¿Las turbinas eólicas giran todo el tiempo?
Una restricción surge cuando la infraestructura necesaria para transmitir la electricidad -las líneas eléctricas, los transformadores y otras tecnologías- limitan el flujo de energía, del mismo modo que una manguera pellizcada provoca una reducción de la presión del agua.
«…utilizar ocasionalmente semáforos para gestionar el flujo de coches que se incorporan a una autopista durante un periodo de mucho tráfico. No sería económico ni sensato construir otra autopista paralela para que nunca hubiera atascos.»
«En Gran Bretaña, los generadores del mercado pagan por tener acceso firme al sistema de transmisión 24 horas al día, siete días a la semana, para poder elegir cuándo y cuánto generar. Cuando un generador no puede utilizar plenamente el acceso pagado, recibe una compensación en forma de pago por restricciones.»
Los aerogeneradores pueden requerir mantenimiento (correctivo o preventivo) y, a diferencia de los equipos de generación de electricidad a partir de combustibles fósiles, que se ocultan en el interior de los edificios, es muy obvio cuando un aerogenerador no gira.
Los aerogeneradores producen energía entre una velocidad mínima y máxima del viento. Normalmente son capaces de generar electricidad con vientos de unos 11 km/h, por lo que no se construirían en zonas protegidas donde los vientos rara vez alcanzan esos niveles (la escala de Beaufort, que cuantifica la velocidad del viento, dice que a esta velocidad «el viento se siente en la cara; las hojas crujen»).
¿Por qué los molinos no giran cuando hace viento?
El viento es demasiado fuerte.
Los aerogeneradores sólo pueden funcionar con seguridad hasta una determinada velocidad del viento, que se denomina «velocidad de corte» o «velocidad de desconexión». Cualquier viento más fuerte que el límite se convierte en demasiado para el mecanismo y plantea riesgos tanto para la máquina como para las personas.
¿Por qué unos molinos giran y otros no?
Pero, ¿por qué si no los aerogeneradores que ves parados no estarían girando? Esencialmente por una de dos razones: Están en mantenimiento o necesitan mantenimiento. No hace viento suficiente para que funcionen, o hace demasiado viento para que funcionen.
Qué ocurre cuando un molino de viento gira demasiado rápido
La energía eólica es la generación de electricidad a partir del viento. La energía eólica aprovecha el flujo de energía primaria de la atmósfera generado por el calentamiento desigual de la superficie terrestre por el Sol. Por tanto, la energía eólica es una forma indirecta de aprovechar la energía solar. La energía eólica se convierte en energía eléctrica mediante turbinas eólicas[2].
Hay varios factores que influyen en el recurso eólico potencial de una zona. Los tres factores principales que influyen en la producción de energía son: la velocidad del viento, la densidad del aire y el radio de las palas[3]. Los aerogeneradores tienen que estar en zonas con mucho viento de forma regular, lo que es más importante que tener vientos fuertes de forma ocasional.
La velocidad del viento determina en gran medida la cantidad de electricidad generada por una turbina. Una mayor velocidad del viento genera más energía porque los vientos más fuertes permiten que las palas giren más rápido[3]. Una rotación más rápida se traduce en más potencia mecánica y más energía eléctrica del generador. En la Figura 2 se muestra la relación entre la velocidad del viento y la potencia de un aerogenerador típico.
Los molinos de viento de Kansas no giran
Cuando se trata de aerogeneradores, la gente espera que siempre estén girando. Sin embargo, en realidad no siempre es así. Dado que los aerogeneradores generan energía eléctrica convirtiendo la energía resultante del movimiento, surge la pregunta: ¿No es inútil que una turbina no gire? Es inútil si sólo se tiene en cuenta la producción de energía. De hecho, el tiempo de inactividad de los aerogeneradores es bastante normal o incluso necesario a veces.
Así de sencillo: En primer lugar, no hay viento para hacer girar la turbina. Puede que el día esté inusualmente tranquilo. Puede que la región esté experimentando interrupciones estacionales de la actividad eólica. En otros casos, puede haber edificios cercanos u obstáculos que bloqueen la mayor parte del viento entrante. Este tipo de factores ambientales determinan en gran medida la cantidad de recurso eólico que puede recibir un aerogenerador y, por tanto, la frecuencia con la que gira. Un aerogenerador diseñado para generar una determinada cantidad de potencia en condiciones óptimas puede no contar con el apoyo medioambiental necesario para funcionar a pleno rendimiento en todo momento. Esta diferencia entre el rendimiento óptimo y el real, debida a influencias externas, se refleja en el «factor de capacidad» del aerogenerador. Ni que decir tiene que si el aerogenerador está parado con demasiada frecuencia, puede ser un indicio de que el lugar elegido para la turbina no es el ideal.
Cómo apagar un aerogenerador
Un aerogenerador moderno y de buena calidad suele durar 20 años, aunque puede prolongarse hasta 25 años o más en función de factores ambientales y de que se sigan los procedimientos de mantenimiento correctos. Sin embargo, los costes de mantenimiento aumentarán a medida que envejezca la estructura.
Es poco probable que los aerogeneradores duren mucho más debido a las cargas extremas a las que están sometidos durante toda su vida útil. Esto se debe en parte a la estructura de las propias turbinas, ya que las palas de la turbina y la torre sólo están fijadas en un extremo de la estructura y, por tanto, se enfrentan a toda la fuerza del viento. Por supuesto, a medida que aumenta la velocidad del viento, también lo hacen las cargas a las que están sometidas las turbinas. Esto puede alcanzar niveles casi 100 veces superiores a las cargas de diseño a la velocidad nominal del viento, razón por la cual muchas turbinas están diseñadas para apagarse y protegerse a velocidades de viento más altas.
Uno de los principales factores que determinan la vida útil de un aerogenerador son las condiciones ambientales a las que se enfrenta la industria eólica. Estas condiciones son específicas de cada emplazamiento e incluyen la velocidad media del viento, la intensidad de las turbulencias y (en el caso de los operadores de parques eólicos marinos) la carga cíclica de los cimientos, las estructuras de cubierta y los monopilotes provocada por las olas.