18.2: Energía Eólica

La energía eólica surge del movimiento del aire. Es impulsado por la energía solar (las diferencias en la temperatura del aire provocan corrientes de aire). El viento hace girar una turbina, que alimenta un generador (figura\(\PageIndex{a}\)). Las palas del rotor de una turbina eólica funcionan como un ala de avión o una pala de rotor de helicóptero. Cuando el viento fluye a través de la pala, la presión de aire en un lado de la pala disminuye, y esto hace que el rotor gire. El rotor se conecta al generador, ya sea directamente o a través de una serie de engranajes que aceleran la rotación y permiten un generador físicamente más pequeño. Similar a la generación de electricidad a partir de carbón, gas natural o energía nuclear, el movimiento giratorio hace que los imanes giren dentro de las bobinas de alambre para producir electricidad. Según la Asociación Americana de Energía Eólica, el 39% de toda la nueva capacidad de generación eléctrica en Estados Unidos en 2019 se debió al viento.

Figura\(\PageIndex{a}\): (1) A medida que el viento sopla sobre las palas de una turbina eólica, provoca que las palas se levanten y giren. (2) Las palas giratorias giran un eje que está conectado a un generador. (3) El generador crea electricidad a medida que gira. Imagen y subtítulo (modificado) de EPA (dominio público).

Elemento Interactivo

Haga clic aquí para ver una animación interactiva que ilustra cómo funcionan las turbinas eólicas.

Ventajas de la Energía Eólica

El viento se encuentra entre las fuentes de energía renovable de menor costo, y su expansión crea empleos (cifra\(\PageIndex{b}\)). Al igual que muchas fuentes de energía renovables, las turbinas eólicas no liberan contaminantes del aire ni contribuyen al cambio climático, y no requieren agua para enfriarse. Debido a que una turbina eólica tiene una pequeña huella física en relación con la cantidad de electricidad que produce, muchos parques eólicos se encuentran en tierras de cultivo y pasto. Contribuyen a la sustentabilidad económica al proporcionar ingresos extra a los agricultores y ganaderos, lo que les permite permanecer en el negocio y evitar que sus propiedades se desarrollen para otros usos. Por ejemplo, la energía se puede producir instalando turbinas eólicas en las montañas Apalaches de Estados Unidos en lugar de dedicarse a la remoción de la cima de las montañas para la minería del carbón. Las turbinas eólicas marinas en los lagos o el océano pueden tener impactos ambientales más pequeños que las turbinas terrestres, y los vientos son hasta un 50% más fuertes y más firmes en alta mar que en tierra (figura\(\PageIndex{c}\)).

Figura\(\PageIndex{b}\): La isla danesa de Samsø fue la primera región del país en hacer la transición a la energía 100% renovable, confiando en la energía eólica marina, viento onshore, paja (un biocombustible) y solar. El texto en la imagen es, “Samsø: La Isla Autosuficiente Energética. La primera isla en convertirse en energía completa autosuficiente en 10 años. Samsø: Isla Hechos— Superficie: 114 km ², Población: 4,000, Inversión: DKK 368 millones. 11 Aerogeneradores Onshore— 1 turbina genera suficiente electricidad para alimentar 630 casas. Las turbinas transmiten electricidad al continente cuando se genera más electricidad de la que la isla puede consumir. Turbinas Eólicas Offshore- 10 turbinas eólicas marinas de 103 m de altura construidas en 2003 producen más energía de la que la isla usa para el transporte. 11 Turbinas Eólicas Onshore de 1-MW generan 28,000 MWh. Eso es más electricidad que el consumo total de la isla y el equivalente a 690,000 galones de petróleo. 3X Plantas de Paja— Traneberg- calienta 263 hogares, Ballen/Brundy- calienta 232 hogares, Onsbjerg- calienta 76 hogares. Planta Solar- Una de las plantas de calefacción recibe calor de 2500 m ² de paneles solares. Esto se combina con una caldera de leña de 900 KW. Exceso de energía- El exceso de electricidad producida a partir de parques eólicos marinos se invierte en nuevos proyectos energéticos. Imágenes de GDS Infografía (CC-BY) y Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial (dominio público).

Figura\(\PageIndex{b}\): Las turbinas eólicas pueden estar en tierra (tierra adentro, izquierda) o en el océano (costa afuera, derecha). Imagen izquierda de Joshua Winchell/USFWS (dominio público). Imagen derecha por CGP Grey (CC-BY).

Desventajas de la energía eólica

La energía eólica tiene algunos desafíos. Las turbinas eólicas solo son efectivas en regiones con vientos lo suficientemente fuertes como para generar suficiente electricidad. Incluso en regiones con vientos fuertes, la disponibilidad de viento es intermitente. Esto puede ser mitigado por el uso de baterías para almacenar energía, pero la capacidad de la batería, a pesar de los continuos avances tecnológicos, sigue siendo limitada. Hay preocupaciones estéticas para algunas personas cuando las ven en el paisaje, y a algunas personas no les gusta el sonido que hacen las palas de los aerogeneradores. Algunas turbinas eólicas se han incendiado, y algunas han filtrado fluidos lubricantes, aunque esto es relativamente raro. Se ha encontrado que las turbinas causan la muerte de aves y murciélagos particularmente si se encuentran a lo largo de su trayectoria migratoria, aunque las torres de comunicación y los gatos domésticos son amenazas mayores. Hay algunos pequeños impactos de la construcción de proyectos eólicos o parques, como la construcción de caminos de servicio, la producción de las turbinas mismas, y el concreto para los cimientos.

Atribución

Modificado por Melissa Ha de las siguientes fuentes:

• Energía renovable y desafíos e impactos del uso de energía desde la biología ambiental por Matthew R. Fisher (licenciado bajo CC-BY)
• El Poder del Viento. Oficina de Eficiencia Energética y Energías Renovables. Departamento de Energía de Estados Unidos. Accedido 17-01-2021 (dominio público).