Potencia anual de un aerogenerador de 1 MW
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Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Cientos de miles de grandes turbinas, en instalaciones conocidas como parques eólicos, generan actualmente más de 650 gigavatios de potencia, a los que se añaden 60 GW cada año[1]. Los aerogeneradores son una fuente cada vez más importante de energía renovable intermitente, y se utilizan en muchos países para reducir los costes energéticos y la dependencia de los combustibles fósiles. Un estudio afirmaba que, en 2009,[update] la eólica tenía las “menores emisiones relativas de gases de efecto invernadero, las menores demandas de consumo de agua y los impactos sociales más favorables” en comparación con las fuentes de energía fotovoltaica, hidráulica, geotérmica, de carbón y de gas[2].
Las turbinas eólicas más pequeñas se utilizan para aplicaciones como la carga de baterías para la energía auxiliar de barcos o caravanas, y para alimentar señales de advertencia de tráfico. Las turbinas más grandes pueden contribuir al suministro eléctrico doméstico y vender la energía no utilizada a la compañía eléctrica a través de la red.
La rueda de viento de Héroe de Alejandría (10 d.C.-70 d.C.) es uno de los primeros ejemplos documentados de máquinas movidas por el viento[3][4], pero las primeras centrales eólicas prácticas conocidas se construyeron en Sistán, provincia oriental de Persia (actual Irán), en el siglo VII. Estos “Panemone” eran molinos de viento de eje vertical, que tenían largos ejes de transmisión verticales con aspas rectangulares[5]. Formados por entre seis y doce velas cubiertas de estera de junco o material de tela, estos molinos se utilizaban para moler grano o extraer agua, y se empleaban en las industrias molinera y de la caña de azúcar[6].
¿Cuánta electricidad produce un aerogenerador por hora?
Debería encargar la instalación de su sistema a un instalador profesional. Un instalador fiable puede ofrecer servicios adicionales, como la obtención de permisos. Averigüe si el instalador es un electricista autorizado, pida referencias y compruébelas. También puede consultar el Better Business Bureau.
Una casa típica consume aproximadamente 10.649 kilovatios-hora de electricidad al año (unos 877 kilovatios-hora al mes). Dependiendo de la velocidad media del viento en la zona, se necesitaría una turbina eólica de entre 5 y 15 kilovatios para contribuir significativamente a esta demanda. Un aerogenerador de 1,5 kilovatios cubrirá las necesidades de un hogar que necesite 300 kilovatios-hora al mes en un lugar con una velocidad media anual del viento de 14 millas por hora (6,26 metros por segundo).
Los aerogeneradores modernos conectados a la red sólo funcionan cuando ésta está disponible. También pueden funcionar durante los cortes de energía cuando se configuran para trabajar en tándem con el almacenamiento para formar una microrred doméstica que proporcione energía de reserva.
¿Cuánta energía produce un aerogenerador?
La altura del buje de un aerogenerador es la distancia desde el suelo hasta el centro del rotor de la turbina. La altura del buje de los aerogeneradores terrestres ha aumentado un 66% desde 1998-1999, hasta alcanzar los 94 metros en 2021. Es casi tan alto como la Estatua de la Libertad. Se prevé que la altura media del buje de las turbinas marinas en Estados Unidos aumente aún más: de 100 metros en 2016 a unos 150 metros en 2035, es decir, aproximadamente la altura del monumento a Washington.
El diámetro del rotor de una turbina, o la anchura del círculo barrido por las palas giratorias (los círculos punteados de la segunda ilustración), también ha crecido con los años. En 2010, ninguna turbina de Estados Unidos empleaba rotores de 115 metros de diámetro o más. En 2021, el diámetro medio del rotor era de 127,5 metros, más largo que un campo de fútbol.
Los rotores de mayor diámetro permiten a los aerogeneradores barrer más superficie, captar más viento y producir más electricidad. Una turbina con palas más largas podrá captar más viento que las palas más cortas, incluso en zonas con relativamente menos viento. La capacidad de captar más viento a velocidades más bajas puede aumentar el número de zonas disponibles para el desarrollo eólico en todo el país. Debido a esta tendencia, las superficies barridas por los rotores han crecido alrededor de un 600% desde 1998-1999.
Cómo generan electricidad los aerogeneradores
El viento se utiliza para producir electricidad convirtiendo la energía cinética del aire en movimiento en electricidad. En los aerogeneradores modernos, el viento hace girar las palas del rotor, que convierten la energía cinética en energía rotacional. Esta energía rotacional se transfiere mediante un eje que al generador, produciendo así energía eléctrica.
A medida que la tecnología ha ido mejorando y ampliándose, los costes han disminuido y los factores de capacidad han aumentado. Entre 2010 y 2020, el coste medio ponderado de la electricidad (LCOE) de la energía eólica terrestre se redujo un 56%, de 0,089 USD/kWh a 0,039 USD/kWh. En el mismo periodo, el LCOE de los nuevos proyectos eólicos marinos se redujo aproximadamente a la mitad (48%).
La capacidad de las turbinas eólicas ha aumentado con el tiempo. En 1985, las turbinas típicas tenían una capacidad nominal de 0,05 MW y un diámetro de rotor de 15 metros. En la actualidad, los nuevos proyectos eólicos tienen una capacidad de 3-4 MW en tierra y de 8-12 MW en el mar.
La cantidad de energía que puede obtenerse del viento depende del tamaño de la turbina y de la longitud de sus palas. La potencia es proporcional a las dimensiones del rotor y al cubo de la velocidad del viento. En teoría, cuando la velocidad del viento se duplica, el potencial eólico se multiplica por ocho.