aerogeneradores

Segunda parte del post sobre la potencia de los aerogeneradores, aunque no cerramos aquí el tema (nos queda hablar de diseño y rendimiento, como algunos de vosotros ya habéis anticipado en los comentarios). En el post de hoy, aplicaremos la fórmula P = κ·ρ·r²·v³ y compararemos con la situación real.

Para ello, analizaremos el gráfico que ilustra esta entrada. En el eje horizontal tenemos la velocidad del aire medida en metros por segundo (para convertir a kilómetros por hora hay que multiplicar por 3,6). El vertical es la potencia medida en kilowatios. Tenemos cuatro curvas: la de color magenta representa la potencia disponible, es decir, la que está “contenida en el aire”, la que obtendríamos si pudiéramos convertir el 100% en electricidad.

El sentido común nos dice que habrá pérdidas. De hecho, existe un máximo teórico, representado en la curva amarilla: no es posible capturar más de 16/27 (59%) de la energía cinética del viento. Este resultado se conoce como Ley de Betz, y protagonizará un post próximamente en Genciencia. La pérdida se debe a que los aerogeneradores ralentizan el aire que los barre, la ley de Betz cuantifica el efecto de esta ralentización.

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La energía eólica está en pleno crecimiento y se consolida como una alternativa para la obtención de electricidad de una forma respetuosa con el medio ambiente. Los aerogeneradores, que adornan cada vez más paisajes, son los molinos que transforman la energía del viento en electricidad.

El viento, como todos sabemos, es aire en movimiento. Y al haber movimiento, hay energía cinética. La energía cinética depende de la masa y la velocidad, de forma 0,5·m·v². La velocidad del aire es fácil de evaluar, pero debemos determinar cuál es la masa de aire que atraviesa el aerogenerador. Para ello, calcularemos su volumen y lo multiplicaremos por la densidad.

Considerando que las aspas del molino giran y forman un círculo, la masa de aire que cruza el aerogenerador tendrá forma de cilindro. ¿Cuál es la energía cinética contenida en dicho cilindro? Para calcularlo, supongamos un periodo de tiempo arbitrario t, durante el cual asumimos que la velocidad v permanece constante.

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La implantación de los aerogeneradores en el mar representa en la actualidad uno de los mayores retos para la continuación del desarrollo de la industria eólica europea, tal y como ha indicado la Asociación Eólica Europea (European Wind Energy Association, EWEA), al término de la Conferencia Eólica Europea organizada por esta misma asociación durante este mes de mayo. Los líderes europeos de la energía eólica marina son Dinamarca, que ya opera aproximadamente 400 MW marinos, seguida por el Reino Unido con casi 300 MW y Holanda con casi 140 MW. Además se prevé que una segunda ola de países europeos se unirán a la industria marina en los próximos tres años, con proyectos actualmente en promoción en Alemania, Suecia y Francia.

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Una empresa estadounidense está desarrollando un proyecto para almacenar la energía eólica excedente mediante aire compromido dentro de cavernas. El promotor del proyecto, Iowa Stored Energy Park (ISEP), cree que éste podría estar operativo a partir de 2011.

El proyecto desarrollado por ISEP parte de los excesos puntuales de la producción eólica ocasionados por la gran implantación de aerogeneradores en los estados de Iowa, Minnesota y Dakota. La solución ofrecida por ISEP se centra en los acuíferos de la localidad de Des Moines. Estas cavernas se encuentran a unos 1.000 metros de profundidad.

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Según afirmó Félix Avia, máximo responsable de investigación sobre Plantas Eólicas Marinas del Centro Nacional de Energías Renovables (CENER), durante una conferencia celebrada recientemente en Madrid, la instalación de parques eólicos en el mar permitirá incrementar la potencia eólica instalada, evitando, en parte, los obstáculos de los parques eólicos de tierra. Así mismo, puntualizó que el desarrollo marino es vital si la Unión Europea quiere alcanzar su objetivo de llegar a suministrar el 20% de sus necesidades energéticas con fuentes renovables. Este objetivo se ratificó como de obligado cumplimiento en la última Cumbre Europea de jefes de estado.

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