(preparado por educ.ar)
Beneficios de la Energía Eólica
Desde hace mucho tiempo, el hombre intenta obtener beneficios de la energía del viento. Ya los egipcios, 3000 años a.C., la aprovechaban empleando velas para impulsar sus barcos. Hacia el año 700 d.C., en la antigua Persia (actualmente Irán), se encontraban los primeros molinos de los que se tiene conocimiento, utilizados para el riego y para moler granos. En Europa, a partir del siglo XII, se desarrolló el diseño de los molinos, que se convirtieron en un importante instrumento para proveer de energía a diversas actividades del hombre.
Con la utilización del petróleo como combustible, la energía eólica fue cayendo en desuso. Sin embargo, en la actualidad, la escasez del petróleo y la contaminación atmosférica producida por la combustión de sus derivados impulsan al hombre a desarrollar aún más la tecnología para aprovechar la energía eólica. Esta forma de energía, junto a la solar, la hidroeléctrica, la geotérmica y la de la biomasa constituyen una alternativa como fuentes limpias de energía.
En el año 2000, como en la antigua Grecia, el hombre vuelve a rendir tributo a Eolo, el dios del viento.
Los generadores eólicos, o aerogeneradores, son dispositivos capaces de convertir la energía eólica en energía eléctrica.
La energía eólica es la energía de movimiento -energía cinética- de las moléculas de los gases del aire. Cuando el aire empuja las aspas o palas de la hélice de un molino, parte de esta energía se convierte en energía de rotación de la hélice, que a su vez es transferida a la rotación de un eje. La rotación del eje puede utilizarse para realizar trabajo, como mover maquinarias o bombear agua; en los aerogeneradores, hace mover una turbina generadora de electricidad.
Como fuente de energía, el viento tiene la ventaja de ser gratuito, inagotable y no contaminante. Sin embargo, su aprovechamiento no es sencillo ya que el viento es muy variable: sufre cambios permanentes en su dirección y velocidad; puede incrementarse, repentinamente, pasando de la calma a una ráfaga o tormenta.
Por lo tanto, el uso de esta forma de energía exige la implementación de una tecnología que se adapte a estas condiciones y requiere materiales y mecanismos especiales que aumentan los costos. Dadas las variaciones del viento son necesarios sistemas de almacenamiento, como baterías y acumuladores, que permitan mantener la provisión de energía cuando el viento es escaso.
Mientras que la producción de energía mediante la combustión del petróleo es relativamente sencilla y constante, y de precio aún accesible, el costo de la electricidad producida por un aerogenerador depende en gran medida de su eficiencia.
Diseño de los Generadores Eólicos
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El diseño aerodinámico es uno de los varios factores que determinan el rendimiento de un generador eólico. Involucra la ubicación del eje de rotación, el número, el tamaño y la forma de las palas, la altura de la torre y las propiedades de los materiales empleados.
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Los primeros molinos tenían un eje con palas verticales que podían girar con el viento proveniente de cualquier dirección. |
Más tarde se desarrollaron molinos con rotores horizontales que cambian de posición según la dirección del viento. |
Otros aspectos a considerar son los mecanismos de adaptación a los cambios de dirección y velocidad del viento, la transmisión del movimiento a la turbina generadora de electricidad, los sistemas acumuladores de energía y el control del funcionamiento del aerogenerador.
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Uno de los mecanismos utilizados para orientar la hélice es el de la cola pivotante que tienen los molinos de bombeo de agua en el campo. |
La potencia obtenida de un generador depende del área barrida por las palas, es decir, de su longitud, y aumenta según la velocidad del viento al cubo. La forma y orientación de las palas es muy importante: en las palas curvadas, los bordes que enfrentan al viento son más anchos. Eso les permite girar más rápido, debido a que al empuje del viento se suman las fuerzas de sustentación, como las que actúan en las alas de los aviones. Sin embargo, la eficiencia es mayor cuando las hélices tienen menos palas, ya que la estela que deja una, frena a la que le sigue.
Usos de los Generadores Eólicos
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El uso de los generadores eólicos depende del tamaño y potencia que presentan. Los pequeños generadores, de baja potencia, se utilizan localmente; se colocan en techos de viviendas o mástiles de embarcaciones. Los de alta potencia tienen grandes dimensiones (altura de la torre: 35-55 m, diámetro de la hélice de 3 palas: 40-60 m) y se instalan en gran número en plantas generadoras de electricidad llamadas parques o granjas eólicas. Las más grandes se encuentran en California (EE.UU.) y producen cantidades de energía similares a las de una central nuclear.
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Aerogeneradores de tres palas en un parque eólico. |
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Si bien en Europa y los EE.UU. la energía eólica alcanza gran desarrollo, la energía eléctrica producida por este medio difícilmente supera el 2% del total. Se espera un futuro incremento a nivel mundial de esta forma de producir electricidad para reemplazar a los combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón. En este sentido, la Comunidad Económica Europea pretende que las formas de energía no contaminantes superen el 22% en los próximos diez años. Para lograrlo deberán renovarse los esfuerzos realizados durante siglos por nuestros antepasados para dominar el viento
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