Las turbinas eólicas se colocan estratégicamente en lugares con mucho viento para brindarles la mejor oportunidad de generar la mayor cantidad de energía, pero ¿cuánta energía produce un viento? en realidad, ¿producir turbinas?
Todos sabemos que el mundo necesita más fuentes de energía renovables; independientemente del tema del cambio climático, debe enfrentar el hecho de que los combustibles fósiles son un recurso finito y, eventualmente, sin. Si queremos vivir en el cómodo mundo impulsado por la electricidad que tenemos ahora, necesitamos encontrar fuentes alternativas.
Algunas de las fuentes de energía renovable que podemos usar incluyen la solar, eólica, de biomasa y geotérmica, y aunque ninguna tecnología única será la respuesta, reunirlos todos ayuda a liderar el camino a seguir.
Muchas personas han descubierto que el cambio de planes energéticos tradicionales impulsados por combustibles fósiles a suscripciones ilimitadas de energía renovable permite el acceso instantáneo a energía limpia, sin la gran inversión de cosas como paneles solares.
Otra fuente de energía limpia que ya ha estado creciendo en todo el mundo son las turbinas eólicas. Estas son estructuras enormes que se colocan estratégicamente en lugares con viento perpetuo, para darles la mejor oportunidad de generar la mayor cantidad de energía.
Pero, ¿cómo funcionan realmente las turbinas eólicas?
¿Cómo es el viento? ¿Energía producida?
La energía eólica se produce cuando aprovechamos el poder del flujo de aire de nuestra atmósfera para crear electricidad. Las turbinas eólicas hacen esto capturando la energía cinética del viento (por ejemplo, la energía en movimiento).
Actualmente existen tres tipos diferentes de energía eólica, energía eólica a gran escala, energía eólica distribuida (pequeña) y energía eólica marina.
La energía eólica marina incluye turbinas de todos los tamaños que entregan su energía a la red y son utilizadas por empresas de servicios públicos.
La energía eólica marina es exactamente lo que parece como: estas son enormes turbinas eólicas que se construyen en el mar y generan la mayor cantidad de energía.
Por supuesto, no toda la electricidad que circula por la red eléctrica proviene de fuentes limpias como la eólica y la solar, la mayoría de todavía proviene de la quema de combustibles. Incluso los combustibles renovables omiten gases nocivos, por lo que debemos ser conscientes de dónde proviene nuestra energía.
Es posible que no sepa esto, pero en muchos estados puede elegir de dónde proviene su energía. Capacitamos a nuestros clientes para que elijan energía que proviene de fuentes limpias, en lugar de fuentes dañinas. Nuestros clientes eligen energía limpia y un plan de suscripción adecuado para ellos, de modo que obtienen una factura mensual estable, con la satisfacción de que están ayudando al mundo a ser más ecológico. Si desea obtener más información sobre cómo podemos ayudarlo, haga clic aquí.
¿Cómo funcionan las turbinas eólicas?
Las turbinas eólicas son relativamente fáciles de entender, y a menudo se entienden más fácilmente cuando piensas en ellos como un molino de viento histórico que usaría energía eólica para moler grano.
Cuando el viento pasa por la pala de una turbina eólica, la fuerza es atrapada por él (esto es llamado captura de su energía cinética), por lo que la turbina comienza a girar. La energía ahora se considera energía mecánica. Al igual que con el molino de viento, este gira un eje interno. A diferencia de un molino de viento tradicional, los ejes de las turbinas eólicas están conectados a una caja de cambios que ayuda a aumentar la velocidad de forma masiva, por lo general 100 veces más.
Este giro está conectado a un generador, que produce la electricidad.
Eso es todo lo que realmente necesita saber, pero si está interesado en los términos técnicos, estos mismos elementos se denominan mástil, góndola y rotor. El mástil soporta el rotor y la góndola, y la góndola contiene las partes mecánicas. Los mástiles o torres son huecos y predominantemente de acero. Las palas están hechas de fibra de vidrio reforzada con poliéster, epoxi reforzado con fibra de vidrio o epoxi reforzado con fibra de carbono, lo que las hace increíblemente fuertes pero también lo suficientemente ligeras para que las fuerzas del viento relativamente suaves las hagan girar.
Una turbina eólica las palas se parecen mucho a las alas de un avión; el viento hace que la turbina de tres palas gire porque la fuerza de elevación es mayor que la fuerza de arrastre. Hay tres porque esto produce el mejor compromiso entre la velocidad de rotación y la confiabilidad mecánica.
El rotor está conectado a un generador a través de una serie de engranajes para que la velocidad de rotación se incremente en el orden de 100 veces. Esto permite que el generador produzca electricidad y no sea demasiado grande ni costoso. Las computadoras controlan el paso de las palas y la dirección en la que apuntan para producir la máxima potencia.
La mayoría de las turbinas eólicas terrestres actuales tienen una potencia nominal de 2.5-3 MW (megavatios), con palas de aproximadamente 50 m de longitud, aproximadamente la mitad la longitud de un campo de fútbol. ¡Hace solo 30 años, las palas tenían solo 15 m de largo!
¿Las turbinas eólicas producen CA o CC?
Los generadores de electricidad producen electricidad de corriente alterna (CA).Algunas turbinas contienen un convertidor que cambia la CA a CC (corriente continua) y viceversa para que la electricidad producida coincida con la frecuencia y la fase de la red a la que está conectada. La diferencia entre estas corrientes es que en las corrientes de CA, los electrones siguen cambiando de dirección, mientras que en las corrientes de CC, solo fluyen en una dirección.
¿Cuáles son los diferentes tipos de turbinas eólicas?
Con mucho, el tipo más común de aerogenerador es el aerogenerador de eje horizontal (HAWT). Este es el que se ha convertido en un espectáculo común ya sea de forma individual y en pequeños grupos o en gran número en parques eólicos. Se parecen a la hélice de un avión en una torre.
Las turbinas de eje vertical, por otro lado, han sido descritas con aspecto de batidores de huevos. Las turbinas de eje vertical suelen tener dos palas unidas en la parte superior e inferior de un rotor vertical. Estos pueden ser bastante grandes, pero han pasado de moda porque no son tan eficientes como las turbinas de eje horizontal.
Hay varios otros que se han descartado como inferiores o que todavía están en la etapa de prototipo, incluido el aerogenerador aerotransportado que está desarrollando Altaeros Energies. Esta turbina eólica es un poco como un cruce entre un globo y una turbina eólica y, en teoría, sería una opción mucho más atractiva visualmente, ya que no afectaría el paisaje. Solo el tiempo dirá si alguna de estas son alternativas viables a los HAWT que se utilizan actualmente en todo el mundo.
¿Cómo producen energía las turbinas eólicas?
Una turbina eólica está diseñada para convertir la energía cinética del viento en electricidad. El rotor de palas está conectado a un generador a través de una serie de engranajes de modo que la velocidad de rotación aumenta en el orden de 100 veces. Esto permite que el generador produzca electricidad sin ser demasiado grande ni costoso. La electricidad producida por la turbina eólica se transmite comúnmente a la red eléctrica.
¿Cuál es el tipo de turbina eólica más eficiente?
A partir de 2020, el líder en eficiencia de turbinas eólicas es el diseño grande, de tres palas y eje horizontal, por lo que se han desplegado más de 300.000. Las palas aerodinámicas generan más electricidad que cualquier otro diseño, tanto porque la elevación producida mueve las palas más rápido como porque cada paleta se mueve a través de aire «limpio».
Además, debido a que las computadoras controlan la orientación de las palas, siempre están operando a su potencial óptimo. Los diseños de eje vertical y otros diseños de eje horizontal no pueden competir.
La otra ventaja del HAWT de tres palas es que escalan muy bien, mucho mejor, de hecho Las grandes turbinas generan cantidades igualmente grandes de electricidad, lo cual para la generación de electricidad a escala de servicios públicos es vital.
¿Cuánta energía produce una turbina eólica?
Una turbina eólica moderna comienza a producir electricidad cuando la velocidad del viento alcanza de 6 a 9 millas por hora (mph) y tiene que apagarse si supera las 55 mph (88,5 kilómetros por hora) cuando su mecanismo estaría en peligro de sufrir daños. Así que, si bien pueden generar electricidad durante la mayor parte del tiempo, hay otras veces que tienen que b Se apaga.
También hay una reducción causada por las inevitables ineficiencias involucradas en el mecanismo, la mayoría de las turbinas eólicas operan a alrededor del 30% – 40% de eficiencia, aunque esto puede aumentar al 50% en condiciones ideales de viento.
Se calcula que una turbina eólica terrestre promedio con una potencia de 2,5 a 3 megavatios puede producir más de 6 millones de kWh cada año. Una turbina marina de 3.6 MW puede duplicar eso.
¿Cuánta energía produce una turbina eólica por rotación?
Las turbinas eólicas son cada vez más grandes y producen más y más electricidad todo el tiempo. En 2018, el gigante energético sueco Vattenfall instaló la primera de 11 de sus turbinas de 8,8 MW, fabricadas por Vestas, frente a la costa de Escocia. Estas colosales turbinas tienen una altura total de 191 m (627 pies) y cada pala mide 80 m (262 pies) de largo. Según Adam Ezzamel, director de proyectos del Centro de implementación de energía eólica marina europea, «solo una rotación de las palas puede alimentar una casa promedio en el Reino Unido durante un día».
¿Puede 1 turbina eólica alimentar una casa?
Existen alternativas a los gigantes de las turbinas eólicas que se utilizan para generar electricidad a escala de servicios públicos. Las pequeñas turbinas eólicas de 100 kilovatios o menos se pueden utilizar para alimentar directamente una casa o una pequeña empresa. Pueden generar energía en la misma como paneles solares, en el sentido de que la energía se puede almacenar para su uso en baterías, y debe poder alimentar una casa o lugar de trabajo en un día ventoso. El problema surge cuando el viento baja durante días o sube demasiado para que la turbina eólica funcione sin dañarse.
El otro problema, más grande, es que instalar una turbina eólica o paneles solares tiene un costo enorme. Una solución más fácil es simplemente cambiar su plan de energía impulsado por combustibles fósiles en casa o en la oficina a una suscripción ilimitada de energía limpia. r ahorros instantáneos, y no hay tarifa de instalación.
Aunque la instalación de paneles solares o una turbina eólica puede resultar rentable a muy largo plazo, no es una inversión económica que muchas personas puedan hacer.
Si decide instalar uno, las turbinas pueden montarse en el techo o ser independientes, según la situación. En casos muy raros, el exceso de electricidad generada puede inyectarse a la red y generar dinero para el propietario (al igual que los paneles solares).
Este es un sector en crecimiento del mercado (incluso puede comprarlos en Amazon) y, con el tiempo, puede ser tan importante como los parques eólicos, ya que buscamos fuentes de energía sostenibles más baratas.
Lo mejor de la energía eólica es que es gratuita, ¡y hay mucha! Se espera que, eventualmente, hasta el 50% de las necesidades energéticas puedan ser cubiertas por la fuerza del viento. Casi la mitad de la electricidad de Dinamarca proviene del viento. A fines de 2018, la capacidad mundial de electricidad generada por el viento alcanzó casi los 600 gigavatios, y Estados Unidos contribuyó con 96,665 MW. La Administración de Información Energética de EE. UU. Estima que en 2020 entrarán en funcionamiento otros 14.300 MW de energía eólica.
La energía eólica no es la respuesta completa a las necesidades energéticas del mundo, pero ya está desempeñando un papel vital para para adaptarnos a un futuro más limpio y sostenible.