Rol de la Tecnología en el Desarrollo Sostenible: El blog de Milagros Salazar: CONOCIENDO UN POCO SOBRE PARQUES EÓLICOS

El viento es una de las fuentes renovables y limpias usadas para generar energía eléctrica, y lo hacen a través de aerogeneradores, que son generadores eléctricos que posibilitan la transformación de energía cinética del viento en energía mecánica a través de una hélice y finalmente en electricidad gracias a un transformador.

Un solo aerogenerador no es suficiente para abastecer las necesidades de una población, y por este motivo el conjunto de aerogeneradores trabajando en un mismo espacio se conoce como parque eólico. Estos pueden construirse en tierra o en el mar. Aunque los primeros son más comunes, los marítimos han alcanzado un importante crecimiento en los últimos años, especialmente en Europa, en donde la energía eólica está cobrando mayor relevancia.

El funcionamiento de un parque eólico se basa en cómo trabaja el conjunto de aerogeneradores. Aunque hay muchos tipos de aerogeneradores, todos tienen componentes básicos que trabajan de la misma forma en todos los casos, como se explica a continuación:

Las aspas comienzan a girar por acción del viento.
Las cuchillas giran, capturando energía cinética y girando el eje impulsor (también llamado rotor) al que están conectadas.
Algunas turbinas eólicas pueden girar para enfrentar el mejor ángulo para enfrentar el viento. Esto se hace con un mecanismo de control de tono.
El cuerpo principal de la turbina (góndola) que se encuentra detrás de las palas contiene la caja de cambios, el generador, los anemómetros (dispositivos de medición de velocidad), los frenos y los transformadores. La caja de engranajes convierte la rotación de baja velocidad del eje de transmisión en rotación de alta velocidad para impulsar el generador.
El generador toma la energía cinética y la convierte en energía eléctrica.
La corriente eléctrica producida por el generador fluye a través de un cable que baja por el interior de la torre de la turbina.
Los anemómetros y veletas miden la velocidad y dirección del viento.
Un motor de guiñada debajo de la góndola controla en qué dirección se enfrenta la góndola para capturar la mayor cantidad de electricidad y los frenos evitan que los rotores giren si es necesario.
Un transformador elevador convierte la electricidad a un voltaje más alto para que pueda transmitirse eficientemente a la red eléctrica.

LOS PARQUES EÓLICOS TERRESTRES MÁS GRANDES DEL MUNDO

1. PARQUE EÓLICO DE GANSU, CHINA

Capacidad planificada de 20 GW, de los cuales actualmente están instalados alrededor de 8 GW. Al finalizar, contará con aproximadamente 7.000 turbinas eólicas en todo el proyecto.

2. CENTRO DE ENERGÍA EÓLICA ALTA, EE. UU.

Con una capacidad instalada combinada de poco más de 1,5 GW, el Centro de Energía Eólica Alta (AWEC) está ubicado en Tehachapi, California, y es el mayor parque eólico terrestre de los Estados Unidos. Comprende 600 unidades de turbinas operativas.

3. PARQUE EÓLICO MUPPANDAL, INDIA

Es el parque eólico terrestre operativo más grande de la India. Tiene una capacidad instalada de 1.500 megavatios (MW).

4. PARQUE EÓLICO JAISALMER, INDIA

Capacidad instalada de 1.064 MW. Es el segundo proyecto eólico terrestre más grande del país después del Parque Eólico Muppandal.

5. PARQUE EÓLICO SHEPHERDS FLAT, EE. UU.

Ubicado cerca de Arlington en el estado estadounidense de Oregón, el parque eólico Shepherds Flat tiene una capacidad instalada de 845 MW. Cuenta con 338 turbinas individuales.

6. PARQUE EÓLICO MEADOW LAKE, EE. UU.

El parque eólico Meadow Lake se extiende por las regiones de Brookston y Chalmers de Indiana, EE. UU., y tiene una capacidad instalada de 801,25 MW. Actualmente tiene seis fases operativas, que comprenden 414 turbinas, la más reciente de las cuales entró en funcionamiento en 2019.

El proyecto tiene una capacidad objetivo final de 1 GW, lo que lo convertiría en uno de los parques eólicos terrestres más grandes del mundo.

7. PARQUE EÓLICO ROSCOE, EE. UU.

Con una capacidad de 781,5 MW, el parque eólico Roscoe está ubicado a 45 millas al suroeste de Abilene en Texas, EE. UU. Comprende 627 turbinas eólicas individuales, que entraron en funcionamiento en 2009.

8. CENTRO DE ENERGÍA EÓLICA HORSE HOLLOW, EE. UU.

Ubicado en el condado de Taylor y Nolan, Texas, EE. UU., el Centro de Energía Eólica Horse Hollow tiene una capacidad instalada de 735,5 MW.

9. PARQUE EÓLICO CAPRICORN RIDGE, EE. UU.

También con sede en Texas, EE. UU., Capricorn Ridge comprende 407 unidades de turbina con una capacidad de potencia total de 662,5 MW.

10. PARQUE EÓLICO FOWLER RIDGE, EE. UU.

El parque eólico tiene una capacidad instalada de 750 MW, que es suficiente energía para satisfacer las necesidades de consumo de 200.000 hogares estadounidenses promedio.

LOS PARQUES EÓLICOS MARINOS MÁS GRANDES DEL MUNDO

1 WALNEY EXTENSION. REINO UNIDO

Consta de 87 turbinas que miden unos increíbles 195 metros de altura cada una. Produce 659 Megavatios de energía. Walney Extension forma parte de Walney Wind Farms, un grupo de parques eólicos marinos a 14 km al oeste de Walney Island, en la costa de Cumbria. El grupo, operado por Ørsted consiste en Walney Phase 1, Walney Phase 2 y Walney Extension. La suma de los tres otorga una capacidad total a Walney Wind Farms de 1.026 MW.

2. LONDON ARRAY. REINO UNIDO

Cuenta con 630 MW de potencia. Las instalaciones comprenden 175 aerogeneradores, una subestación en tierra y dos subestaciones en alta mar.

3. GEMINI WIND FARM. HOLANDA

Tiene 600 MW de capacidad que se encuentra a 85 kilómetros de la costa holandesa al norte de Groningen. El parque consta de 150 turbinas eólicas.

4. GODE WIND 1 Y 2. ALEMANIA

Gode Wind 1, 2 y 3 son parques eólicos marinos situados al noroeste de Norderney en el sector alemán del Mar del Norte. Las fases 1 y 2 de Gode Wind están operativos (584 MW), mientras que Gode Wind 3 se está construyendo todavía.

La capacidad combinada de los tres proyectos será de hasta 900 MW. Gode 1 tiene una capacidad de 332 MW, Gode 2 tiene una capacidad de 252 MW y Gode 3 tendrá una capacidad de 316 MW. Serán 154 turbinas de 6 MW.

5. GWYNT Y MÔR. REINO UNIDO

Con una capacidad instalada de 576 megavatios (MW), Gwynt y Môr es el segundo parque eólico marino más grande del mundo. En total, 160 turbinas producirán la suficiente energía para abastecer de electricidad renovable a más de 400.000 hogares cada año.

6. RACE BANK. REINO UNIDO

El parque eólico está dotado de 91 aerogeneradores Siemens de 6 MW con características de mejora del rendimiento que le dotan de una capacidad de 573 MW con la que producirá electricidad suficiente para alimentar a más de 400.000 hogares británicos cada año.

7. GREATER GABBARD. REINO UNIDO

El parque eólico marino Greater Gabbard cuenta con una potencia instalada de 504 MW y consta de 140 turbinas de 3,6 MW cada una.

8. DUDGEON. REINO UNIDO

El parque cuenta con 67 turbinas de 6 MW y una capacidad nominal (potencia máxima) de 402 MW.

9. VEJA MATE. ALEMANIA

El parque eólico marino Veja Mate tiene una capacidad de 402 MW y está dotado con 67 turbinas, cada una con una capacidad de 6 MW.

10. ANHOLT. DINAMARCA

El parque eólico marino Anholt cuenta con una potencia instalada de 400 MW y consta de 111 turbinas eólicas de 3,6 MW cada una.

10. BARD OFFSHORE 1. ALEMANIA

Bard Offshore 1, ubicado a 100 kilómetros al noroeste de la isla de Borkum en el Mar del Norte, cuenta con una potencia instalada de 400 MW y cubre un área de 60 km² con 80 turbinas de 5 MW cada una.

10. GLOBAL TECH 1. ALEMANIA

Global Tech I (GTI) es un parque eólico marino de 400 MW construido en el Mar del Norte en Alemania y cuenta con 80 aerogeneradores de 5 MW cada uno.

VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA

La energía eólica comienza a tener cada vez más un posicionamiento creciente en la producción de energía y el reconocimiento de ser una de las energías menos contaminantes y seguras en el panorama energético. Cabe destacar las siguientes ventajas:

Es un tipo de energía renovable y gratuita ya que tiene su origen en procesos atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del Sol.
Es una energía limpia al no requerir una combustión, por lo que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes.
Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas o muy empinadas para ser cultivables.
Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc.
Necesidad de gran número de operarios especializados en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalación.
Su instalación es rápida, entre 4 y 9 meses.
Su inclusión en una red eléctrica permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas.
Permite la combinación con otros tipos de energía, como puede ser la energía solar fotovoltaica, permite el autoabastecimiento de energía en viviendas, logrando autonomías superiores a las 82 horas y terminando así con la necesidad de conectarse a redes de suministro.
Es posible construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalación y mantenimiento. Los parques offshore son especialmente importantes en los países del norte de Europa como Dinamarca.

DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA

La principal desventaja de la energía eólica es nuestra incapacidad para controlar el viento. Al ser una energía poco predecible no puede ser utilizada como única fuente de generación eléctrica. Para salvar los momentos en los que no se dispone de viento suficiente para la producción de energía eólica es indispensable un respaldo de las energías convencionales y el resto de renovables. Hay varios factores de tipo técnico y medioambiental, como los siguientes:

Plazo de desarrollo. Desde que un promotor empieza a construir un parque eólico hasta que éste inicia su vertido de energía a la red eléctrica pueden pasar 5 años.
Variabilidad. Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas de forma instantánea, aumentando la producción de las centrales térmicas, pues de no hacerse así se podrían producir apagones.
Almacenamiento imposible. La energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o de lo contrario se pierde.
Necesidad de infraestructuras. Los parques eólicos suelen situarse en zonas apartadas o en el mar, lejos de los puntos de consumo, y para transportar la energía eléctrica se requieren torres de alta tensión y cables de gran capacidad que pueden salvar importantes distancias y causan impacto en el paisaje. En este proceso, además, suele perderse energía.
Vulnerabilidad a los huecos de tensión. Uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado ‘hueco de tensión’ (reducción brusca de la tensión en una fase de la red eléctrica, seguida de una vuelta a los valores normales, todo ello en milisegundos). Las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser dañados y, por tanto, provocan falta de suministro.
Demasiado viento no ayuda. Si el viento supera las especificaciones del aerogenerador, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento de altas velocidades la estructura puede resultar dañada. La producción eléctrica desciende y afecta a la planificación de producción prevista.
Impacto medioambiental. Los parques eólicos suelen ocupar grandes espacios y se localizan en parajes naturales transformando el paisaje original. Es necesario realizar estudios de impacto ambiental previos para evitar que perjudiquen a las aves migratorias o al paisaje.

A continuación se muestra un gráfico con la tendencia en generación de electricidad por fuente desde 1985 al 2018, donde se puede apreciar el incremento de las energías renovables como fuente de generación de electricidad a través de los años.

Así mismo, en la siguiente gráfica se puede observar las principales fuentes para generación de electricidad en 2018 en el mundo, donde la energía eólica representa el 4,8% del 25,1% generado por las energías renovables. Posicionándose de segunda, detrás de la energía hidráulica.

Por último, la siguiente gráfica muestra cuánto representa la energía eólica y otras fuentes de energía, en el consumo de energía por país en 2018. Allí puede observarse que la mayor parte de la electricidad consumida por países como Dinamarca, España, Portugal, Alemania, España, Irlanda y Reino Unido proviene de la energía eólica.