Tipos de generadores eólicos

Su clasificación puede obedecer a diferentes criterios:

Según la disposición del eje de giro:

• Eje horizontal: Casi la totalidad de las turbinas eólicas son de este estilo.

Generador de eje horizontal

•  Eje vertical: Las aplicaciones prácticas son muy escasas.

Generador de eje vertical

Según el número de palas:

• Monopalas y bipalas: Existe un número muy pequeño de este estilo.
• Tripala: Se ven en la mayoría de turbinas para la generación de electricidad.

Ilustración

• Multipala: Con un número variable de 16 a 24, utilizadas para el bombeo de agua.

Ilustración

Según la velocidad del rotor de la turbina eólica:

• Velocidad constante.
• Velocidad variable.
• Velocidad semivariable.
• Doble velocidad.

Según su control de regulación:

• Control de perdida aerodinámica (stall control) o de palas de paso fijo.
• Control de pérdida activa de aerodinámica (active stall control).
• Control por variación del ángulo del paso de pala (pich control).

Según el generador eléctrico:

•  Generador asincrónico con rotor en jaula de ardilla.
• Generador asincrónico con rotor bobinado doblemente alimentado.
• Generador sincrónico multipolo.

Según su emplazamiento:

• Aerogeneradores para el emplazamiento terrestre (Onshore).
• Aerogeneradores para el emplazamiento marítimo (Offshore).

Según el tipo de viento:

• Aerogeneradores para vientos clase I, clase II, clase III.
• Respecto con su interconexión con la red eléctrica:
• Sistemas eólicos aislados (en isla), sin o con energía auxiliar (mixtos).
• Sistemas eólicos interconectados con la red eléctrica.

Según su potencia nominal:

• Micro turbinas eólicas hasta 5 kw se emplean en embarcaciones de recreo, alimentación de pequeñas viviendas, etc.
• Mini turbinas eólicas de 5 y 100 kw se emplean, extracción de agua, sistemas de riego agrícola, etc.
• Turbinas de media y gran potencia entre 100 y 1000 kw utilizadas en la alimentación de bloques de viviendas y venta de energía.
• Turbinas multimegavat de 1000 a 5000 kw para instalaciones industriales para venta de la energía generada.
• Un parámetro para diferencias los distintos tipos de turbinas eólicas, es la relación entre la velocidad lineal del extremo de la pala y la velocidad nominal del viento.
• Esta relación se conoce como velocidad especifica de la turbina (tip speed  ratio).

 

Ilustración

La velocidad nominal del viento es aquella para la cual la turbina alcanza su potencia nominal. Generalmente está comprendida entre 11 y 15 m/s (40 - 54 km/h). 

Para valores de λ inferiores o del orden de la unidad, la máquina presenta un par de arranque grande y tiene muchas palas. Corresponde a turbinas destinadas al bombeo de agua y que a veces se denominan máquinas lentas. En cambio, para valores elevados de λ, la turbina tiene menos palas (bipala o tripala), presenta un par de arranque menor y la velocidad del extremo de la pala es mayor. En grandes aerogeneradores λ se sitúa en el intervalo de 5 a 8, la velocidad de giro alrededor de 10 a 20 rpm y la velocidad lineal en el extremo de la pala entre 60 y 90 m/s.

Sistema de producción eólica

Se distinguen dos sistemas básicos de producción eoloeléctrica: 

A) Sistema aislado (en isla)

Usa pequeños aerogeneradores ≤ 100 kW y sirve para atender la demanda de energía eléctrica de núcleos aislados. Al no estar interconectado con la red eléctrica, se debe preveer un sistema auxiliar de almacenamiento (baterías eléctricas) para los períodos de calma o baja intensidad de viento. En muchas ocasiones, el sistema se apoya con fuentes de producción eléctrica auxiliar (grupos electrógenos o sistemas fotovoltaicos) formando un sistema denominado "híbrido". 

El generador eléctrico acostumbra a ser síncrono de imanes permanentes y está accionado directamente por la turbina eólica sin caja multiplicadora de velocidad (gear box) entre el eje del rotor de la turbina y el generador eléctrico, o bien asíncrono con rotor en jaula dotado de una batería de condensadores para suministro de energía reactiva al generador. La electricidad producida en forma de corriente alterna de frecuencia variable se rectifica y almacena en baterías para posteriormente ser convertida de nuevo de corriente continua a alterna a frecuencia constante (50 o 60 Hz) mediante un ondulador o inversor. Finalmente, un transformador eleva la tensión a la requerida por el servicio (230/400 V). 

En general, los microgeneradores para la producción individual de energía eléctrica, tienen potencias entre 1 y 5 kW, con diámetros entre 2 y 5 m. Debido a la economía de escala, el costo unitario de la potencia instalada es mucho mayor para un minigenerador que para un parque eólico, del orden de unas cinco a diez veces. 

También se utilizan sistemas aislados con pequeñas turbinas multipala para producir energía mecánica directa para el bombeo de agua de pozos. Las eólicas multipalas (''windmill', presentan una curva característica par-velocidad adecuada para el accionamiento directo de bombas hidráulicas para la extracción de agua de pozos. 

 

Generador para autoconsumo

B) Parque eólico

Un parque eólico actúa como una central eléctrica. En general formado por aerogeneradores de gran capacidad nominal, entre 600 kW a 3.000 kW, en un número que varía entre 10 Y 100, resultando parques entre 10 Y 100 MW. Se distinguen dos tipos de parques: terrestres (onshore) y marinos (offshore). Los aerogeneradores son de eje horizontal y principalmente tripala a barlovento (parte de donde viene el viento), con sistema de orientación activa y torre tubular. Domina la regulación activa por paso variable (pitch) frente a la de paso fijo por pérdida aerodinámica (stall). En los últimos años ha aumentado el uso de rotores de velocidad variable, frente a los de velocidad fija o semivariable, así como el uso de generadores asíncronos con rotor doblemente alimentado e incluso generadores síncronos multipolos frente a los generadores asíncronos de rotor en jaula. Debido a la plataforma marina y a la interconexión eléctrica con la costa, un parque offshore tiene un costo unitario de inversión del orden de dos veces mayor que un onshore. En cambio, su producción es mejor, por ser el viento más regular. Se espera un gran desarrollo de este tipo de parques marinos en un futuro próximo.

Parque eólico Enel (Perú)

¡15 de junio día mundial del viento!

¿Qué se celebra el 15 de Junio?

El 15 de Junio, se celebra el día mundial del viento, un día para celebrar que hay otra forma de hacer las cosas, que no contrapone al derecho de las personas, a la energía y a la salud del medio ambiente.

Podemos decir que el viento es una fuente importante de energía renovable, ya que gracias a él, nos podemos abastecer de energía, se crean nuevos puestos de trabajos, y cada día nos independizamos  un poquito más de los combustibles fósiles que son tan contaminantes (emisores del gas efecto invernadero).

Ilustración del viento

¿Desde cuándo utilizamos el viento?

La propulsión eólica ha venido siendo una aplicación de la energía del viento para la navegación desde las primeras civilizaciones (especialmente, las que surgieron en el Mar Mediterráneo) hasta la época actual, cuando las embarcaciones a vela se han venido reduciendo a usos deportivos o de recreación, haciendo salvedad de algunos buques escuela o de embarcaciones especiales en lagunas de escaso fondo, donde se ha venido usando la fuerza del viento desde la época musulmana hasta la actualidad, en la carga de la cosecha de arroz hasta los lugares de procesamiento de este cereal.

En náutica, el conocimiento y control del viento es un factor fundamental para una correcta navegación. Así, en el lenguaje marinero reciben diferentes nombres y expresiones en función de su fuerza, dirección o procedencia.

Navegación a vela

Molinos de viento

Importancia de los vientos para la vida:

Es imposible subestimar la importancia que los vientos tienen para la vida de animales y plantas, para el restablecimiento del equilibrio en la atmósfera y, lógicamente, para la producción del ciclo hidrológico. Es por ello que, lo mismo que puede decirse con relación al ciclo hidrológico, el viento constituye uno de los factores esenciales que explican la vida sobre la superficie terrestre. Sin la existencia de los vientos, la vida para animales y plantas sería imposible por el papel fundamental del viento en el ciclo hidrológico. 

Conclusión: “Sin viento, en definitiva, nuestro mundo sería totalmente diferente. Por ello, no podemos dejar de aprovechar su riqueza que nos puede proporcionar una atmósfera más limpia, libre de contaminantes, ayudando a que el cambio climático sea atajado de una manera eficaz”

Ciclo hidrológico

La eólica en el mundo 

La energía eólica instalada en el mundo creció un 9,6 % en 2018, hasta situarse en 591.000 MW, según datos del Global Wind Energy Council (GWEC). China, Estados Unidos, Alemania, India, España son los primeros productores mundiales.

El mercado mundial de energía eólica crecerá un 50% en los próximos cinco años

El Global Wind Energy Council (GWEC) ha publicado su informe anual Global Wind Report: Annual Market Update, que muestra una industria madura que compite con éxito en el mercado y que, en 2017, añadió más de 52GW de energía eólica limpia y libre de emisiones, con lo que las instalaciones totales alcanzaron los 539 GW en todo el mundo. Con los nuevos registros establecidos en Europa, India y en el sector offshore, los mercados anuales reanudarán su rápido crecimiento después de 2018, dicen los autores del informe.

“La energía eólica lidera la carga en la transición de los combustibles fósiles, y continúa socavando la competencia en precio, rendimiento y fiabilidad”, dijo Steve Sawyer, secretario general de GWEC. “Tanto en tierra como en alta mar, la energía eólica es clave para definir un futuro energético sostenible”.

Las importantes reducciones de precios de la eólica terrestre y marina siguen sorprendiendo. Los mercados en Marruecos, India, México y Canadá oscilan en torno a 0,03 $ / kWh, con una reciente licitación mexicana con precios muy por debajo de 0,02 $ / kWh. Mientras tanto, la eólica marina protagonizó las primeras ofertas ‘sin subsidios’ en licitaciones en Alemania y Países Bajos, con licitaciones por casi 2 GW de nueva capacidad eólica marina que no recibieron más que el precio mayorista de la electricidad.

El pronóstico a 5 años de GWEC arroja un mantenimiento del mercado en 2018, con un volumen de instalaciones similar al de 2017, ya que los mercados dominantes de la UE -Alemania y Reino Unido- verán caer la nueva capacidad debido a los cambiantes entornos regulatorios, y el mercado de India caerá temporalmente debido a una ‘brecha política’ entre los viejos y nuevos sistemas; pero el sector volverá a un crecimiento espectacular en 2019, superará el hito de 60 GW en 2020 y avanzará desde allí hasta alcanzar un total de 840 GW en 2022.

5 de Junio día mundial del Medio Ambiente

El Día Mundial del Medio Ambiente fue establecido por la Asamblea General de Naciones Unidas en su resolución del 15 de diciembre d 1972 y se celebra desde 1973  el 5 de junio de cada año, fecha con la que se dio inicio a la Conferencia de Estocolmo en 1972, cuyo tema central fue el Ambiente.

La Asamblea General de la Organización de Naciones Unidas (ONU) también aprobó la creación del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente.

Medio ambiente

El Día Mundial del Medio Ambiente es un vínculo por medio del cual la Organización de Naciones Unidas (ONU) sensibiliza a la población mundial en relación a temas ambientales, intensificando la atención y la acción política.​ Los objetivos principales son brindar un contexto humano, motivar a las personas para que se conviertan en agentes activos del desarrollo sustentable y equitativo; promover el papel fundamental de las comunidades en el cambio de actitud hacia temas ambientales, y fomentar la cooperación para que el medio ambiente sea sostenible, pues esta garantizará que todas las naciones y personas disfruten de un futuro más próspero y seguro.

La celebración de este día nos brinda la oportunidad de ampliar las bases de una opinión pública bien informada y de una conducta de los individuos, de las empresas y de las colectividades inspirada en el sentido de su responsabilidad en cuanto a la conservación y la mejora del medio. Este día ha ido ganando relevancia desde que comenzó a celebrarse en 1974 y, ahora, es una plataforma mundial de divulgación pública con amplia repercusión en todo el globo.

Separación de residuos 

China será anfitrión global del Día Mundial del Medio Ambiente 2019 

La lucha contra la contaminación del aire será protagonista del 5 de junio, Día Mundial del Medio Ambiente 2019, y China será el anfitrión global de la celebración, anunciaron  el viceministro de Ecología y Medio Ambiente de China, Zhao Yingmin, y la Directora Ejecutiva Adjunta de ONU Medio Ambiente, Joyce Msuya.

Contaminación del aire

Aproximadamente 7 millones de personas en todo el mundo mueren prematuramente cada año a causa de la contaminación del aire y casi 4 millones de estas muertes ocurren en la región de Asia y el Pacífico.

El Día Mundial del Medio Ambiente 2019 instará a los gobiernos, la industria, las comunidades y los individuos en todo el mundo a unirse para explorar las soluciones a este problema global a través de las energías renovables y las tecnologías sostenibles.

China se ha convertido en un líder de la acción climática, con un creciente sector de energía limpia. El país asiático posee la mitad de los vehículos eléctricos del mundo y 99% de los autobuses eléctricos. Al celebrar el Día Mundial del Medio Ambiente 2019, el gobierno chino podrá mostrar sus innovaciones y avances en favor de un medio ambiente más limpio.

“El ascenso de las energías limpias y la movilidad eléctrica de china un nuevo líder de la acción climática”

Consecuencias de la contaminación del aire:

• Problemas respiratorios. El aire contaminado puede causar deterioro en la salud de los humanos, plantas o animales debido a las sustancias cancerígenas o venenosas.
• Lluvias ácidas. Ciertos elementos químicos reaccionan en la atmósfera con el vapor de agua y forman ácidos o mezclas corrosivas, que luego caen a la tierra con las lluvias.
• Deterioro del agua. La contaminación del aire incide sobre la del agua, ya que ésta a evaporarse y precipitarse entra en contacto con los contaminantes atmosféricos. 
• Daño en la capa de ozono. En las capas superiores de la atmósfera se halla la capa de ozono que nos protege del impacto directo de los rayos solares. Ciertos gases actúan con él y agujerean la capa protectora.
• Efecto invernadero. La presencia de ciertos gases pesados en la atmósfera constituye una barrera química natural, que impide a una porción del calor terrestre irradiar hacia el espacio, haciendo que aumente la temperatura mundial.