Introducción a la Energía Eólica

Introducción a la Energía Eólica

• El seminario "100% gratis Introducción a las energías renovables" es una iniciativa del Centro Inteligencia en Oro Energía.
• El objetivo del seminario es proporcionar conocimiento sobre energías renovables, incluyendo la energía eólica.

La Energía Eólica: Una Perspectiva Mundial

• La energía eólica fue la primera energía renovable utilizada por la humanidad.
• Los molinos de viento son ejemplos de la utilización temprana de la energía eólica.
• La energía eólica es una fuente renovable con mucho potencial, pero su efectividad depende de la ubicación geográfica, la variabilidad del viento y la distribución de la velocidad del viento a lo largo del tiempo.
• Las regiones con mayor disponibilidad de viento, como las de África, son ideales.
• La combinación de la energía eólica con otras renovables, como solar y biomasa, es crucial para sistemas energéticos sostenibles.

El Crecimiento de la Energía Eólica

• La cantidad de energía eólica instalada a nivel mundial ha aumentado exponencialmente cada año.
• Este crecimiento se debe a la mayor eficiencia y tamaño de las turbinas, que ahora alcanzan diámetros de hasta 160 metros.
• Las turbinas más grandes son más eficientes y reducen el costo por megavatio.

Retos de la Energía Eólica

• El principal reto es la disponibilidad de viento, que es intermitente y varía en el tiempo.
• La energía eólica no está disponible las 24 horas del día.

Costo de la Energía Eólica

• El costo de la energía eólica ha disminuido significativamente en las últimas décadas.
• Fluctuaciones de precio: Se registraron aumentos en 2006 debido a la crisis del gas natural causada por un conflicto en Rusia, lo que impulsó la demanda de energías renovables.
• Luego, los precios volvieron a bajar.

Producción de Energía Eólica a Nivel Mundial

• China es el mayor productor mundial de energía eólica, seguido de Estados Unidos.
• Dinamarca tiene una proporción importante de energía eólica en su matriz energética.
• Las principales empresas en la industria eólica incluyen: Vestas (Dinamarca), General Electric (EEUU), Gamesa (España) y empresas chinas.

Historia de la Energía Eólica

• La energía eólica no es una tecnología nueva.
• Los molinos de viento se utilizaban antiguamente para moler grano.
• Se han intentado diferentes métodos para generar electricidad a partir del viento.
• La energía eólica moderna se basa en diseños de turbinas eólicas.

Cómo Funciona la Energía Eólica

• La energía eólica aprovecha la energía cinética del viento para generar electricidad.
• La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto (1/2 * masa * velocidad²).
• La producción de energía eólica se ve afectada por la densidad del aire, influenciada por la temperatura y la altitud.

Potencia del Viento

• La potencia del viento se mide en watts por metro cuadrado (W/m²).
• La fórmula para calcular la potencia es: 1/2 * densidad del aire * velocidad del viento³.
• La potencia no se puede determinar solo a partir del promedio de velocidad del viento; la distribución a lo largo del tiempo es esencial.
• La energía eólica es variable y depende de las condiciones meteorológicas.

Diseño de un Sistema Eólico

• El diseño de un sistema eólico requiere un minucioso análisis de la velocidad del viento.
• Se necesita entender la distribución de probabilidad de la velocidad del viento para determinar el diseño óptimo de la turbina, no solo la velocidad promedio.
• La velocidad óptima de generación está por encima del promedio, donde la fuerza del viento es mayor.

Principios Mecánicos de la Energía Eólica

• Las turbinas eólicas funcionan con dos principios mecánicos: presión e impulso.
• Las turbinas de presión utilizan la presión del aire para girar.
• Las turbinas de impulsión aprovechan la velocidad del viento, particularmente dos tercios de ésta.

Eficiencia de las Turbinas Eólicas

• La eficiencia teórica máxima de una turbina eólica es del 59%.
• Las turbinas modernas sobrepasan el 90% de la eficiencia teórica, gracias a los avances en manufactura y sistemas de control.

Tipos de Turbinas Eólicas

• Turbinas axiales: más eficientes pero complejas, requieren una base robusta.
• Turbinas verticales: más económicas y fáciles de instalar.

Tipos de Granjas Eólicas

• Granjas eólicas terrestres: fáciles de mantener pero limitadas por espacio y ruido.
• Granjas eólicas marinas (offshore): costos más elevados pero mayor disponibilidad de viento y menor impacto ambiental.

Ventajas y Desventajas de la Energía Eólica

• Ventajas: Renovable y limpia, genera electricidad a gran escala, proporciona energía a comunidades rurales e industrias, se instala en diferentes lugares.
• Desventajas: Variable e intermitente, impacto en la vida silvestre (aves y murciélagos), ruido en zonas cercanas, costosa, especialmente en proyectos marinos, impacto visual.
• Problemas: Producción variable y no predecible, dificultando la planificación de suministro de energía, precios negativos de la electricidad, que ponen en problemas a la industria, necesidad de fomento a la inversión por parte de gobernantes para combatir el cambio climático y la producción de electricidad sin contaminación.

Conclusiones

• La energía eólica es una energía renovable y limpia, pero su desarrollo implica desafíos.
• Los beneficios de la inversión en energía eólica superan los inconvenientes.
• La tecnología de turbinas eólicas es relativamente madura, pero aún tiene potencial de mejora.
• Se puede combinar con otras energías renovables para sistemas energéticos sostenibles.