Energia Eolica

Introducción

El uso de combustibles fósiles como fuente de energía presenta dos problemas evidentes en la actualidad. Por un lado, es no renovable y su agotamiento cercano es inevitable y por otra parte es innegable que la quema de dichos combustibles es altamente contaminante. Es debido a esto que se han planteado tipos de energías alternativas, las cuales se clasifican en renovables o nucleares.

La energía eólica es un tipo de energía renovable cuya fuente es la fuerza del viento y es obtenida a través de aerogeneradores o turbinas de viento, infraestructuras que permiten la obtención de electricidad. En el siguiente trabajo analizaremos tanto la forma en la que se obtiene este tipo de energía, su sustentabilidad y costos e inversiones al desarrollarla como su desarrollo en Argentina y en el Mundo. Las ventajas y desventajas que la misma presenta también serán incluidas en un cuadro comparativo.

Energía Eólica

La energía eólica es una de las energías abundantes y renovables de la naturaleza. Proviene de la conversión de la energía cinética que traen las masas de aire en movimiento hacia energía mecánica y luego a energía eléctrica. Para conseguir esta conversión se utilizan máquinas llamadas aerogeneradores. Estos dispositivos, a través de una superficie aerodinámica expuesta al viento, producen trabajo mecánico en un eje. Existen variados diseños aerodinámicos para adaptar distintos tipos de aerogeneradores a las condiciones climáticas de cada zona.

Como recurso energético el viento es abundante, aunque también variable. Esto produce importantes fluctuaciones en la entrega de energía de los aerogeneradores. En la actualidad existen dos tipos de aplicaciones para la energía mecánica obtenida a partir del viento. Las instalaciones para la producción de electricidad y las instalaciones de bombeo de agua.

La energía contenida en el viento debe ser transformada, según sea la necesidad, en energía eléctrica, mecánica o térmica. Las posibilidades de uso de la energía eléctrica son infinitas. La energía mecánica obtenida del viento puede ser utilizada para el bombeo de agua o molienda de distintos productos. La energía térmica se consigue a partir de la energía eólica puede ser usada para generar frío o calor, para procesos industriales.

Obtención

Para llevar adelante estas transformaciones se utilizan distintos tipos de máquinas. Generalmente no se requieren grandes velocidades de viento para producir energía. En la mayoría de los casos los equipos están diseñados para comenzar a generar energía con velocidades del viento de unos 15 km/h y entregan su potencia máxima a una velocidad del orden de los 40 a 55 km/h. Este diseño responde a estadísticas climáticas imperantes en cada zona de instalación. En caso de temporales o grandes ráfagas de viento, los aerogeneradores disponen de sistemas de protección que los sacan de servicio cuando la velocidad del viento supera los 90km/h.

Existen diferentes tipos de aerogeneradores dependiendo de la utilización de la energía mecánica obtenida. Entre ellos se encuentran:

Molinos

En el caso de la extracción o bombeo de agua existe un tipo de máquina llamada molino. El movimiento del rotor de los molinos -expuestos al viento- mueve un sistema mecánico que extrae agua del subsuelo en zonas rurales. En nuestro país está muy extendido en uso de un tipo de molino llamado comúnmente molino americano multi-pala.

Además de Argentina, su uso está muy presente en Australia, Sudáfrica, Holanda y Dinamarca. Su condición de multi-pala lo hace adaptable a zonas de muy baja velocidad de viento, pudiendo comenzar a bombear agua con sólo una brisa.

Aerogeneradores

Estos equipos están especialmente diseñados para producir electricidad. Se fabrican máquinas comerciales de muy variados tamaños, desde muy bajas potencias 1 Kw hasta 2 o 3 Mw y, en la actualidad, ya están superando la etapa experimental los modelos de hasta 6 Mw de potencia.

A diferencia de los molinos, los aerogeneradores se caracterizan por tener pocas palas: de esta manera alcanzan a desarrollar una mayor eficiencia de transformación de la energía primaria contenida en el viento. Está conformado, básicamente, por dos elementos principales: por un lado, un rotor compuesto por un eje y la o las palas, que es accionado por el viento y, por el otro, un generador que se mueve por arrastre del rotor.

Los rotores de los aerogeneradores de potencia mediana en adelante (más de 50 Kw.) no desarrollan gran número de revoluciones, considerándose como normal 60 a 70 revoluciones por minuto. Teniendo en cuenta que los generadores eléctricos normalmente trabajan a unas 1.500 r.p.m. de promedio, es necesario intercalar una caja multiplicadora para adecuar las distintas velocidades de trabajo de estos dos elementos. En las máquinas pequeñas el generador suele ser un alternador conectado directamente al eje de rotación. Según sea la posición del eje de rotación, se puede diferenciar a los aerogeneradores en dos grandes grupos: de eje vertical y de eje horizontal. Ambas tecnologías tienen aspectos favorables y desfavorables.

Para la transformación de la energía cinética del viento en eléctrica sucede lo siguiente: la góndola gira alrededor de la torre para poder enfrentar al viento cuando está generando. Las aspas y el rotor giran por la energía cinética del viento que transmite su movimiento a una caja de engranajes. La caja de engranajes transforma la velocidad del eje del rotor en alta velocidad de rotación en el eje del generador eléctrico, y éste transforma esa energía en eléctrica.

Energía Eólica en el Mundo

La efectiva obtención de energía eólica se encuentra ligada indefectiblemente a la geografía. En Europa y otros países donde los espacios no son los más adecuados se instalan parques eólicos (serie de grandes molinos de aspas alargadas, con los que se consigue un aprovechamiento integral de la energía), que si bien son chicos y producen menor cantidad de energía, el valor y calidad de la misma que se produce no es menor.

En el 2012, los mayores productores en el mundo de energía eólica fueron

• Gansu Wind Farm - China - 5.160 MW

• Alta Wind Energy Center – Estados Unidos – 1.020 MW

• Jaisalmer Wind Park – India – 1.064 MW

• Roscoe Wind Farm – Estados Unidos – 782 MW

• Horse Hollow Wind Energy Center - Estados Unidos - 736 MW

Por otro lado, los parques eólicos más prometedores en fase de construcción son:

• Gansu Wind Farm – China – 20.000 MW

• Titan Wind Project – Estados Unidos – 5.050 MW

• Markbygden Wind Farm – Suecia – 4.000 MW

• Dobrogea Wind Farm – Rumania – 1.500 MW

• London Array Offshore Wind Farm – Inglaterra – 1.000 MW

• Aubanel Wind Project – México – 1.000 MW

• Silverton Wind Farm – Australia – 1.000 MW

Como podemos observar, China y Estados Unidos compiten actualmente por la posición líder en cuanto al uso de esta energía alternativa. El mercado europeo se encuentra encabezado por Alemania y el Reino Unido, con aportaciones impactantes de países tales como Suecia, Rumania, Italia y Polonia. La región de Oriente Medio y Norte de África cuenta con un proyecto de 50 MW en Túnez, y un primer parque eólico de gran tamaño en África subsahariana entrando en operación comercial en el año 2012. En cuanto a Latinoamérica, Brasil encabeza el mercado.

En sus estadísticas, el Consejo Mundial de Energía Eólica muestra una expansión continua de la industria, con un crecimiento de casi el 10%.

Energía Eólica en Argentina

Nuestro país cuenta en el sur de la provincia de Buenos Aires y en la región Patagónica con excelentes posibilidades de aprovechamiento de la energía del viento, con elevadas velocidades medias anuales para, las cuales, la captación de energía se hace notablemente conveniente. El principal dato de “cuánto viento aprovechable hay” sale de una función acumulada conocida con el nombre de Factor de Capacidad (FC) y el territorio argentino tiene factor de capacidad superior a 35%.

La experiencia mundial indica que con vientos medios superiores a 5 m/s es factible el uso del recurso eólico para la generación eléctrica. La Argentina tiene cerca del 70% de su territorio con vientos cuya velocidad media anual supera los 6 m/s. Sin embargo, la actual generación de energía eólica comprende en nuestro país el 0,1% del total de la energía eléctrica generada y una de las razones de ello es que las condiciones geográficas óptimas para el aprovechamiento del viento se dan en lugares alejados de zonas de consumo por lo cual, la misma resulta inviable.

Sin embargo, aunque no haya extensas granjas eólicas, se pueden encontrar generadores eólicos que presentan soluciones coyunturales en distintos puntos del país. Argentina cuenta con 15 parques eólicos operando. Casi todos los parques en operación abastecen a una red local cautiva de usuarios clientes de la cooperativa, como distribuidora local y vuelcan excedentes a la red. Además, hay un parque con una parte finalizada y otra en construcción (parque Arauco), que vuelca su energía directamente a la red. Los parques eólicos instalados son: Río Mayo (Chubut) , 3 parques eólicos en Comodoro Rivadavia (Chubut), Cutral Co (Neuquén), Pehuen Co (Buenos Aires), Pico Truncado (Santa Cruz), Tandil (Buenos Aires), Rada

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