¿Por que paran los molinos de viento?

Los molinos de viento de Kansas no giran

Bueno, las turbinas eólicas tienen un anemómetro que mide la velocidad actual del viento. Esta información se envía al controlador de la turbina. El controlador de la turbina controla los periodos de conexión y desconexión en función de estas velocidades del viento. Las turbinas sólo se encienden cuando la velocidad del viento oscila entre 8 y 55 millas por hora (mph)2 . Una vez que el anemómetro mide velocidades iguales o inferiores a la velocidad de desconexión de la turbina, las palas reanudan su funcionamiento normal y siguen suministrando energía renovable a la red.

El diagrama siguiente muestra la producción de energía de una turbina en función de la velocidad constante del viento. A medida que aumenta la velocidad del viento, se genera más electricidad hasta alcanzar su potencia máxima o nominal. A medida que aumenta la velocidad del viento, la potencia generada por la turbina se mantiene constante hasta que alcanza la velocidad de desconexión y se apaga para evitar un esfuerzo innecesario del rotor1.

Según las normas del sector, toda turbina (junto con la cimentación de su subestructura) debe ser capaz de resistir cargas extremas con una cierta probabilidad de período de retorno causadas por vientos de tormenta, olas y corrientes.

Cómo funcionan los molinos de viento

Cuando se trata de aerogeneradores, la gente espera que siempre estén girando. Pero 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 cuando una turbina no gira? ¿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 se controlan los aerogeneradores

Una restricción surge cuando la infraestructura necesaria para transmitir electricidad -las líneas eléctricas, los transformadores y demás tecnología- limita el flujo de energía, del mismo modo que una manguera pinzada 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 algunos aerogeneradores giran más rápido que otros?

El siguiente diagrama muestra la potencia de una turbina en función de la velocidad del viento. La velocidad de conexión (normalmente entre 10 y 15 km/h) es cuando las palas empiezan a girar y a generar electricidad. A medida que aumenta la velocidad del viento, se genera más electricidad hasta alcanzar un límite, conocido como velocidad nominal. Este es el punto en el que la turbina produce su potencia máxima o nominal. A medida que aumenta la velocidad del viento, la potencia generada por la turbina se mantiene constante hasta que alcanza una velocidad de desconexión (que varía según la turbina) y se apaga para evitar un esfuerzo innecesario del rotor.

Todas las turbinas eólicas tienen un anemómetro que mide la velocidad del viento y una veleta que controla su dirección. Cuando el anemómetro registra velocidades del viento superiores a 55 mph (la velocidad de desconexión varía según la turbina), hace que el aerogenerador se apague automáticamente.

Cuando la velocidad del viento supera la velocidad nominal de un aerogenerador moderno, las palas empiezan a inclinarse hacia el viento para reducir su superficie. A pesar de esta desconexión, la transmisión de guiñada, situada en la góndola del aerogenerador, orienta continuamente el rotor hacia el viento, incluso cuando los patrones meteorológicos cambian a su paso.