7. La Central Eólica

7. La central eólica

7.1. Introducción
La utilización de la energía eólica, es decir, el aprovechamiento de la fuerza del viento, es muy antigua. La primera
aplicación fue el uso de velas en los barcos. Posteriormente, hace unos dos mil quinientos años, aparecieron en la
antigua Persia (el actual Irán) los primeros molinos de viento, que se utilizaban para moler cereales y hacer harina o
para extraer agua de pozos. Desde Persia los molinos de viento se extendieron por todo el mundo. En Europa se
utilizan desde la Edad Media, especialmente en el Mediterráneo y en el Norte. En España son muy conocidos los
molinos de La Mancha (cerca de Toledo y Cuenca) y de las Islas Baleares. Durante el siglo XX se desarrollaron
molinos para producir electricidad, su principal utilización en la actualidad.
7.2. Tipos de molinos de viento
Los molinos de viento más utilizados son los siguientes:
CLASIFICACIÓN DE LOS MOLINOS DE VIENTO MÁS UTILIZADOS
Tipos Características Usos
AEROMOTORES
Transforman la energía
cinética del viento en
energía mecánica
Bombeo de agua de pozos
De pequeña
potencia
Casas de campo, viviendas aisladas,
veleros, etc.
AEROGENERADORES
Transforman la energía
cinética del viento en
energía eléctrica De gran
potencia
Se agrupan formando centrales
eólicas. Producen electricidad para la
red eléctrica.
7.2.1. Aeromotores
- Transforman la energía cinética del viento en energía mecánica de rotación.
- Se utilizan para mover otras máquinas, normalmente bombas de agua que extraen agua de pozos.
- La mayoría de aeromotores tienen el diseño que se llama molino multipala americano.
- Fue desarrollado en el siglo XIX y se puede encontrar por todo el mundo.
7.2.2. Grandes aerogeneradores
- Transforman la energía cinética del viento en electricidad.
- Tienen un tamaño muy grande.
- Se pueden instalar solos, pero lo más común es verlos en grupos formando lo que se llama un parque eólico o
central eólica.
- La energía eléctrica que producen se inyecta en la red eléctrica y va a parar a las viviendas y las industrias.
7.2.3. Pequeños aerogeneradores
- Transforman la energía cinética del viento en electricidad.
- Su tamaño es modesto, el rotor tiene entre 1 y 7 m de diámetro.
- Se utilizan en casas de campo, instalaciones aisladas y pequeños veleros.
- Tienen muy poca potencia, entre 200 W y 10 KW.
- La energía eléctrica que producen se almacena en baterías.
- Se complementan con energía solar o un generador diésel.
7.3. Grandes aerogeneradores
Los grandes aerogeneradores son las máquinas que más se han desarrollado en los últimos años y han permitido
que la energía eólica se convierta en una energía competitiva desde el punto de vista económico. A partir de ahora
nos centraremos en su estudio.
PARTES EXTERIORES DE UN GRAN AEROGENERADOR
- Palas: Están construidas con materiales ligeros y a la vez resistentes, normalmente plásticos como el poliéster o el
epoxi reforzados con fibra de vidrio. Tienen un perfil similar al del ala de un avión. Las palas de los grandes molinos
son de paso variable, lo que quiere decir que pueden girar sobre su eje para conseguir la mayor potencia posible en
función de la velocidad del viento.
- Rotor: Se llama rotor al conjunto de todas las palas. Normalmente los grandes aerogeneradores tienen un rotor de 3
palas (son tripalas), algunos modelos solamente tienen 2 (bipalas).
- Góndola: La góndola es la estructura que soporta y protege de los agentes atmosféricos al generador eléctrico y a
los elementos de control del aerogenerador.
- Torre: Está hecha de chapas de acero dobladas en forma prácticamente cilíndrica. Su función es mantener el rotor
elevado para hacer que aproveche mejor el viento.
- Freno aerodinámico: Si el viento es demasiado lento o demasiado rápido hay que parar el rotor. Para hacerlo se
utiliza el freno aerodinámico. Las puntas de las palas se giran y, de la misma manera que cuando sacamos la palma
de la mano por la ventana de un coche, el aire hace una gran fuerza de resistencia al avance, lo que hace que el
rotor se pare.
- Cimientos: Un gran molino está sometido a fuerzas que tienden a tumbarlo. De la misma manera que un árbol
necesita raíces para sostenerse, un aerogenerador necesita de unos cimientos que le permitan sujetarse firmemente
al terreno.
- Sensores: Los grandes aerogeneradores son máquinas inteligentes que necesitan captar información del exterior
para adaptar su funcionamiento a las características del viento, esta tarea la hacen los sensores. Los más
importantes son la veleta y el anemómetro. El anemómetro mide la velocidad del viento y la veleta mide la dirección
del viento.
¿Cómo funciona un gran aerogenerador?
El componente interior más importante es el generador. Haciendo girar rápidamente el eje del generador se produce
electricidad. Es el encargado de transformar la energía mecánica de la rotación del molino en energía eléctrica.
La electricidad producida por el generador es extraída del aerogenerador a través de unos cables que bajan por el
interior de la torre.
El generador está unido al rotor a través de dos ejes: el eje principal y el eje secundario. Estos ejes transmiten el
movimiento del rotor hasta el generador. El primero es muy grueso ya que tiene que sostener al rotor y soportar
grandes esfuerzos. El eje secundario es más delgado, es el que hace que gire el generador.
Entre los dos ejes está el multiplicador. El rotor gira poco a poco, alrededor de 20 veces por minuto. El generador, en
cambio, necesita girar muy rápidamente para producir corriente, unas 1500 veces por minuto. El multiplicador es una
caja de engranajes que hace que el eje del generador gire más rápidamente.
Se necesita un freno de seguridad para parar el generador cuando hay que repararlo o cuando hay algún problema
de funcionamiento. Esta función la realiza un freno mecánico.
Cuando el viento cambia es necesario que la góndola gire horizontalmente para poner las palas de cara al viento.
Para hacerlo dispone de un mecanismo de giro accionado por un motor eléctrico.
El elemento que decide hacia dónde hay que orientar el molino es un ordenador situado en el interior de la góndola.
Un sensor exterior, la veleta, le indica cuál es la dirección del viento en cada momento.
El ordenador también necesita saber la velocidad del viento. Esta información le es suministrada por otro sensor: el
anemómetro.
Si el viento es muy débil el molino no se puede conectar a la red. Si el viento es demasiado fuerte puede
estropearse. En estas situaciones el ordenador frenará el molino accionando el freno aerodinámico de las palas.
Recuerda que las palas de los grandes aerogeneradores son de paso variable, es decir, pueden girar sobre su eje
para adaptarse mejor al viento que sopla y obtener más energía. También es una función del ordenador determinar
cuál es el ángulo adecuado en cada momento.
La potencia de un molino de viento depende del diámetro de su rotor.

7.4. La central eólica
Los grandes aerogeneradores se agrupan formando centrales eólicas. Otro nombre que reciben es el de parques
eólicos. Normalmente hay entre 30 y 100 molinos, aunque puede haber centenares. Buscar un emplazamiento para
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una central es complejo ya que hacen falta lugares ricos en viento (normalmente zonas de montaña) pero donde no
se cree un impacto ambiental, especialmente visual, demasiado grande.
La electricidad generada por los molinos de una central eólica se inyecta en la red eléctrica y se distribuye a las
casas y las industrias. Antes de que salga de la central se eleva la tensión para poder transportarla. Desde el centro
de control un equipo de técnicos y ordenadores gobierna la central.
7.5. Energía eólica en España
España es el cuarto productor mundial de energía eólica, detrás de China, Estados Unidos y Alemania. La potencia
total instalada hasta el año 2010 era de 19 813 MW, suficiente para dar suministro eléctrico a casi diez millones de
familias. Esta cantidad no para de crecer y se prevé que en el 2020 será de unos 36 000 megavatios.
Algunas comunidades autónomas han llegado a una producción eólica considerable. Castilla y León, por ejemplo,
generó en el año 2009 un 76 % de la potencia total eléctrica gracias a la energía eólica. Además de Castilla y León
destacan Castilla-La Mancha, Galicia, Andalucía y Aragón.
7.6. Energía eólica en el mundo
La energía eólica es la forma de energía que más está creciendo a nivel mundial en la actualidad. Las causas son la
reducción de los precios de producción gracias al desarrollo tecnológico y que muchos países están haciendo
políticas para favorecer este tipo de energía no contaminante. Los principales productores son China, Estados
Unidos, Alemania, España y la India.
7.7. Ventajas e inconvenientes de la energía eólica
VENTAJAS:
- No emite ningún contaminante ni genera ningún residuo peligroso.
- Es una energía renovable, se regenera de forma natural.
- Tiene un coste competitivo, similar al de otras energías no renovables.
- Las centrales eólicas se construyen en poco tiempo.
INCONVENIENTES:
- Puede provocar un gran impacto visual en ciertos emplazamientos.
- Su producción es discontinua.