tipo de energía le da movimiento al hélice y por medio de un sistema se impulsa el rotor de un generador, comúnmente un alternador, que es el responsable de generar la energía eléctrica. Para que este tipo de instalación tenga una buena rentabilidad, se agrupan en concentraciones la cual llevan el nombre de parques eólicos.

Las enormes palas del rotor en la parte delantera de un aerogenerador son la parte “turbina”. Las palas tienen una forma curvada especial, similar a las alas de un avión. Cuando el viento sopla a través de las alas de un avión, las mueve hacia arriba con una fuerza que llamamos elevación; cuando sopla a través de las palas de una turbina, las hace girar. El viento pierde parte de su energía cinética (energía de movimiento) y la turbina gana lo mismo. Como es de esperar, la cantidad de energía que produce una turbina es proporcional al área de barrido de las palas de sus rotores; en otras palabras, cuanto más largas sean las palas de los rotores, más energía generará una turbina. Obviamente, los vientos más rápidos también ayudan: si el viento sopla el doble de rápido, hay potencialmente ocho veces más energía disponible para que una turbina pueda cosechar. Esto se debe principalmente a que la energía del viento equivale al cubo de la velocidad.

El viento varía todo el tiempo, por lo que la electricidad producida por un solo aerogenerador también varía. La unión de muchos aerogeneradores en un gran parque, y la conexión de muchos parques eólicos en diferentes áreas a una red eléctrica nacional, produce un suministro mucho más estable en general.

Funciones de la energía eólica

El viento que es una especie de movimiento que tiene energía cinética, sopla las palas del rotor de turbinas.

Los rotores que giran alrededor, se encargan de capturar toda la energía cinética del viento, girando a través del mismo eje de transmisión. Aunque los bordes exteriores de las palas del rotor se mueven muy rápido, el eje central (eje de transmisión) está conectado a giros muy lentamente.

En la mayoría de las turbinas modernas grandes, las palas del rotor pueden girar en el eje en la parte delantera para que se encuentren con el viento en el mejor ángulo (o “inclinación”) para cosechar energía. En turbinas grandes, pequeños motores eléctricos o arietes hidráulicos giran las cuchillas de un lado a otro bajo un control electrónico preciso. En turbinas más pequeñas, el control de inclinación es a menudo completamente mecánico. Sin embargo, muchas turbinas tienen rotores fijos y ningún control de inclinación.

Dentro de la góndola (el cuerpo principal de la turbina que se encuentra en la parte superior de la torre y detrás de las aspas), la caja de engranajes convierte la rotación a baja velocidad del eje de transmisión (tal vez, 16 revoluciones por minuto, rpm) en alta velocidad (quizás, 1600 rpm) rotación lo suficientemente rápida como para impulsar el generador de manera eficiente.

El generador, en la caja de engranajes, rápidamente toma energía cinética a través deleje y la convierte rápidamente en energía eléctrica. Funcionando a su máxima capacidad, un generador de turbina típico de 2MW producirá 2 millones de vatios de potencia a unos 700 voltios.

La corriente eléctrica producida por el generador fluye a través de un cable que recorre el interior de la torre de la turbina.

Un transformador elevador convierte la electricidad a un voltaje aproximadamente 50 veces mayor para que pueda transmitirse de manera eficiente a la red eléctrica (edificios o comunidades cercanas). Si la electricidad fluye a la red, la subestación cercana la convierte en un voltaje aún más alto (130,000 voltios o más), que da servicio a muchas turbinas.

Los hogares disfrutan de energía limpia y ecológica: la turbina no ha producido emisiones de gases de efecto invernadero ni contaminación a medida que opera.

El viento sigue soplando más allá de la turbina, pero con menos velocidad y energía (por las razones que se explican a continuación) y más turbulencia (ya que la turbina ha interrumpido su flujo).