MOLINOS DE VIENTO DEL FUTURO

Reconocibles a varios kilómetros de distancia, los aerogeneradores son el corazón de la energía eólica. Aquí explicamos el funcionamiento de los verdaderos protagonistas de los parques eólicos.

Gentileza GE Renewable Energy. https://www.power-technology.com/news/newsge-to-supply-123-turbines-for-coopers-gap-wind-farm-in-australia-5904810/attachment/3d-rendering-cutaway-of-ges-3-2-130-wind-turbine-from-the-3mw-platform/


En los últimos años los parques eólicos, y los aerogeneradores en particular, comenzaron a ser parte del paisaje cotidiano de muchos ciudadanos de todo el mundo. En este contexto, el mayor generador de energía eólica del mundo es China, seguido de Estados Unidos, Alemania, India y España, mientras que en América Latina el líder es Brasil.

En el corazón de la actividad están los aerogeneradores, los verdaderos protagonistas de la energía renovable que producen electricidad aprovechando la energía natural del viento para impulsar un generador. El viento es una fuente de energía limpia, sostenible que nunca se agota, y la transformación de su energía cinética en energía eléctrica no produce emisiones de gases de efecto invernadero


“Los aerogeneradores son la evolución natural de los molinos de viento y hoy en día son equipos de alta tecnología”, explica Javier Gort responsable de Relaciones Institucionales de Zona Sur de Genneia, una de las compañías propietaria de parques eólicos en Argentina. Datos históricos señalan que el hombre usa por primera vez la energía del viento en Egipto, hacia el año 3000 AC, para propulsar barcos de vela.


Asimismo, se estima que cerca del año 2000 AC se usaban molinos para irrigación en la Mesopotamia y para la molienda de granos. Los antecedentes indican que se trataban de molinos con varias palas de madera o caña de eje vertical. El movimiento de rotación era trasmitido directamente a las muelas del molino. Los molinos de viento en Holanda se utilizaron antiguamente para bombear agua de zonas anegadas desde el año 1408.



En 1883 aparece el pequeño multipala americano diseñado por Steward Perry. Este molino, de unos 3 metros de diámetro, ha sido el más vendido de la historia, y fue el precursor de los actuales aerogeneradores. En 1888 se construye la primera turbina eólica para generar electricidad, mejorada en los siguientes años por Poul La Cour en 1891 y finalmente en 1941 la turbina eólica Smith-Putnam, fue la primera turbina eólica de tamaño megawatt (1,25 MW). Era una turbina con dos aspas de 53 metros de diámetro y construida sobre una torre de celosía de 36 metros de alto. Sólo operó por 1100 horas, hasta que una de las aspas falló.


La historia de la energía eólica en Argentina comenzó a 5 km de la localidad de Río Mayo, en la provincia de Chubut donde estuvo el primer Parque Eólico de Sudamérica y que fue inaugurado el 22 de febrero de 1990, bajo un convenio de cooperación entre la República Federal de Alemania y la Dirección General de Servicios Públicos de esa provincia. Allí se utilizaron Aerogeneradores Aeroman de 30 KW de potencia.


Presente y futuro


El funcionamiento de los aerogeneradores es sencillo y complejo a la vez: el viento pasa sobre las aspas del aerogenerador y provoca una fuerza giratoria. Luego, las palas hacen rodar un eje que hay dentro de la góndola, que entra a una caja multiplicadora que incrementa la velocidad de rotación del eje proveniente del rotor e impulsa el generador que utiliza campos magnéticos para convertir la energía rotacional en energía eléctrica.



Todos los aerogeneradores tienen en la parte superior de la góndola dos instrumentos (sensores) que miden la velocidad y la dirección del viento. Cuando el viento cambia de dirección, el controlador electrónico indica a los motores girar la góndola. Las palas se mueven con ella para ponerse de cara al viento. Las aspas también se inclinan o se ponen en ángulo para asegurar que se extrae la cantidad óptima de energía a partir del viento.


En líneas generales los aerogeneradores tienen las siguientes características:


  1. Orientación del viento: El aerogenerador se orienta automáticamente para aprovechar al máximo la energía cinética del viento, a partir de los datos registrados por la veleta y anemómetro que incorpora en la parte superior.

  2. Giro de las palas: El viento hace girar las palas, que comienzan a moverse con velocidades de viento de unos 3,5 m/s (metros por segundo) y proporcionan la máxima potencia con unos 13 m/s. Con vientos muy fuertes (25 m/s) las palas se colocan en bandera y el aerogenerador se frena para evitar tensiones excesivas. Es un freno aerodinámico.

  3. Multiplicación: el rotor (conjunto de tres palas engarzadas en el buje) hace girar un eje lento conectado a una multiplicadora que eleva la velocidad de giro desde unas 13 a unas 1.500 revoluciones por minuto.

  4. Generación: La multiplicadora, a través del eje rápido, transfiere su energía al generador acoplado, que produce electricidad.

  5. Conducción: La energía generada es conducida por el interior de la torre hasta la base y, desde allí, por línea subterránea hasta la subestación, donde se eleva su tensión para inyectarla a la red eléctrica y distribuirla a los puntos de consumo.

  6. ·Controlador electrónico: recibe información del anemómetro y veleta para controlar permanentemente las condiciones de funcionamiento del aerogenerador.


Toda esta información queda grabada en un sistema informático y se transmite a un centro de control. Cada aerogenerador es revisado periódicamente y además son monitoreados en forma remota cada uno de los componentes de la turbina y, si detectan un problema, el mismo sistema hace que la turbina deje de funcionar y alerta a un técnico o ingeniero para que la revise.

En el caso de Argentina los aerogeneradores instalados en los parques eólicos en funcionamiento tienen un peso mayor a 100 toneladas, dependiendo del material con que se haya construido la torre, mientras que el factor de capacidad de los parques es, en promedio, de un 50%, uno de los más altos del mundo. Este indicador mide la productividad del parque teniendo en cuenta las 8760 horas del año disponibles para producir energía. Por ejemplo, en Alemania el factor de capacidad promedio es de 35% y en países con gran desarrollo de la energía eólica el promedio es de 40 o 45%.


“Con la tecnología actual se ha logrado que el aerogenerador provea energía variable en condiciones de ser alojada en la red al pasar por un convertidor de potencia que adecúa toda su energía y la coloca en las condiciones y calidad que se necesita: de esta manera se genera energía en corriente alterna variable, se pasa en corriente continua y luego a corriente alterna adecuada para la red”, concluye Gort.


Generar energía a partir del viento es un trabajo más o menos simple, el desafío en el presente y el futuro es obtener el mayor rendimiento posible y en este punto es donde más evolucionaron los aerogeneradores.




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