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    La energía eólica se basa en la utilización del viento como energía primaria. Este ha sido un recurso empleado desde tiempos remotos en diferentes partes del mundo y para diversos propósitos.

       Los conversores de Energía Eólica (ECEEs) pueden variar desde 1 metro a 100 metros de diámetro y su potencia puede ser desde 1KW hasta varios MW.

Se puede conectar en una red de suministro de energía.
Requieren solo una pequeña superficie para su funcionamiento.
Su uso no produce efectos nocivos en el medio ambiente.

    No toda la energía del viento es posible de ser transferida a la máquina eólica. La teoría del motor eólico de eje horizontal dice que en el caso más óptimo solo el 59% de la Energía cinética del viento puede ser convertida en Energía Mecánica de las palas.

Molino Eólico

La potencia extraíble del viento por un ECEEs es función de: 

El tamaño de la máquina.
En el caso de presentar una sección circular al viento, proporcional al cuadrado del diámetro del equipo.

    El factor más variable es la intensidad del viento que no solo presenta grandes contrastes geográficos sino que también es función cambiante del tiempo. Por ello si bien el viento está presente en forma casi permanente en toda la superficie de la tierra, solo en algunos lugares y solo parte del tiempo alcanza valores que permiten un aprovechamiento económico. 

    La variación del viento con la altura en los primeros metros del suelo de la atmósfera es una característica de mucha importancia práctica para el aprovechamiento energético del viento. La fricción del suelo frena la velocidad del viento, de los primeros metros se genera una capa límite en la que el proceso físico dominante es la transferencia de momento hacia el suelo. El perfil del viento en esa capa límite es muy pronunciado hasta los 30 metros, aumentado luego en forma gradual. 

    Por esto que expresamos antes los ECEEs deben instalarse tan alto como permitan los costos de las estructuras de sostén y en lo posible encima de los 30 metros.

Las turbinas eólicas pueden clasificarse según :  

La interacción de sus palas con el viento.
La orientación del eje de rotación con respecto al suelo.

Según la interacción de sus palas con el viento puede ser:

Por arrastre: El viento arrastra las palas forzando su rotación. Son de limitada eficiencia, pues la velocidad tangencial del extremo de la pala no puede ser mayor que la velocidad del viento.
Por sustentación: Usan la diferencia de presión generada por la acción del viento en el perfil de la pala, del mismo modo de lo que ocurre en las alas de los aviones. Por efecto del empuje producido por la diferencia de presión, los extremos de la pala se puede mover a mayor velocidad que la del viento.

Según la orientación de los ejes de rotación con respecto a la horizontal pueden ser:

De Eje Horizontal: El plano de rotación debe ser perpendicular al viento para captar la máxima energía.
De Eje Vertical: Acepta el viento en cualquier dirección con igual resultado y además puede alojar el generador cerca de la superficie pero es menos eficiente que la anterior.

Una turbina eólica consta de:

ANIMATED_30.GIF (1151 bytes) Un rotor
ANIMATED_30.GIF (1151 bytes) Un multiplicador de velocidad
ANIMATED_30.GIF (1151 bytes) Un sistema conversor de energía
ANIMATED_30.GIF (1151 bytes) Controles
ANIMATED_30.GIF (1151 bytes) Torre sostén

    La energía cinética del rotor puede ser usada como energía mecánica o convertida en energía térmica o eléctrica. Generalmente se hace esto último. 

    En instalaciones pequeñas, los generadores eólicos utilizados son generalmente dínamos de Corriente Continua o alternadores. 

Corte de un aerogenerador

    La producción de Corriente Continua en este tipo de escala es conveniente porque permite almacenamiento en acumuladores. Sin embargo, los alternadores, que generan en C.A., pueden usarse para corriente continua con un rectificador. 

    La ventaja del alternador es que además de tener mayor rendimiento, puede suministrar energía en un rango mucho más amplio de velocidad del viento. 

    Las turbinas eólicas que suministran energía a redes de Corriente alterna de frecuencia constante alimentadas también por otras fuentes de energía, giran a velocidad constante o casi constante, debido a la existencia de un par de sincronización que actúa sobre la máquina eléctrica, ya sea ésta alternador o máquina asincrónica del equipo eólico.

    Para controlar la velocidad de rotación a fin de asegurar una frecuencia cte. o para mantener la estabilidad del sistema con vientos muy fuertes, las turbinas eólicas usan varios métodos para no captar toda la potencia posible. 

    Estos métodos de control pueden basarse en la modificación de la eficiencia aerodinámica de las palas, como es el caso de la modificación del paso de las mismas.

    Otra alternativa es modificar el área de intercesión del viento, mediante el giro del plano de rotación de las palas o la modificación de la geometría del mismo (en el caso de la máquina de eje vertical). 

    También son utilizados sistemas de frenos mecánicos, hidráulicos, o magnético. Estos métodos son empleados solos o combinados y el sistema de control está computarizado. 

    Con velocidades del viento muy altas la estabilidad de las turbinas eólicas puede peligrar y por ello hay una velocidad de corte a partir de la cual por un dispositivo, se pliegan las palas y la máquina deja de producir energía.

    El espaciamiento entre los equipos debe ser aproximadamente 10 veces su diámetro debido a que recién a esa distancia se puede considerar despreciable las interferencias en el flujo del aire que produce una ECEEs. 


DESAFÍOS Y SOLUCIONES.

    La energía eólica es una de las opciones más importantes para la eliminación de contaminantes y emisiones que afectan la atmósfera y producen el calentamiento global. Una de las peores amenazas al medio ambiente global es el incremento de la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera , lo que produce un progresivo calentamiento del planeta , lo que ocasionara una profunda distorsión de los regímenes climáticos regionales entre otras consecuencias. El principal responsable de esta concentración de (CO2) es la quema de combustibles fósiles. La comunidad internacional ha adoptado el compromiso de eliminar progresivamente esta emisiones , esto implica , entre otras medidas , el reemplazo de hidrocarburos , desalentando su utilización y alentando el uso de opciones limpias y renovables .

    En los últimos 200 años la humanidad se ha vuelto altamente dependiente de los combustibles fósiles y la energía nuclear. Esta dependencia está ocasionando serios problemas ambientales y sociales : cambio climático , contaminación del aire , daños en la salud humana , distorsión de las economías nacionales y conflictos militares .

    Alrededor de 300 de los más prestigiosos científicos especializados en cuestiones climáticas globales han confirmado que la amplificación del denominado "efecto invernadero" es real. El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (PICC) de las Naciones Unidas viene advirtiendo desde 1990 , reiteradamente , que estamos enfrentando incrementos de temperaturas que no tienen precedentes en la historia humana .

    La temperatura global se incrementaría en unos 3 grados centígrados hacia el final del próximo siglo. Esto implicarán cambio en el patrón de lluvias en numerosas regiones , el derretimiento de grandes masas de hielo , particularmente en los polos , extensiones de tierra. El suministro de agua potable se tornará crítico , con consecuencias también en la agricultura y otras actividades productivas como la pesca. Se extenderán las fronteras de incidencia de diversas enfermedades y habrá un deterioro en la salud humana y muchas especies de flora y fauna desaparecerán al no poder adaptarse a tales cambios en sus ecosistemas naturales .

    Habrá una mayor virulencia en diversos fenómenos climáticos como huracanes en los trópicos y tormentas de viento en áreas templadas. Las tierras más productivas de Bangladesh se inundarán mientras que los países del Mediterráneo podrían enfrentar sequías y falta en el suministro de agua. Varios estados insulares del Pacífico podrían desaparecer .

    El PICC concluyó que debemos reducir las actuales emisiones de gases de invernadero al menos entre un 60-80 por ciento para estabilizar el clima mundial. En 1990 , el CO2 originado fundamentalmente por la quema de carbón, petróleo y gas - fue el responsable del 60% del calentamiento global. Cifra que probablemente se incremente. Greenpeace considera que el abandono de los combustibles fósiles y la energía nuclear es un imperativo ambiental y social.Greenpeace demostró que es técnica y económicamente posible eliminar el uso de los hidrocarburos y la energía nuclear en el próximo siglo con su estudio "Fósil Fuels in a Changing Climate". Pero los cambios deben comenzar ahora mismo.

Campo eólico


Balance Energético

Un estudio realizado en Dinamarca "Danish Windturbin Manufacturers Association", muestra que un generador eólico conectado a la red entregará la misma energía que se consumió en su producción en unos 3-4 meses. El estudio también demuestra que para el final de su vida útil, existe una ganancia neta de energía de su desarmado y reciclado de materiales.