Energía Eólica

Sistema de energía eólica

La energía eólica es una forma de energía solar, lo que significa que se origina en el Sol. El Sol calienta la atmósfera de forma desigual, de modo que la temperatura varía en distintos lugares. Esto impulsa corrientes de convección extremadamente fuertes en toda la atmósfera, que es lo que sentimos como viento. Las irregularidades de la superficie de la Tierra, así como su rotación, también contribuyen a estas corrientes de convección. Esto nos explica por qué la energía eólica es una fuente de energía renovable: porque la energía procede del sol, que siempre estará ahí (¡al menos durante la vida de la humanidad!).

El sol calienta diferentes partes de la atmósfera a diferentes temperaturas y esto da lugar a corrientes de convección - socráticas.

El diagrama anterior ilustra cómo se crean las corrientes de convección en la atmósfera terrestre por pasos:

• El aire más frío de la atmósfera desciende y cuando llega a los océanos se extiende, creando una brisa (viento).
• Sobre la tierra, se calienta y vuelve a subir y este aire ascendente ayuda a formar las nubes.
• Cuando el aire sigue subiendo, se enfría y el proceso vuelve a empezar.

Ésta es una explicación muy simplificada para que te hagas una idea general, y los demás factores mencionados anteriormente también contribuyen a la corriente de convección.

Diagrama de la energía eólica

¿Cómo utilizamos la energía cinética del viento y generamos electricidad? La forma más habitual es mediante turbinas eólicas, que utilizan la energía cinética del viento para generar electricidad.

Los aerogeneradores modernos suelen constar de tres palas sostenidas en el aire por una torre de acero, wikipedia.

Los aerogeneradores suelen consistir en tres palas montadas en lo alto de una torre de acero, como se muestra en la imagen superior. La parte superior del aerogenerador suele ser más de$100\mathrm{ft}$alta, donde la velocidad del viento es mayor que en las zonas más cercanas al suelo. Las palas de un aerogenerador giran de forma muy parecida a como un avión se mantiene en el aire. Esto es por un efecto llamado sustentación. Cuando el viento sopla sobre el lado curvo de la pala de una turbina, se forma una bolsa de aire a baja presión en ese lado. El efecto combinado de baja presión de las bolsas de aire de cada pala crea un par que las hace girar. Las palas también giran debido a la fuerza del viento contra las caras planas, pero se trata de un efecto mucho más débil que la sustentación.

Las palas de un aerogenerador están curvadas y el flujo de aire sobre ellas produce una sustentación. La forma es similar a la de un avión, alternative-energy-tutorials.

Las palas de un aerogenerador están conectadas a un eje de transmisión que, a su vez, está conectado a un generador. Cuando las palas giran, el eje de transmisión gira y también lo hace el generador, con lo que se produce electricidad. Esto se ilustra en el diagrama siguiente.

Ejemplos de energía eólica

Utilizamos la energía cinética del viento para muchos fines, además de para generar electricidad. De hecho, ¡el ser humano lleva miles de años aprovechando la energía del viento para viajar en barco!

Navegando a vela

Los barcos de vela utilizan la energía cinética de las moléculas de aire en movimiento del viento para avanzar: la energía del viento se convierte en energía cinética del barco. Te habrás dado cuenta de que cuando los veleros se mueven por el agua, sus velas siempre están curvadas. Las velas están hechas de un material flexible que adopta esta forma cuando el viento las infla. Esta forma curvada significa que, además de ser empujado por la presión del viento sobre la vela, el barco también es propulsado hacia delante por efecto de la sustentación, igual que las palas de una turbina eólica. Este efecto también permite a las embarcaciones desplazarse perpendicularmente a la dirección del viento.

Las velas de un velero utilizan el viento para mover el barco, wikipedia.

Bombeo de agua

La energía eólica se utilizaba tradicionalmente para bombear agua a través de molinos de viento, que son similares a las turbinas eólicas. Esta agua se utilizaba luego para abrevar el ganado y para el riego. A continuación se muestra un molino de viento, que tiene aspas como una turbina, pero mucho más anchas. Esto se debe a que están mucho más cerca del suelo, donde el viento es más lento, y necesitan captar la mayor cantidad de viento posible.

Los molinos de viento tienen aspas más anchas y están más cerca del suelo que las turbinas eólicas, pixels.

Ventajas de la energía eólica

Utilizar la energía eólica en lugar de otros recursos energéticos no renovables tiene muchas ventajas.

Sostenibilidad

Como ya se ha dicho, la energía eólica es una fuente de energía renovable porque procede del Sol. Esto significa que nunca se agotará, por lo que podemos seguir utilizándola para siempre. Los recursos no renovables, como los combustibles fósiles, son recursos finitos que acabarán agotándose. Es vital que pasemos a utilizar más fuentes renovables, como la energía eólica, antes de que esto se convierta en un gran problema para la humanidad.

Respetuoso con el medio ambiente

Utilizar aerogeneradores para aprovechar la energía eólica no daña el medio ambiente. No hay emisiones de gases de efecto invernadero, a diferencia de cuando se utilizan combustibles fósiles. Además, los aerogeneradores no suponen un riesgo para la salud humana ni producen residuos, como hacen, por ejemplo, los reactores nucleares.

Coste

Utilizar la energía eólica para generar electricidad es una de las formas más rentables de hacerlo. La instalación inicial de los aerogeneradores es bastante cara, sobre todo en grandes cantidades, pero se compensa con creces con el paso de los años, ¡porque el viento es completamente gratis! Durante la vida útil de un aerogenerador, el coste por unidad de electricidad producida es muy bajo. En cambio, combustibles como el carbón y el petróleo deben extraerse constantemente de la Tierra, por lo que estas fuentes de electricidad son más caras a largo plazo.

Desventajas de la energía eólica

También hay algunas desventajas de utilizar el viento como recurso energético.

Imprevisibilidad

Está claro que no se puede producir energía constantemente a partir del viento, ¡porque no siempre hay viento para utilizar! Además, los aerogeneradores no pueden funcionar cuando el viento es demasiado rápido. Esto significa que el viento no puede utilizarse como fuente principal de generación de energía para el mundo porque su disponibilidad es demasiado impredecible.

Ubicaciones limitadas para los aerogeneradores

Otro problema del uso de aerogeneradores para generar electricidad a partir del viento es que no hay muchos lugares adecuados para construirlos. Los aerogeneradores tienen que construirse en lugares con viento fuerte y constante, normalmente en zonas costeras, que a menudo son remotas. Esto significa que hay que construir nuevas líneas eléctricas para conectar los aerogeneradores a la red nacional, lo que puede resultar caro.

Efecto sobre la fauna

La energía eólica no libera gases de efecto invernadero como los recursos energéticos no renovables, pero puede tener un efecto perjudicial sobre la fauna. Las aves y los murciélagos no suelen sobrevivir si chocan con una pala giratoria de aerogenerador. Esto puede evitarse planificando cuidadosamente dónde se construyen los aerogeneradores. Además, hay estudios que sugieren que pintar de negro una de las palas puede reducir el número de colisiones con aves.