La Energía Eólica o Energía por Viento

El viento es un fenómeno meteorológico ocasionado cuando el  aire de una zona de alta presión baja a una zona de baja presión. Esto se debe a que el Sol calienta de una manera desigual la superficie de la tierra. El Sol irradia la cantidad de 174,423 x 109 kWh de enrgía hacia la Tierra y solo del 1 al 2% de toda esta energía se convierte en Energía Eólica. El Sol es una fuente muy poderosa de energía y hace que el viento sople y nosotros debemos aprovechar estos recursos para una mejor calidad de vida.

Origen de los vientos

El calentamiento dispar de la superficie terrestre por acción de la radiación solar es el principal causante de los vientos. En las regiones ecuatoriales se produce una mayor absorción de radiación solar que en las polares; el aire caliente que se eleva en los trópicos es reemplazado por las masas de aire fresco superficiales proveniente de los polos. El ciclo se cierra con el desplazamiento, por la alta atmósfera, del aire caliente hacia los polos.

 

Esta circulación general, que sería la observada si la tierra no girase, se ve profundamente alterada por el movimiento de rotación de la tierra generando zonas de vientos dominantes que responden a patrones definidos. A lo largo de un año las variaciones estacionales de la radiación solar incidente provocan variaciones en la intensidad y dirección de los vientos dominantes en cada uno de los puntos de la corteza terrestre.

 

Además del movimiento general de la atmósfera, que define los vientos dominantes en las grandes regiones de la tierra, al estar ésta más caliente, existen fenómenos de características locales que originan estructuras particulares de los vientos. Tal es el caso de las brisas de tierra y de mar, motivadas por el calentamiento desigual de las masas de aire. Durante el día se generan a lo largo de la costa vientos desde el mar hacia tierra, revirtiéndose el proceso en horas nocturnas. Un fenómeno similar sucede en zonas montañosas donde las brisas de montaña y de valle son originadas por el calentamiento del aire en contacto con las laderas, generándose corrientes ascendentes durante las horas de sol y descendentes durante la noche.

Historia de la Energía Eólica

El uso más antiguo de la energía eólica del que se tiene documentación es como medio de locomoción. Existen dibujos egipcios, de 5000 años de antigüedad, que muestran naves con velas utilizadas para trasladarse por el Nilo. Aunque también se dice que los sumerios fueron los que construyeron las primeras embarcaciones a vela hace 3,500 años

 

Las primeras máquinas eólicas de las que se tiene documentación datan del siglo VI d.c.. Eran de eje vertical y se las utilizaba para moler granos y bombear agua en la región de Sijistán, entre Irán y Afganistán. Existen indicios, aunque no demostrados, de que el uso de estos molinos, denominados panémonas, se remonta según distintos autores a entre 200 y 500 años antes de nuestra era

Con posterioridad, y especialmente en las islas griegas del Mediterráneo, se desarrollaron molinos de viento de eje horizontal cuya principal característica fue la utilización de velas triangulares a modo de palas.

 

Aún hoy son utilizados en la isla griega de Mikonos para moler granos. Es de destacar que este tipo de diseño permite ajustar la superficie de captación, según la velocidad del viento, arrollando las velas en sus "mástiles". En el siglo XI d.c. los molinos de viento eran extensivamente utilizados en el Medio Oriente. Recién en el siglo XIII y como consecuencia de las Cruzadas fueron introducidos en Europa.

Descubriendo el hilo negro

Los pioneros de la turbina eólica fueron el estadounidense Charles Francis Brush (1849-1929) y el danés Poul la Cour (1846-1908) quienes hicieron varias pruebas para conocer la energía que se podía generar aprovechando el viento.

En los últimos años esta energía se ha aprovechado en muchos países con resultados sorprendentes en cuanto a la generación de energía sin contaminar el ambiente, pero esto es solo el inicio ya que el empleo de turbinas ha aumentado más del 25% por año, se estima que para el 2050 la tercera parte del mundo estará utilizando la energía del viento.

¿COMO FUNCIONA LA ENERGÍA EÓLICA?

La energía se transforma de la energía cinética del viento a través de aerogeneradores que al mover las hélices con un sistema mecánico mueve un rotor de un generador, por lo regular un alternador, generando así la energía. La cantidad de energía transferida al rotor por el viento depende de la densidad del aire.

Estos aerogeneradores pueden utilizarse para una vivienda aislada, una granja o rancho usando equipos de baja potencia y cuando se requiere un suministro mayor donde se utilices varios aerogeneradores creando así los parques eólicos y pueden instalarse tanto en tierra firme (onshore) como en el mar (offshore).

LA MEJOR LOCALIDAD

Es muy importante que el viento sea uniforme y constante para que pueda ser aprovechado. Construcciones, flora o algunos obstáculos geológicos pueden ser factores para que el viento sea intermitente y cause turbulencias que a su vez impedirán el buen funcionamiento de las turbinas. Otro factor importante es la densidad del aire que afecta a la productividad del aerogenerador. Las condiciones más optimas se dan con temperaturas frías y aire denso, en climas más calurosos puede tener la misma velocidad pero menor densidad siendo menos efectiva.

Contrario a lo que se puede pensar, a mayor velocidad puede haber deterioro en el sistema, un aerogenerador produce energía a partir de los 4 metros por segundo (m/s), equivalente a 15Km/h, su máxima velocidad es de 12 a 15 m/s (40 a 55 Km/h ) deteniéndola totalmente cuando alcanza los 25m/s (90 km/h).

 

Existen dos tipos de aerogeneradores:

De eje vertical ó VAWT (Vertical Axis Wind Turbine) Este tipo de sistemas no requieren de orientación lo que es una ventaja pues su mecanismo de orientación se simplifica, pueden estar a ras de suelo sin necesidad de una estructura de grandes dimensiones.

 

Los rotores Darrieus, inventados por G.J.M. Darrieus en Francia en la década del 20, son los principales competidores de los rotores de eje horizontal. Su fuerza esencial está en la sustentación, aun cuando su arranque es casi nulo, realizan potencias altas por unidad de peso del rotor y por unidad de costo.

 Aerogenerador de Eje Vertical 

De eje horizontal o HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine)  Este tipo de aerogeneradores son los que se utilizan con mayor frecuencia pues aunque su instalación y tamaños son más complejos, su eficiencia en general energía es mayor en comparación con las de eje vertical.

 

Regularmente son de 3 aspas que están unidas a una estructura rígida llamada navecilla en donde están ubicados los dispositivos donde se genera la conversión de energía. Por ejemplo, las turbinas destinadas a la producción de electricidad a través de un generador eléctrico, esta acoplado al eje del rotor a través de un multiplicador y se encuentra en la navecilla

 Aerogenerador de Eje Horizontal 

Al margen de algunas experiencias aisladas como la del aerogenerador de 100 kW nominales instalado en Balaclava, URSS, que operó entre 1931 y 1942 o el aerogenerador 1,25 MW instalado en Grandpa's Knob, Vermont, USA en 1940, es a partir de comienzos de la década del 80 que la utilización del recurso eólico para generación de energía eléctrica experimentó un salto cualitativo y cuantitativo espectacular.

La energía eólica o el primer parque eólico en funcionamiento en México se inauguró en el Istmo de Tehuantepec en 1994, en ese entonces se instaló el primer parque eólico llamado “Venta I” con una capacidad de 1,5 MW. Así pasaron varios años hasta que llegó el 2007 cuando la energía eólica en México tomó fuerza y de ese año a la fecha se pasó de 1,5 MW a 1263 MW.

Vamos al grano, en México ya es común escuchar sobre la energía eólica, ya que es la renovable más conocida en el país hasta ahora. Se sabe que junto con Brasil somos líderes del sector en América Latina, pero ¿Cuántos parques eólicos existen en México?

 

Parques eólicos de México en funcionamiento:

1.La Venta

2.La Venta II

3. Parques Eólicos de México

4. Eurus

5. Bii Nee Stipa

6. La Mata-La Ventosa

7. Fuerza Eólica del Istmo

8. Oaxaca II

9. Oaxaca III

10. Oaxaca IV

11. Bii Nee Stipa II

12. Fsze I

13. La Venta III

14. Oaxaca I

15. Fuerza Eólica del Istmo-Fase II

16. Piedra Larga Fase I

Empresas propietarias de parques eólicos en México:

1. Comisión Federal de Electricidad

2. Iberdrola Energías Renovables

3. Acciona Energía

4. Eléctrica del Valle de México

5. Peñoles

6. Enel México

7. Gamesa Energía

8. Energías Ambientales de Oaxaca

9. Demex

En donde hay parques eólicos instalados en México:

1. La Venta

2. La Ventosa

3. Municipio de Juchitán de Zaragoza

4. Municipio de El Espinal

5. La Mata

6. Asunción Ixtaltepec

7. Santo Domingo Ingenio

8. Unión Hidalgo

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