El hombre siempre ha aprovechado la energía del viento. El primer molino del que tenemos referencias funcionó en el siglo VI antes de Cristo. Desde entonces, la tecnología eólica se ha ido diversificando y ha permitido bombear agua, moler grano y, en la actualidad, generar electricidad. Los últimos avances permiten aprovechar mejor el viento y, en consecuencia, producir más energía y reducir su coste. La energía eólica es hoy el sector energético con un crecimiento más rápido en todo el mundo.
Los aerogeneradores tienen una vida útil de entre 20 y 25 años de media. Pasado este período, se pueden sustituir los aerogeneradores antiguos o bien desmantelar el parque. Los aerogeneradores viejos se pueden reutilizar para determinados usos o bien aprovecharse como chatarra. De este modo, la instalación de un parque eólico es completamente reversible.
Las energías renovables son vitales en nuestra lucha contra el cambio climático y tecnologías como la eólica pueden ayudar a construir un sistema de generación de energía sostenible para el futuro.
Los aerogeneradores producen electricidad aprovechando la energía natural del viento para impulsar un generador. El viento es una fuente de energía limpia, sostenible que nunca se agota, y la transformación de su energía cinética en energía eléctrica no produce emisiones.
Los aerogeneradores son la evolución natural de los molinos de viento y hoy en día sonaparatos de alta tecnología. La mayoría de turbinas genera electricidad desde que el viento logra una velocidad de entre 3 y 4 metros por segundo, genera una potencia máxima de 15 metros por segundo y se desconecta para prevenir daños cuando hay tormentas con vientos que soplan a velocidades medias superiores a 25 metros por segundo durante un intervalo temporal de 10 minutos.
Generar energía a partir del viento es simple: el viento pasa sobre las aspas del aerogenerador y provoca una fuerza giratoria. Las palas hacen rodar un eje que hay dentro de la góndola, que entra a una caja de cambios. La caja de cambios incrementa la velocidad de rotación del eje proveniente del rotor e impulsa el generador que utiliza campos magnéticos para convertir la energía rotacional en energía eléctrica.
La energía del generador, de 690 voltios, pasa por un transformador para adaptarla al voltaje necesario de la red de distribución, generalmente de entre 20 y 132 kilovoltios. Las redes regionales de distribución eléctrica reparten la energía por todo el país, tanto para hogares como negocios.
Tanto los aerogeneradores terrestres como los marinos tienen en la parte superior de la góndola dos instrumentos que miden la velocidad y la dirección del viento. Cuando el viento cambia de dirección, los motores giran la góndola y las palas se mueven con ella para ponerse de cara al viento. Las aspas también se inclinan o se ponen en ángulo para asegurar que se extrae la cantidad óptima de energía a partir del viento.
Toda esta información queda grabada en los ordenadores y se transmite a un centro de control. En los parques eólicos, que son agrupaciones de más de un aerogenerador, hay entre 0 y 6 personas trabajando físicamente, en función de la cantidad de aerogeneradores. Cada aerogenerador es revisado periódicamente. Los ordenadores controlan los diferentes componentes de la turbina y, si detectan un problema, hacen que la turbina deje de funcionar y alertan a un técnico o ingeniero para que la revise.
El mar abre nuevas aportunidades para la energía eólica, sobretodo porque el viento circula a velocidades muy elevadas i las economías de escala permiten la instalación de turbinas de tamaño superior. La tecnología de las turbinas eólicas de los parques marinos se basa en los mismos principios que la de los terrestres. Se construyen bases de hormigón para sostener la estructura de las turbinas, que puede ser de diversos diseños. La parte superior de esta base se pinta de un color brillante para hacerla visible a los barcos, y incluye una plataforma de acceso para facilitar el matenimiento de los equipos. Cables submarinos llevan la energía a un transformador que la convierte a alto voltage (habitualmente, entre 33 y 132 kv) antes de llevarla a la red de distribución.
A pequeña escala, determinados modelos de aerogenerador pueden instalarse en los hogares o hacer posibles pequeños proyectos alimentados con energía eólica. Estas máquinas pueden ser autónomas o estar conectadas a la red de distribución.
Los sistemas autónomos se utilizan para generar electricidad que permite cargar unas baterías. Estas baterías permiten accionar pequeñas aplicaciones eléctricas, a menudo en sitios alejados donde resulta caro o físicamente imposible conectarse a la fuente principal de suministro energético. Es el caso de granjas rurales o pequeñas islas, que pueden recorrer a los aerogeneradores para calentar o bombear agua, electrificar el cerrado de los rebaños, encender las luces o accionar pequeños sistemas electrónicos para controlar equipamientos.
La generación de electricidad con el recurso del viento a menudo se describe como "intermitente", ya que el viento no sopla de forma continuada. Un aerogenerador individual genera electricidad durante el 70-85% del tiempo con una producción eléctrica que varía según la velocidad del viento en cada momento.
Para garantizar un suministro continuado, se tiene que conseguir un equilibrio segundo a segundo entre la generación de energía y la demanda. El sistema eléctrico está diseñado para hacer frente a las diferencias entre la demanda de energía y el suministro. Con todo, ninguna unidad de producción eléctrica es totalmente fiable y la demanda también es incierta. Por esto, se establecen reservas que tienen en cuenta las estadísticas de variaciones previstas durante el tiempo. La variabilidad de la generación de energía eólica es una más de las variaciones que se tienen que tener presentes para establecer los niveles de reserva necesarios que permitan ajustar la generación de energía en función de la demanda.
La energía eólica contribuye a reducir la dependencia energética del Estado y, además, a cumplir los objetivos fijados por el protocolo de Kioto. Pero esto no es todo. A continuación se detallan algunos de los beneficios de la energía eólica por el entorno y la sociedad.
El viento es un recurso inagotable.
La energía eólica es limpia, no emite contaminantes atmosféricos, radiaciones ni residuos nucleares. Cada MW eólico instalado en Catalunya evita cada año la emisión en la atmósfera de 2.900 toneladas de dióxido de carbono –el principal gas de efecto invernadero–, de 75 toneladas de dióxido de azufre y de 1’5 toneladas de óxidos de nitrógeno, entre otros gases nocivos.
Un parque eólico es reversible al 100%, es fácil de desmantelar y la zona se puede recuperar rápidamente. Además, los componentes y materiales (el acero, la fibra de vidrio) se pueden reciclar.
Más de un tercio de todas las especies migratorias, incluidas las aves, pueden extinguirse si la temperatura de la Tierra aumenta dos grados. La energía eólica contribuye a frenar este cambio climático.
Un parque eólico contribuye a mejorar la gestión medioambiental tanto de los espacios ocupados como de los adyacentes en permitir, por ejemplo, aumentar la vigilancia y prevención de incendios y mejorar la gestión forestal.
Impulsa la formación y la ocupación de jóvenes de la zona.
Para la emigración de la juventud más emprendedora y potencia una cultura innovadora.
Es compatible con otras actividades como el pastizal, la ganadería, la silvicultura, la agricultura, el turismo rural, las actividades de ocio y la cinegética.
La energía eólica crea directamente una cantidad apreciable de nuevos puestos de trabajo, entre dos y cinco veces más que las fuentes energéticas convencionales e incrementa la capacidad de generar puestos de trabajo indirectos.
Da la oportunidad de mejorar infraestructuras energéticas, de telecomunicaciones y los caminos rurales.
Incrementa el PIB local por transferencia de rentas. Se calcula una inversión de 3.700 millones de euros dispersa en el territorio de Catalunya y una transferencia de renta de más de 16 millones de euros cada año con la implantación eólica en Catalunya según el ‘Pla de l’Energia’.
Puede devenir una oportunidad de diversificación de ingresos por el mundo rural.
La energía eólica reduce la dependencia energética porque es una energía autóctona. No hace falta importarla.
Internaliza todos los costes en que incurre, no siendo así en ninguna de las tecnologías no renovables.
Permite el ahorro en la compra de combustibles y de derechos de emisión.
En energía eólica somos líderes en el mundo, exportamos tecnología y nos instalamos en países como China o Estados Unidos.
En un año diez molinos de viento de última generación generan el equivalente al consumo eléctrico anual de 19.000 hogares.
Un millar de MW de potencia eólica equivalen a ahorrar casi 500.000 toneladas de petróleo al año.
Cada MW eólico instalado en Catalunya evita cada año la emisión en la atmósfera de 2.900 toneladas de dióxido de carbono –el principal gas de efecto invernadero–, de 75 toneladas de dióxido de azufre y de 1’5 toneladas de óxidos de nitrógeno, entre otros gases contaminantes.
Al 2015 Catalunya producirá con eólica el equivalente a la energía necesaria per iluminar sus calles durante 13 años.
Con la energía eólica que se generará en Catalunya el 2015 se ahorrará el petróleo equivalente a la carga de 10 barcos como el ‘Prestige’.
Un molino de viento evita la emisión de 6.375 toneladas anuales de CO2.
Paisaje. Los aerogeneradores son elementos visibles, aunque el aspecto de un molino de viento y de un parque eólico es algo subjetivo.
Fauna. El impacto en aves o murciélagos es bajo en comparación con otras actividades humanas (choques en edificios de fachada de cristal, aviones, etc.)
Impacto acústico. El nivel de ruido de un aerogenerador a 400 metros es de 37dBA (entre el de un microondas y de una nevera). A esta distancia el zumbido del aerogenerador en funcionamiento no se puede discernir del entorno.
Intermitencia. Aunque el viento no es un recurso constante, los modernos programas de previsión permiten conocer con suficiente antelación cuando hará viento, para permitir al operador del sistema eléctrico desconectar o conectar otras centrales generadoras de electricidad.
La cantidad de electricidad producida a partir de un aerogenerador depende de varios factores :
1. La velocidad del viento.
El potencial eólico se calcula en función de la distribución de la velocidad del viento. Si el viento sopla al doble de velocidad, generará ocho veces más energía. Los aerogeneradores situados en sitios donde las medias de velocidad del viento son de 8 metros por segundo en la altura del eje del rotor producen entre el 75 y el 100% más de electricidad que aquellas donde el viento sopla a una media de 6 metros por segundo.
2. El diámetro del rotor.
El diámetro del rotor determina la denominada "área barrida" que es la superficie virtual que dibuja el rotor perpendicularmente al flujo del viento. Un incremento de diámetro de rotor significa un incremento del área barrida y, por lo tanto, un incremento en la captura de la fuerza del viento.
3. La disponibilidad del aerogenerador.
Nos referimos a la capacidad de funcionamiento del aerogenerador, es decir, cuando la máquina no está parada por las operaciones de mantenimiento. Los aerogeneradores europeos modernos tienen una disponibilidad media superior al 98%, lo que significa que sólo necesitan 7 días naturales para ejecutar las operaciones de control de averías y de mantenimiento.
4. La forma como están colocados los aerogeneradores.
Los parques eólicos están instalados de forma que ningún aerogenerador impida que llegue viento a otro. Aun así, otros factores, como consideraciones ambientales, el impacto visual o las necesidades de conexión a la red de distribución a menudo tienen prioridad sobre el trazado óptimo para captar el viento.