abril 21, 2021

#InteligenciaColectiva: Aerogeneradores, Lo que el #viento nos traerá

#InteligenciaColectiva: Aerogeneradores, Lo que el #viento nos traerá

 

Cuauhtémoc Valdiosera*

Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. La navegación a vela, los molinos de viento o de agua y las disposiciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son buenos ejemplos de ello.

 

Las fuentes de energía renovables son distintas a las de combustibles fósiles o centrales nucleares, debido a su diversidad y abundancia. Se considera que el Sol abastecerá estas fuentes de energía (radiación solar, viento, lluvia, etc.) durante los próximos cuatro mil millones de años.

Alrededor de un 80% de las necesidades de energía en las sociedades industriales occidentales se centran en torno a la calefacción, la climatización de los edificios y el transporte (coches, trenes, aviones).

Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones potenciales de la energía renovable se concentra en la producción de electricidad.

 

Las plantas de energía eólica

Trabajan sobre el principio de la fuerza aerodinámica. El golpe del viento en la lámina del rotor genera presión positiva por debajo del aspa, mientras que por encima de ella se genera presión negativa. Esta diferencia de presiones genera una fuerza de elevación, que las centrales modernas de energía eólica utilizan para su funcionamiento y, por lo tanto, para la producción de electricidad.

 

Vientos con potencia de grado 3, que son comunes sobre el Mar del Norte, en el sector meridional de América del Sur, en la isla australiana de Tasmania y en los Grandes Lagos en el norte de los Estados Unidos, así como también en otras áreas, son especialmente ventajosos para las plantas de energía eólica. Sólo sería necesario aprovechar estos vientos. Mediciones realizadas por investigadores de los Estados Unidos en 8.000 sitios, han demostrado que podrían satisfacerse las necesidades de electricidad de todo el mundo con energía eólica – sólo con la condición de utilizarla más eficazmente.

 

Las áreas convenientes para la instalación de grandes plantas de energía eólica son, sin embargo, escasas –por lo que se están depositando grandes esperanzas en las centrales de energía eólica que están siendo establecidas en el mar. Alrededor del mundo, se están instalando algunos parques eólicos costeros, como por ejemplo en Dinamarca, Suecia, Países Bajos, Alemania e Inglaterra. El hecho de que la producción de energía generada en el mar sea alrededor del 50% más alta, se debe a que, entre otros factores, la superficie del agua casi no ofrece áreas de fricción al viento.

 

Alrededor de un 1 a un 2 por ciento de la energía proveniente del sol es convertida en energía eólica. Esto supone una energía alrededor de 50 a 100 veces superior a la convertida en biomasa por todas las plantas de la tierra.

 

Existen varias ventajas competitivas de la energía eólica con respecto a otras opciones, como son:

  • Se reduce la dependencia de combustibles fósiles.
  • Los niveles de emisiones contaminantes, asociados al consumo de combustibles fósiles se reducen en forma proporcional a la generación con energía eólica.
  • Las tecnologías de la energía eólica se encuentran desarrolladas para competir con otras fuentes energéticas.
  • El tiempo de construcción es menor con respecto a otras opciones energéticas.
  • Al ser plantas modulares, son convenientes cuando se requiere  tiempo de respuesta de crecimiento rápido.

 

Un sistema conversor de energía eólica se compone de tres partes principales: (1) el rotor, que convierte la energía cinética del viento en un movimiento rotatorio en la flecha principal del sistema; (2) un sistema de transmisión, que acopla esta potencia mecánica de rotación de acuerdo con el tipo de aplicación. Aplicación para cada caso, es decir, si se trata de bombeo de agua el sistema se denomina aerobomba, si acciona un dispositivo mecánico se denomina aeromotor y si se trata de un generador eléctrico se denomina aerogenerador.

 

El rotor puede ser de eje horizontal o vertical, éste recupera, como máximo teórico, el 60% de la energía cinética del flujo de viento que lo acciona. Esta formado por las aspas y la maza central en donde se fijan éstas y se unen a la flecha principal; el rotor puede tener una o más aspas. Un rotor pequeño, de dos aspas, trabaja a 900 revoluciones por minuto (rpm), en tanto que uno grande, de tres aspas y 56 metros de diámetro, lo hace a 32 rpm. El rotor horizontal de tres aspas es el más usado en los aerogeneradores de potencia, para producir electricidad trifásica conectada a los sistemas eléctricos de las empresas suministradoras.

 

En los aerogeneradores de potencia

El sistema de control lo constituye un microprocesador que analiza y evalúa las condiciones de operación considerando rumbo y velocidad del viento; turbulencia y rachas; temperaturas en el generador, en la caja de transmisión y en los baleros de la flecha principal. Además, muestrea la presión y la temperatura de los sistemas hidráulicos de los frenos mecánicos de disco en la flecha; sus rpm, así como los voltajes y corrientes de salida del generador. Detecta vibraciones indebidas en el sistema, optando por las mejores condiciones para arrancar, parar, orientar el sistema al viento y enviar señales al operador de la central eoloeléctrica sobre la operación del mismo.

 

La torre que soporta al aerogenerador de eje horizontal es importante, ya que la potencia del viento es función del cubo de su velocidad y el viento sopla más fuerte entre mayor es la distancia más alto del suelo; por ello, el eje del rotor se sitúa por lo menos a 10 metros en aerogeneradores pequeños y hasta 50 o 60 metros del suelo, en las máquinas de 1000 kW. En un aerogenerador de 500 kW son típicas las torres de 40 metros, y estas pueden ser de dos tipos: La tubular, recomendada en áreas costeras, húmedas y salinas, y la estructural o reticular, propia de regiones secas y poca contaminación atmosférica, por ser más baratas y fáciles de levantar.

 

Cuando ya está resultando económica en las buenas localizaciones terrestres, la energía eólica está a punto de cruzar otra frontera: la frontera económica marcada por la línea de costa. Los investigadores y proyectistas están a punto de desafiar el saber convencional sobre tecnologías de generación de electricidad: la energía eólica en el mar está siendo rápidamente competitiva con las otras tecnologías de producción de energía.

 

La asimilación de una tecnología energética emergente corresponde a un proceso político social en el que la correlación de fuerzas se inclina hacia un cambio de paradigma, que hace posible la transición energética. La conciencia de la necesidad de diversificar los energéticos primarios para generación eléctrica, en un contexto de energías renovables, generación distribuida y administración de demanda, apenas empieza a permear en un medio donde las inercias son muy grandes. El sector eléctrico a escala mundial, es muy reticente a introducir cambios y ha sido a través de coacción gubernamental, modificando leyes y reglamentos, e incluso estableciendo sanciones, como se han podido inducir las transformaciones necesarias en el sector eléctrico.

 

*Estudioso del fenómeno de la inteligencia Colectiva. Artista  digital. Periodista tecnológico y analista geopolítico. Cuenta con una larga experiencia en el campo de la administración del conocimiento, la comunicación organizacional y el análisis geopolítico. Actualmente es el Director Ejecutivo del Centro de Estudios para el Desarrollo de la Inteligencia Colectiva ( CEDIC A.C.) Email: [email protected]
Fuente: energias-renovables.com//Foto: entrondesign

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