Los científicos e ingenieros están utilizando la energía del viento para generar electricidad. La energía eólica, o energía eólica, se crea mediante una turbina eólica.
Todo lo que se mueve tiene energía cinética, y los científicos e ingenieros están utilizando la energía cinética del viento para generar electricidad. La energía eólica, o energía eólica, se crea mediante una turbina eólica, un dispositivo que canaliza la fuerza del viento para generar electricidad.
El viento sopla las palas de la turbina, que están unidas a un rotor. Luego, el rotor hace girar un generador para generar electricidad. Hay dos tipos de aerogeneradores: los aerogeneradores de eje horizontal (HAWT) y los aerogeneradores de eje vertical (VAWT). Los HAWT son el tipo más común de turbina eólica. Suelen tener dos o tres palas largas y delgadas que parecen la hélice de un avión. Las aspas están colocadas de manera que miren directamente hacia el viento. Los VAWT tienen hojas curvas más cortas y anchas que se asemejan a las batidoras utilizadas en una batidora eléctrica.
Pequeñas turbinas eólicas individuales pueden producir 100 kilovatios de energía, suficiente para alimentar una casa. Las pequeñas turbinas eólicas también se utilizan en lugares como estaciones de bombeo de agua. Las turbinas eólicas un poco más grandes se asientan en torres que miden hasta 80 metros (260 pies) y tienen palas de rotor que se extienden aproximadamente 40 metros (130 pies) de largo. Estas turbinas pueden generar 1,8 megavatios de potencia. Se pueden encontrar turbinas eólicas aún más grandes ubicadas en torres que miden 240 metros (787 pies) de altura y tienen palas de rotor de más de 162 metros (531 pies) de largo. Estas grandes turbinas pueden generar entre 4,8 y 9,5 megavatios de potencia.
Una vez generada la electricidad, se puede utilizar, conectar a la red eléctrica o almacenar para uso futuro. El Departamento de Energía de los Estados Unidos está trabajando con los Laboratorios Nacionales para desarrollar y mejorar tecnologías, como baterías y energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo, para que puedan usarse para almacenar el exceso de energía eólica. Empresas como General Electric instalan baterías junto con sus turbinas eólicas para que, a medida que la electricidad se genera a partir de energía eólica, pueda almacenarse de inmediato.
Según el Servicio Geológico de Estados Unidos, hay 57.000 turbinas eólicas en Estados Unidos, tanto en tierra como en alta mar. Las turbinas eólicas pueden ser estructuras independientes o pueden agruparse en lo que se conoce como parque eólico. Mientras que una turbina puede generar suficiente electricidad para satisfacer las necesidades energéticas de un solo hogar, un parque eólico puede generar mucha más electricidad, suficiente para alimentar miles de hogares. Los parques eólicos suelen estar ubicados en la cima de una montaña o en un lugar ventoso para aprovechar los vientos naturales.
El parque eólico marino más grande del mundo se llama Walney Extension. Este parque eólico está ubicado en el Mar de Irlanda, aproximadamente a 19 kilómetros (11 millas) al oeste de la costa noroeste de Inglaterra. La extensión Walney cubre un área enorme de 149 kilómetros cuadrados (56 millas cuadradas), lo que hace que el parque eólico sea más grande que la ciudad de San Francisco, California, o la isla de Manhattan en Nueva York. La red de 87 turbinas eólicas tiene 195 metros (640 pies) de altura, lo que convierte a estas turbinas eólicas marinas en algunas de las turbinas eólicas más grandes del mundo. Walney Extension tiene potencial para generar 659 megavatios de energía, suficiente para abastecer de electricidad a 600.000 hogares en el Reino Unido.
La energía eólica ofrece muchas ventajas, lo que explica por qué es una de las fuentes de energía de más rápido crecimiento en el mundo. Para ampliar aún más las capacidades de la energía eólica y los beneficios comunitarios, los investigadores están trabajando para abordar los desafíos técnicos y socioeconómicos en apoyo de un futuro eléctrico descarbonizado.
Ventajas de la energía eólica
La energía eólica crea empleos bien remunerados. Hay más de 125.000 personas trabajando en la industria eólica de EE. UU. en los 50 estados, y ese número sigue creciendo. Según la Oficina de Estadísticas Laborales de EE. UU., los técnicos de servicio de turbinas eólicas son el trabajo de más rápido crecimiento en los EE. UU. de la década. Al ofrecer oportunidades profesionales que van desde el fabricante de palas hasta el administrador de activos, la industria eólica tiene el potencial de generar cientos de miles de empleos más para 2050.
La energía eólica es un recurso interno que permite el crecimiento económico de Estados Unidos. En 2022, las turbinas eólicas operativas en los 50 estados generaron más del 10% del total neto de la energía del país. Ese mismo año, las inversiones en nuevos proyectos eólicos agregaron 20 mil millones de dólares a la economía estadounidense.
La energía eólica es una fuente de energía limpia y renovable. Las turbinas eólicas aprovechan la energía del viento utilizando energía mecánica para hacer girar un generador y generar electricidad. El viento no sólo es un recurso abundante e inagotable, sino que también proporciona electricidad sin quemar combustible ni contaminar el aire. La energía eólica en Estados Unidos ayuda a evitar 336 millones de toneladas métricas de emisiones de dióxido de carbono al año, equivalente a las emisiones de 73 millones de automóviles.
La energía eólica beneficia a las comunidades locales. Los proyectos eólicos generan aproximadamente $2 mil millones en pagos de impuestos estatales y locales y pagos de arrendamiento de tierras cada año. Las comunidades que desarrollan la energía eólica pueden utilizar los ingresos adicionales para destinarlo a los presupuestos escolares, reducir la carga fiscal sobre los propietarios de viviendas y abordar proyectos de infraestructura local.
La energía eólica es rentable. Las turbinas eólicas terrestres a escala comercial proporcionan una de las fuentes de energía más baratas disponibles en la actualidad. Además, la competitividad de costos de la energía eólica continúa mejorando con los avances en la ciencia y la tecnología de la energía eólica.
Las turbinas eólicas funcionan en diferentes entornos. La generación de energía eólica encaja bien en entornos laborales agrícolas y de usos múltiples. La energía eólica se integra fácilmente en zonas rurales o remotas, como granjas y ranchos o comunidades costeras e insulares, donde a menudo se encuentran recursos eólicos de alta calidad.
Desafíos de la energía eólica
La energía eólica debe competir con otras fuentes de energía de bajo coste. Al comparar el costo de la energía asociada con las nuevas centrales eléctricas, los proyectos eólicos y solares son ahora más competitivos económicamente que las instalaciones de gas, geotérmicas, de carbón o nucleares. Sin embargo, los proyectos eólicos pueden no ser competitivos en términos de costos en algunos lugares que no tienen suficiente viento. La tecnología de próxima generación, las mejoras en la fabricación y una mejor comprensión de la física de las plantas eólicas pueden ayudar a reducir aún más los costos.
Los sitios eólicos ideales suelen estar en lugares remotos. Es necesario superar los desafíos de instalación para llevar la electricidad de los parques eólicos a las zonas urbanas, donde es necesaria para satisfacer la demanda. Actualizar la red de transmisión del país para conectar áreas con abundantes recursos eólicos con centros de población podría reducir significativamente los costos de expandir la energía eólica terrestre. Además, están mejorando las capacidades de transmisión de energía eólica marina y de interconexión de redes.
Las turbinas producen ruido y alteran la estética visual. Los parques eólicos tienen diferentes impactos en el medio ambiente en comparación con las plantas de energía convencionales, pero existen preocupaciones similares tanto por el ruido producido por las palas de las turbinas como por los impactos visuales en el paisaje.
Las plantas eólicas pueden afectar la vida silvestre local. Aunque los proyectos eólicos ocupan un lugar más bajo que otros desarrollos energéticos en términos de impactos sobre la vida silvestre, aún se necesita investigación para minimizar las interacciones entre el viento y la vida silvestre. Los avances en las tecnologías, la ubicación adecuada de las plantas eólicas y la investigación ambiental en curso están trabajando para reducir el impacto de las turbinas eólicas en la vida silvestre.
Desventajas de la energía eólica
La energía eólica tiene algunas desventajas en comparación con otras fuentes de energía renovable y combustibles fósiles. Una gran desventaja de la energía eólica es que, por muy avanzada que sea la tecnología, una turbina eólica nunca podrá tener una eficiencia superior al 59,3% según la Ley de Betz. La ley de Betz establece que el viento que pasa a través de las palas de una turbina eólica nunca puede capturarse con una eficiencia superior al 59,3% debido a las leyes físicas del movimiento de las parcelas de aire.
Otra desventaja de la energía eólica es que para proporcionar suficiente energía a algo que requiere una gran cantidad de electricidad, se necesita mucho espacio para construir turbinas eólicas. No, las turbinas eólicas no utilizan mucho espacio en el terreno real, lo que deja espacio para los animales de granja que pastan, pero un parque eólico con muchas turbinas grandes deja muy poco espacio para construir en el aire. Además, las turbinas eólicas necesitan un flujo laminar de viento limpio para funcionar de manera eficiente, por lo que construir cerca de las turbinas eólicas solo hará que las turbinas sean menos eficientes.
Otra gran desventaja de la energía eólica es que el flujo del viento puede ser muy impredecible y, sin un flujo constante, un generador de turbina eólica es inútil.
Impactos Negativos al Medio Ambiente:
Las palas de las turbinas eólicas pueden ser extremadamente peligrosas para las aves, especialmente las turbinas construidas cerca de áreas de patrones de vuelos migratorios.
Los aerogeneradores son muy susceptibles a sufrir daños por rayos debido a su forma alta y metálica, lo que, en muy pocos casos, puede resultar peligroso para los animales o personas cercanas.
Las turbinas eólicas también generan ruido y, cuando se construyen cerca de las viviendas, pueden suponer una molestia para las personas.
Las turbinas eólicas crean un parpadeo de sombras que puede resultar molesto para los residentes cercanos.
Rompiendo los mitos del impacto ambiental negativo de las turbinas eólicas:
Sí, las turbinas eólicas pueden ser peligrosas para las aves, pero en realidad matan muchas menos aves por año que los cristales de las ventanas. Hoy en día, las turbinas eólicas son mucho más avanzadas tecnológicamente y, de hecho, pueden girar más lentamente a ciertas velocidades del viento y aun así producir una amplia producción eléctrica.
Con los avances tecnológicos, las turbinas eólicas hoy en día producen un ruido similar al nivel de "ruido blanco" que uno escucharía en su propia casa a través de sus aparatos eléctricos o de gas.