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Energías Renovables¿En qué se basa la energía eólica? Características y funcionamiento

¿En qué se basa la energía eólica? Características y funcionamiento

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    La energía eólica se basa en el uso de una energía renovable como el viento para producir electricidad. El viento al entrar en contacto con las turbinas se convierte en energía cinética la cual puede ser transformada en energía eléctrica con el uso de los aerogeneradores, estas infraestructuras cuentan con aspas que se conectan a un rotor y logran girar gracias a las corrientes de aire que producen dicha energía con el soporte de una turbina.

    Estas grandes infraestructuras llamada aerogeneradores son las que forman parte de las que llegan a ser instaladas en tierra firme o en el mar, el uso de este tipo de recurso para generar esta energía es a partir de fuentes naturales renovables, este tipo de energía se conoce también como energía limpia o verde.

    A pesar de ser una fuente natural que se encuentra de forma infinita e inagotable en la naturaleza es intermitente, siempre dependerá de las condiciones climatológicas y de la zona en la cual se encuentra ubicada. Cabe destacar, que los vientos son causados a raíz del calentamiento disparejo que se presente en la superficie de la tierra  debido a los rayos solares. Un pequeño porcentaje de la energía que emite el sol se convierte en viento.

    La energía eólica es una de las energías utilizadas alrededor del mundo con mayor antigüedad, los molinos de viento se encuentran presentes desde la edad media, el viento            ha logrado mover barcos de vela y ha permitido el movimiento de las máquinas para los molinos.

    A partir del siglo XX  logra desarrollarse  y experimentar un gran crecimiento,  es Alemania el que encabeza la producción de energías renovables en toda Europa, seguido de Dinamarca y España. Estados Unidos también posee una gran infraestructura y en el caso de  Latinoamérica se encuentra Chile, Brasil y Argentina.

    Características principales de la energía eólica

    Las principales características de la energía eólica son las siguientes:

    • La energía eólica necesita el uso de un aerogenerador para lograr transformar la energía cinética en energía eléctrica.
    • La energía eólica es capaz de desarrollarse sin producir ningún tipo de sustancia tóxica o agente contaminante al medio ambiente.
    • Este tipo de energía se produce desde un parque Eólico, el cual distribuye a todas las redes eléctricas la demanda energética existente.
    • La energía eólica es una de las principales fuentes de energía renovable alrededor del mundo, además puede encontrarse de forma perdurable e ilimitada debido a que las masas de aire se desplaza a lo largo de toda la superficie terrestre.
    • La energía eólica hace uso de dos tipos de métodos de producción, uno de ellos son los molinos de viento y el otro son los aerogeneradores, los cuales son los que transforman la energía cinética en electricidad.
    • Al ser un tipo de energía renovable esta tiende  a restaurarse constantemente, derivada de procesos que emiten el sol. Se ha comprobado que en las zonas marítimas los vientos tienden a ser más fuertes y constantes, de allí que en la actualidad se estén formando la gran mayoría de los parques eólicos en estas zonas.
    • Para lograr generar electricidad a partir de la energía cinética no se necesita de ningún tipo de combustión, es así como no produce CO2, dióxido de carbono o cualquier tipo de residuo contaminante que contribuye al cambio climático.
    • La instalación de los parques eólicos permite que se genere un gran número de vacantes laborales y mayor producción económica.
    • La rentabilidad de este tipo de enemiga es igual de competitiva que en comparación con otras tantas energías térmicas o de carbón.

    ¿Cómo es el funcionamiento de la energía eólica?

    El proceso mediante el cual se logra generar electricidad es bastante simple, solo debe ser instalado el Aerogenerador para lograr absorber todas las corrientes o masas de aire para lo que la turbina deberá girar las aspas, las cuales se encuentran conectadas a un rotor que al mismo tiempo se encuentra conectado a un multiplicador.

    Este dispositivo permite que la velocidad de giro aumente a grandes cantidades de revoluciones, allí se forma la energía cinética, la que con ayuda de un generador se transformará en energía eléctrica, la cual viaja por la torre hasta llegar a su base para proseguir a la subestación, elevando la tensión y dirigiéndose hacia las redes eléctricas para su distribución y aprovechamiento.

    Gracias a sus características la energía eólica es una de las más limpias y usadas en el mundo, es una fuente de generación eléctrica que es fundamental para los nuevos cambios de modelos energéticos. Es fundamental para mejorar la tecnología y permitir un desarrollo sostenible, logrando así un crecimiento económico y social.

    Ventajas de la energía eólica

    Entre las principales ventajas con las que cuenta el desarrollo de esta Energía se encuentra:

    Es posible aprovechar un recurso inagotable en la naturaleza

    El viento es una fuente de energía renovable, el cual se encuentra en la naturaleza, lo que indica que podrás contar con el mismo para producir energía, no posee fecha de vencimiento y además se encuentra disponible en muchas zonas geográficas alrededor del mundo.

    Los campos eólicos ocupan menos espacio

    La energía eólica para lograr producirse y acumularse necesita de un menor espacio que la en la producción de la energía solar, adicionalmente, al desinstalar los campos eólicos el terreno en el cual han funcionado puede volver a restaurarse.

    Esta energía no es contaminante

    Luego de la energía solar, este tipo de energía es mucho más limpia, no genera ningún tipo de contaminante o residuo que propicie un efecto dañino a la atmósfera. Gracias a que en su proceso de generación no debe realizar ningún tipo de combustión es así como no produce gases tóxicos.

    Un solo aerogenerador puede llegar a producir la energía similar a una gran cantidad de petróleo. Adicional a que las turbinas con las que cuentan los aerogeneradores tienen una vida útil de larga data.

    Cuenta con muy bajo costo

    En su fase de instalación los costos que generan las turbinas así como los aerogeneradores son realmente bajos. Sobre todo, cuando la zona geográfica cuenta con corrientes y más aire, mucho más elevadas que en el resto, en algunos casos se logra que la producción de este tipo de energía sea comparable con la producción del carbón o la energía nuclear.

    Es aplicable en otras actividades

    La energía eólica es totalmente aplicable en actividades como la ganadería y la agricultura, lo que permite que la economía en el lugar en el cual se instalen los parques eólicos no sean un motivo de interrupción para la actividad que se esté desarrollando, al contrario es una fuente para generar mayor riqueza.

     Desventajas de la energía eólica

    Así como cuenta con algunas ventajas la energía eólica también presenta algunas desventajas.

    Las corrientes de aire no se encuentran garantizadas

    La energía eólica depende completamente de las condiciones climatológicas del lugar por lo que el aprovechamiento del viento es realmente impredecible, sobre todo en aquellas zonas que son mucho más pequeñas, es por ello que las inversiones que se realizan en este tipo de instalaciones generalmente son a largo plazo.

    Es necesario conocer que los aerogeneradores solo trabajan con ráfagas de viento que se encuentran entre los 10 km/h y los 40 km/h, cuando la velocidad del viento es menor no resulta hacer la instalación, cuando la velocidad del viento son mayores pueden llegar a suponer un enorme riesgo para las infraestructuras.                    

    Este tipo de Energía no se logra almacenar

    La energía eólica es continua lo que quiere decir que no puede almacenarse al momento de la producción, debe ser consumida de forma inmediata, esto provoca que la energía producida a partir del viento debe ser colocada en conjunto con otro tipo de energía, como es el caso de la energía solar que está  si  permite su almacenamiento.

    Impacto visual

    Los parques eólicos poseen un gran impacto visual debido al gran tamaño que poseen sus torres y turbinas las cuales pueden llegar a alcanzar entre los 50 y 80 metros, asimismo, las astas giratorias alcanzan una dimensión de 40 metros, adicionalmente, estas torres pueden generar un gran ruido, es por ello que comúnmente los parques eólicos son colocados en zonas aisladas.

    Pueden afectar las migraciones de las aves

    Son de gran impacto negativo en la avifauna, lo que dependerá también del lugar geográfico en el cual sean instaladas, sobre todo en aquellas aves que transitan de noche, este factor se presenta debido a las aspas giratorias que pueden llegar a moverse a una velocidad que supera los 70 km/h. Las aves no logran reconocer este movimiento finalmente terminan chocando contra ellas.

    Algunos tecnicismos de la energía eólica

    La energía eólica presenta una dificultad la cual se basa en que cuando las condiciones climatológicas no son las más adecuadas, es recomendable el apoyo de una energía alternativa, para este caso es común que se haga uso de energías como la solar o hidroeléctrica.

    Se ha pretendido utilizar estas energías renovables en conjunto con energías convencionales, pero la producción de las mismas estas no logran producirse si no poseen una potencia que logre llevarlas a un nivel superior al 95%, de lo contrario no logran funcionar.   

    En cuanto al ámbito medioambiental, es común que la energía eólica sea combinada con las centrales térmicas, a pesar de las críticas hacia esta unión por las emisiones de dióxido de carbono, sin embargo, ningún tipo de energía puede cubrir enteramente la demanda y definitivamente el uso de las energías renovables reduce las emisiones de gases contaminantes.

    Así que finalmente, se deben tener en cuenta diferentes factores, desde el cuidado hacia las aves, así como, el impacto paisajístico que se genera al momento de realizar la instalación de los parques eólicos. Tomando en  consideración todos estos factores es necesario que la implementación de estas energías tenga en cuenta la precisión geográfica.

    Modos de explotación de la energía eólica

    Existen dos modos de explotación de Energía eólica que son fundamentales:

    • Modo de explotación industrial: basado en la instalación de grandes parqués eólicos lo cuales se conectan a las redes eléctricas para surtir la demanda de Energía.
    • Modo de explotación domestico: se realiza mediante la implementación de pequeñas turbinas eólicas que sean instaladas en casas de particulares.
    • Modo de explotación eólica en el mar: las corrientes del aire en las costas marinas son mucho más elevadas que en otras zonas  geográficas, cuando las turbinas son instaladas en estos lugares tienden a producir mucho más energía y su vida útil puede aumentar.

    Energía eólica en el mar

    Las condiciones del mar propician la instalación de sistemas de energía eólicas en el mismo, el mismo terreno propicia que sea mucho más fácil la obtención de los vientos, lo que permite que el mismo circule de forma más fluida en comparación a como lo hace en el medio terrestre. Mientras más existe separación de la costa los vientos se tornan más lentos.

    En las costas no existen turbulencias para los vientos, lo que facilita el trabajo del aerogenerador, serían mucho más eficientes en el mar que en la tierra y su vida útil aumentaría notablemente.

    Además, en el mar existe mucho más espacio para la colación de parques eólicos, lo que permite que se coloquen aerogeneradores con mayores dimensiones y mejor productividad. Uno de los países que lleva a cabo esta tarea es Irlanda, cuenta con el parque de Arklow Bank el cual proporciona 520 MW. Aunque, ya existen propuestas para ampliar estas instalaciones.

    En definitiva, colocar estos parques eólicos en el mar puede llevar a disminuir el impacto visual sobre el entorno en el cual son instalados, en tierra pueden llegar a generar mucho más ruido, por lo que en el mar las restricciones son inferiores.

    Este tipo de energía ha sido implementada también para lograr desalinizar las aguas marinas cuando las aguas limpias son insuficientes en muchas zonas geográficas. Esta es una de las grandes aplicaciones de este tipo de transformación.

    Desalinización de las aguas del mar mediante el uso de la energía eólica

    Se logra llevar a cabo mediante la implementación de la osmosis inversa, la energía eólica se ha convertido en el recurso renovable por excelencia para realizar este trabajo. Las instalaciones de osmosis inversa necesitan de gran generación de electricidad para poder funcionar, además necesitan que la misma sea constante.

    En algunos casos se hace la combinación de la energía eólica con algún tipo de energía basada en combustibles fósiles, de esta manera pueden ir alternándose sin necesidad de que no se produzca en ningún momento la producción de agua limpia. En otros casos se hace uso de los aerogeneradores con el propósito de bombear el agua y almacenarla para luego su posterior uso.

    Unos combinan la energía eólica con los combustibles fósiles de manera que nunca se vea afectado el proceso de desalinización. También se ha determinado que puede llevarse  a cabo esta tarea si se hacen los procedimientos desde las mismas instalaciones ya en el mar, con el uso de los aerogeneradores para bombear el agua a presión.

    Todas estas operaciones serian realmente efectivas sin necesidad de hacer uso de mecanismo que impacten de forma negativa el medio ambiente debido a que otros procesos de desalinización pueden llegar a generar un efecto contaminante.

    El valor de la energía eólica

    La inversión en las maquinarias usadas en la energía eólica es bastante alta inicialmente, aunque más adelante no representa un gasto excesivo ni desmedido. Es así como la energía eólica se posiciona como una de las energías en cuanto a costo más estable en comparación con otros tipos de energías que cuente con fuentes de energía renovables.

    Cuando ya las instalaciones eólicas se encuentran construidas la generación degasto es sumamente inferior, incluso con la implementación de nuevos dispositivos con mayores facilidades prácticamente el gasto se ha reducido a cero. Es así como se ha remediado la situación en cuanto a la inversión, han sido las innovaciones en los materiales los que han provocado una disminución en el gasto.

    Tanto el mantenimiento como la inversión inicial se han visto bastante reducida luego de la implementación de nuevos materiales de fabricación, así como, la necesidad de no ameritar de tanto personal para la manutención de los parques eólicos. Para mediados de los años 2000 los costos se habían reducido notablemente en comparación a los costos generados en inicios de los años 90. 

    Ha sido la introducción de los nuevos aerogeneradores lo que ha provocado una serie de rebajas en los precios iniciales. Asimismo, ha sido la generación de nuevos campos eólicos lo que ha provocado que exista una gran oferta en este tipo de instalaciones, agrandando la competencia y por ende facilitando el acceso a este tipo de construcciones.

    En definitiva la inversión inicial en este tipo de energías es la siguiente:

    • El precio del aerogenerador ronda entre el 60% y el 70% del costo global del sistema.
    • Una central eólica puede encontrarse en un valor de 1000 a 1500 euros por kW de potencia.
    • Adicionalmente se deben sumar los precios financieros.
    • Así como, los gastos en operaciones y mantenimientos.

    Retos futuros con la implementación de la Energía Eólica

    La energía eólica está considerada como una de las energías que funciona a partir de una fuente de energía natural renovable con una proyección tecnológica sin igual, que camina a la par de la energía hidroeléctrica. Se ha considerado su implementación en gran cantidad de  países con el objeto de propiciar mayores beneficios y un desarrollo sostenible.

    Es capaz de contribuir a diversificar el comercio energético y además contribuir a generar mayor independencia energética. Sin embargo, su gran impulso y la desvirtuación de los paisajes en los cuales se desarrolla plantean un problema para muchas sociedades. Aunque de igual manera, es aplicable en países en donde se desee disminuir el consumo de energías a partir de los combustibles fósiles.

    El futuro de la energía eólica es bastante prometedor, ya son muchos los proyectos y planes en camino para hacer crecer su consumo, en donde se busca de abastecerse solo a partir de este tipo de energías y generar en el mundo una mayor concientización sobre el uso de los recursos, así como, de los medios para producir la fuerte demanda energética a al que cada día el planeta se somete.

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