En el mundo de las energías renovables destacan dos formas clave de generación: la energía solar y la energía eólica. Mientras que la energía solar transforma la radiación solar en energía eléctrica mediante paneles solares, la energía eólica se centra en aprovechar la fuerza del viento por medio de aerogeneradores. Estos dispositivos son esenciales para convertir la energía cinética del viento en energía eléctrica aprovechable.
Los aerogeneradores son complejos en su diseño y requieren estudios previos para garantizar que su instalación sea rentable y eficiente. Existen diversos tipos y tecnologías asociadas a los aerogeneradores, los cuales varían según su uso y capacidad de generación eléctrica. En este artículo conocerás en detalle todo lo relacionado con los aerogeneradores.
Características de un aerogenerador
Los aerogeneradores convierten la energía cinética del viento en energía eléctrica a través de las palas que giran gracias a la fuerza del viento. Estas palas pueden girar entre 13 y 20 revoluciones por minuto (rpm), dependiendo de la tecnología del aerogenerador y la velocidad del viento en cada momento. Los materiales de las palas también influyen en la velocidad de giro; las palas más ligeras tienden a girar más rápidamente.
Cuanta más velocidad adquieren las palas, mayor es la cantidad de energía que genera el aerogenerador, lo cual incrementa su eficiencia. Sin embargo, para poner en marcha el aparato en primer lugar, es necesario energía auxiliar. Una vez que se pone en funcionamiento, el viento se convierte en el único impulsor del giro de las palas.
Uno de los aspectos más destacados de los aerogeneradores es su larga vida útil, que supera los 25 años. Aunque los costos de instalación y el desembolso inicial pueden ser elevados, el largo tiempo operativo permite amortizar la inversión y generar beneficios económicos. Además, al tratarse de una energía limpia, contribuyen a la disminución de emisiones contaminantes y a la reducción del uso de combustibles fósiles.
El avance en la tecnología ha permitido no solo aumentar la vida útil de los aerogeneradores, sino también hacerlos más eficientes, facilitando su instalación en lugares más óptimos para maximizar la captación de energía eólica.
Funcionamiento
El proceso de transformación de energía en un aerogenerador se lleva a cabo en varias fases, cada una de ellas clave para convertir la energía del viento en electricidad:
- Orientación automática: El aerogenerador se orienta de forma automática para aprovechar al máximo la energía del viento. Esto es posible gracias a los datos registrados por la veleta y el anemómetro, que permiten a la barquilla girar en la dirección correcta.
- Giro de las palas: Cuando el viento alcanza una velocidad de aproximadamente 3,5 m/s, empieza a hacer girar las palas. Para optimizar la generación de energía, la velocidad ideal del viento es de 11 m/s. Si esta velocidad supera los 25 m/s, las palas se colocan en posición de bandera para evitar tensiones excesivas y frenar el sistema.
- Multiplicación: La rotación del rotor acciona un eje lento que aumenta su velocidad de 13 rpm a unas 1.500 rpm mediante una multiplicadora.
- Generación: La energía rotacional se transfiere al generador, donde se transforma en electricidad.
- Evacuación: La electricidad generada se transporta a través de la torre hasta la subestación, donde su tensión se eleva antes de ser inyectada en la red eléctrica para su distribución a los puntos de consumo.
- Monitorización: Este proceso asegura que el aerogenerador funcione correctamente. Los sistemas críticos están monitorizados permanentemente desde la subestación y el centro de control, lo que permite detectar y solucionar posibles incidencias rápidamente.
Tipos de aerogeneradores
Existen dos categorías principales de aerogeneradores, que se clasifican según el eje del rotor o la potencia que pueden suministrar.
Según el eje del rotor
Eje vertical
Este tipo de aerogenerador es omnidireccional y no requiere de sistemas de orientación, lo que facilita su instalación y mantenimiento. Además, sus componentes como el generador y la multiplicadora están a ras del suelo, lo que simplifica su construcción y reduce los costos. Sin embargo, su principal desventaja es que tienen menor eficiencia que los de eje horizontal y requieren sistemas externos para arrancar el giro de las palas.
Eje horizontal
Los aerogeneradores de eje horizontal son los más comunes y eficientes. Su diseño permite alcanzar mayores velocidades de rotación y, por lo tanto, requieren menos multiplicación de revoluciones. Además, al ser más altos, consiguen aprovechar mejor la energía del viento a grandes altitudes.
Según la potencia suministrada
En función de la potencia suministrada, los aerogeneradores se dividen en tres clases:
- Baja potencia: Ofrecen potencias de hasta 50 kW y se usan en aplicaciones como el bombeo de agua o el suministro de energía en áreas aisladas.
- Media potencia: Están en el rango de 150 kW y son utilizados para suministrar energía a la red en lugares rurales o aislados.
- Alta potencia: Proporcionan energía a escala comercial y su producción puede alcanzar hasta varios gigavatios.
Hoy en día, los equipos de alta potencia son los más utilizados en parques eólicos para producir electricidad de manera eficiente y económica, contribuyendo a la lucha contra el cambio climático.
El sector de las energías renovables sigue evolucionando, impulsado por la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar el impacto del cambio climático. Los aerogeneradores, en particular, han experimentado avances tecnológicos significativos, lo que les permite generar más electricidad y tener una vida útil más larga. Con esta información, comprenderás mejor cómo funcionan los aerogeneradores y su papel clave en el futuro de la energía limpia.