Energías renovables

Uno de los tipos de fuentes de energía renovable que mas futuro presenta hoy en día es la energía eólica. La energía eólica es la que se extrae del viento, y debe su nombre a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. Aunque la energía del viento ha sido usada por el hombre durante muchos siglos, como en las velas de los barcos o en los molinos tradicionales de la Mancha, ha sido en los últimos años cuando se ha podido convertir de en energía eléctrica. Esta conversión ha sido posible gracias al desarrollo de los aerogeneradores, también conocidos como molinos de viento. Pero, ¿cómo funciona un aerogenerador?

Un aerogenerador consta de cuatro partes principales, que son el rotor, formado por las palas, la góndola, que es donde se encuentran todos los mecanismos para convertir la energía del viento en energía eléctrica, la torre, que sujeta a la góndola y al rotor, y la zapata (o cimentación), que sujeta a su vez al conjunto torre-góndola-rotor al suelo.

Cuando el viento sopla, el diseño de las palas, similar al de las alas de los aviones, hace que estas giren convirtiendo la energía cinética (o de movimiento) que hay en el viento en una rotación. Esta rotación se transmite a través de un eje a un generador eléctrico, similar pero mucho más grande, a los alternadores que encontramos en los coches, y se produce la electricidad. Veamos a continuación en un poco más detalle los cuatro elementos que mencionábamos en el párrafo anterior.

Rotor:

Los aerogeneradores modernos están formado por tres palas, y su tamaño varía desde las pocas decenas de metros a tamaños superiores a los cien metros. Cuanto mayor es el rotor, mayor es la cantidad de energía que se puede capturar del viento. El rotor y las palas siempre se colocan en la mejor posición para capturar la energía, y para ello existen dos mecanismos principales. El primero es el mecanismo de “yaw” o de orientación del aerogenerador que hace que el rotor, junto con la góndola, se oriente hacia la dirección de donde sopla el viento. El segundo mecanismo es el de “pitch” o de ángulo de palas. Las palas ajustan su orientación para extraer la cantidad de energía definida en diseño para cada velocidad de viento, girando alrededor de su eje longitudinal (el más largo). Este segundo movimiento ocurre varias veces por segundo y la mayor o menor eficiencia de un aerogenerador depende en gran medida de lo bien o mal que se ajusten las palas a las variaciones de velocidad del viento.

Góndola:

En la góndola están contenidos el eje principal, la multiplicadora, el generador eléctrico, el convertidor y, a veces, el transformador. El eje transmite la rotación del rotor a la multiplicadora, que es en esencia una caja de cambios que aumenta la velocidad de rotación, ya que los generadores eléctricos necesitan rotaciones mucho más altas de las que se consiguen en el rotor. El generador convierte la rotación en corriente eléctrica continua (es decir, justo al revés que un motor eléctrico) mediante el uso de campos magnéticos y bobinas de cobre, que se pasa a corriente alterna como la que usamos en casa mediante el convertidor. Luego el transformador cambia la tensión para que sea la adecuada para suministrársela a la red eléctrica.

Torre:

La misión de la torre es sujetar la góndola y el rotor lejos del suelo. Los dos motivos para hacer esto son, primero que las palas puedan dar vueltas ya que si no se chocarían contra el suelo y segundo que cuanto más nos alejemos del suelo mayor es la velocidad del viento. Las torres suelen estar construidas de acero o de hormigón, dependiendo de su tamaño, y son huecas en su interior para que se pueda acceder a la góndola cuando sea necesario hacer algún ajuste o reparación (¡algunas incluso llevan dentro un ascensor!). En algunos casos el transformador en lugar de estar en la góndola está en la base de la torre.

Zapata:

La zapata son los cimientos del molino del viento, y sirve para que el viento no tire el molino. Es decir que sujeta el conjunto al suelo. Suelen fabricarse de hormigón armado, en un modo similar a los cimientos de los edificios: se hace un agujero enorme, se coloca una estructura metálica y luego se llena de hormigón. Por último la torre se fija a la zapata mediante unos pernos o tornillos enormes.

El mecanismo de un aerogenerador es realmente complicado, lo que justifica su enorme precio, alrededor de un millón de euros por MW instalado (un MW es la energía instantánea necesaria para iluminar 10.000 bombillas de 100W y produce aproximadamente la electricidad que utiliza un pueblo de unas mil personas). Un aerogenerador se amortiza entre 5 y 10 años, dependiendo de lo ventoso que sea el sitio donde se coloque, y tiene una vida útil estimada de unos 20 años.

Podéis leer como se protege un molino de viento ante los vendavales en esta entrada.

Salud y energia verde.