Qué es la energía eólica y cómo funciona: los aspectos clave de esta fuente de energía renovable

Qué es la energía eólica y cómo funciona: los aspectos clave de esta fuente de energía renovable
17 comentarios

La energía eólica es una fuente de energía limpia y renovable, que se basa en transformar en electricidad la fuerza de un recurso inagotable como el viento. En España, la energía eólica supone entre el 20 % y el 50 % de de la energía producida, según los datos de Red Eléctrica de España.

La energía eólica tiene diferentes usos como el de generar energía limpia para alimentar la red eléctrica, el autoconsumo propio o utilizarse en el proceso de electrólisis para producir hidrógeno renovable. Pero, ¿sabemos cómo funciona la energía eólica?

Qué es la energía eólica

La energía eólica es una fuente de energía renovable que se genera por la fuerza del viento y gracias a los aerogeneradores instalados en los diferentes parques eólicos.

Este tipo de fuente de energía aprovecha la fuerza del viento, el cual mueve las hélices, gracias a la energía cinética, que se transforma en energía mecánica que, a su vez, se transforma en energía eléctrica gracias un generador que funciona con una turbina de imanes para crear el voltaje eléctrico.

Cómo funciona la energía eólica

Eólico
Fuente: Enel Energía.

Para poder utilizar la energía eólica, se cuenta con cuatro partes esenciales que tiene cada aerogenerador, las cuales son:

  1. Aspas: también llamadas palas, recogen la fuerza del viento y la transforman en energía mecánica.
  2. Rotor: pieza donde las tres aspas están unidas y sirve para transmitir el movimiento.
  3. La multiplicadora: responsable de los cambios de velocidad de la máquina.
  4. El generador: se encarga de transformar la energía mecánica en electricidad.

Para aprovechar la energía cinética, estos molinos deben tener entre 80 y 120 metros de altura y siempre va a depender de la cantidad de viento que haya. Para que esto sea óptimo, lo ideal es orientar los aerogeneradores en la dirección del viento y, para ello, cuentan con una veleta que hacen girar y que se orienten en la dirección adecuada.

Además, cada uno de los aerogeneradores que se encuentran en un parque eólico están conectados entre sí a través de cables que trasladan esta electricidad a una estación.

Tipos de energía eólica

energía eólica

A día de hoy, los aerogeneradores se pueden encontrar en dos localizaciones, en tierra o en alta mar.

  • Por un lado, la energía eólica terrestre se encarga de producir energía eléctrica en los parques eólicos emplazados en tierra.
  • Y, por su parte, la energía eólica marina es aquella fuente de energía que se obtiene al aprovechar la fuerza del viento que se produce en los parques eólicos en alta mar, donde este alcanza una velocidad mayor y más constante debido a la inexistencia de barreras.

Ventajas e inconvenientes de la energía eólica

Como todas las fuentes de energía, la eólica cuenta con una serie de ventajas e inconvenientes que hay que tener en cuenta a la hora de utilizar o no ese tipo de energía.

Las principales ventajas que encontramos es que se trata de una fuente de energía limpia, renovable, que no emite CO₂ y es ilimitada, siempre y cuando haya corrientes de aire que muevan las aspas de los aerogeneradores. Además es una fuente de energía barata, ya que el coste por kW.

Eólica

Por contra, el impacto medioambiental que los aerogeneradores puedan tener es muy importante. Según los expertos, cada año mueren cientos de aves al chocar con las aspas.

Además, cuando no hay viento suficiente, evidentemente no produce energía y, si hay demasiado, las aspas pueden estropearse si no soportan la fuerza.

Por último, aunque la energía generada por el viento es barata, construir un parque eólico sí que conlleva un gran desembolso económico.

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Comentarios cerrados
    • Su principal problema es que es intermitente y no puedes controlar/estimar su producción, lo que hace que una gran dependencia en esta energía encarezca el precio final de la electricidad, ya que tienes que acabar apoyándote en el gas (caso de España) o el carbón (caso de Alemania).

      (debido al sistema marginalista de fijación de precios)

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    • Avatar de bern43 Respondiendo a bern43

      Hay una cosa que hay que entender. Por poner mil centrales nucleares nunca vas a dejar de depender de los fósiles, porque son las centrales más fáciles de encender y apagar, aunque ciertamente menos que si tienes un mínimo de nucleares.
      Pero respecto a las centrales nucleares, soy defensor de ellas, pero no me queda claro lo que cuesta el kWh generado. Porque suelen ser instalaciones extraordinariamente caras que yo creo que se subvencionan a fondo perdido. Y pagarlas mirando para otro lado y hacer borrón y cuenta nueva tampoco creo que sea solución.

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    • Avatar de mitxael Respondiendo a mitxael

      Si lo que pasará, es que las renovables tienen que parar.

      Las nucleares no se pueden parar de golpe y arrancar de golpe. Pero siempre generan la energía que se les pide en el tiempo.

      Saludos.

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    • Avatar de bern43 Respondiendo a bern43

      Sí señor.

      Se estima que la media es que pueden generar el 30% de la potencia estimada en un año.
      Es decir sí durante las 24h,365 días por nivel de potencia instalada es de 100 MWh solo producen 30 MWh. En un tiempo no determinado.
      Se puede llegar a dar el caso de 3 meses seguidos de producción y después 0 kWh durante 9 meses. O que 1 de cada 4 días funcione. Siendo tan variable que se debe realiza una instalación entre 3 y 6 veces más de potencia que la necesaria. Estando la instalación repartida entre diversas ubicaciones lo más distantes posibles para que el sistema se compense. Con un buen estudio de los días que sopla aire y cuando no.

      Saludos.

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    • Avatar de aaaa Respondiendo a aaaa

      Es obvio que la eólica o la solar no van a producir el 100% del tiempo toda la potencia instalada. Acaso alguien lo esperaba? El viento y el sol siguen patrones predecibles pero son obviamente intermitentes.

      Aún así son capaces de generar energía al precio más bajo del mercado. Y son responsables de una buena parte del total de la energía eléctrica que se genera en España. De hecho la eólica es la principal fuente de energía eléctrica en España.

      No me queda clara tu propuesta. Piensas que no se deberían utilizar las energías renovables?

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    • Avatar de victornauta Respondiendo a victornauta

      Le vuelvo a escribir lo escrito ante sus dificultades.

      "Siendo tan variable que se debe realiza una instalación entre 3 y 6 veces más de potencia que la necesaria. Estando la instalación repartida entre diversas ubicaciones lo más distantes posibles para que el sistema se compense. Con un buen estudio de los días que sopla aire y cuando no."

      Sin un almacenamiento real en grandes cantidades energéticos. Que con las baterías no se puede realizar se podría realizar. Pero cuidado.

      Como bien apunto desde hace tiempo la potencia instalada tendría que ser 6 veces la punta instalada. Es decir si el máximo es 40 GW necesitamos 240 GW.

      Ahora mismo España ronda los 120 GW de potencia de los cuales más del 60 GW son renovables y solo dan de máximo 15-20 Gw a lo sumo. Entorno al 50% de la energía los días que los unicornios se ponen contentos.

      Sí la gente es incapaz de entender que se lo he dado mascado y con informes técnicos con estudios de viento por zonas de España, que se han colgado aquí. Que quiere que le diga.

      Su precio es barato por qué se penaliza al los fósiles el impuesto al CO2 es solo de Europa. Es algo que nos imponemos para que las renovables sean baratas. Las típicas trampas al solitario que hacemos los humanos.

      Existe una escasez de zumitos y gas de dinosaurios. Por qué la energía que se consume es brutal.

      Pero si las renovables que ofertan a 10€ el MWh lo cobran a 200€ el MWh. De que cojones nos sirve a los consumidores que lo oferten a 10€.

      Saludos.

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    • Avatar de danimarinetto Respondiendo a DaniMarinetto

      En la España vaciada, si a un propietario de terreno rústico le ofrecen un alquiler de 1.500 €/año por cada hectárea... puede que le interese: cobra un buen importe fijo, sin depender del clima ni de los vaivenes de las subvenciones.... y sin tener que trabajarlo.
      Esto explica en parte el gran auje de instalaciones fotovoltaicas.

      Coincido en que la eólica tiene un impacto paisajístico mucho mayor. Por suerte, se suele tener en cuenta.

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    • Comentario moderado
    • Yo no soy demasiado experto, pero este artículo es una oportunidad perdida para explicar cosas interesantes como que suelen usar generadores síncronos, suelen girar siempre a la misma velocidad ajustando el paso de las aspas según la carga y sobre todo los proyectos que hay en marcha para acumular la energía. Desde baterías, generar H2, hasta sistemas de volante de inercia tipo KERS.

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    • Avatar de mitxael Respondiendo a mitxael

      La mayoría son síncronos... pero algunos son asíncronos.
      Los asíncronos tienen la ventaja de aceptar mayores rangos de velocidad de viento, aumentando su productividad con bajas y altas velocidades de viento. Además no nocesitan una caja reductora, por lo que son más sólidos y duraderos. Eso sí, requieren más electrónica de potencia.
      Además hace años que se desarrolló un sistema para que los síncronos pudieran girar a ritmo un poco desincronizado: metiendo al generador eléctrico una señal con la frecuencia adecuada se puede hacer que la hélice gire algo más rápido o lento que la frecuencia síncrona, manteniendo la sincronicidad de la generación eléctrica. Así, con solo algo de electronica, se consigue un mayor rango de viento aprovechable.
      En resumen: ahora pocos generadores se pueden emplear de relojes, como los primeros que daban una vuelta en exactamente 2 segundos.

      Ya se ve que los sistemas de almacenamiento darán para otro artículo, o varios, pues hay más variedad de opciones y la tecnología está más cruda.

    • Entre las ventajas de la eólica se puede decir que también produce de noche y con mal tiempo, de modo que con frecuencia puede ser un buen complemento a la fotovoltaica.
      Lo de la "disponibilidad" conviene verlo en su conjunto. Si miramos GWh producidos en un año por cada GW instalado en el último año:
      - (Máximo teórico: 8.768, es el número anual de horas contando bisiestos)
      - Nuclear: 7.860
      - Cogeneración: 4.690
      - Eólica: 2.090
      - Hidráulica: 2.020
      - Fotovoltaica: 2.000
      - Ciclo combi.: 1.440
      - Carbón: 840

      Se nota que las más rentables son las que están más horas encendidas. La cogeneración en cierto modo es inevitable, pues el aprovechamiento del calor eleva las horas de generación de electricidad.
      Los que ven una pega en la "baja" utilización de las renovables tendrían que fijarse en la menor utilización (gracias a Dios) del ciclo combinado y del carbón.
      Las cifras son aproximadas, sacadas de REE: sabemos lo producido en un año, pero la potencia instalada va variando a lo largo del mismo.
      Al final está claro que necesitamos un "mix" de tecnologías, como se decía hace años, de modo que unas suplan las carencias de las otras.

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    • Avatar de buruburu Respondiendo a buruburu

      Añado otro dato a la serie:
      - Turbinación bombeo: 800.
      Una tecnología con pocas horas anuales de uso, pero que no por eso deja de ser muy interesante.

    • Avatar de buruburu Respondiendo a buruburu

      Con mal tiempo de verdad los molinos deben pararse. Por qué existe unas velocidades de aire mínimas y máximas para el funcionamiento correcto de los molinos.
      Los seguidores solares entran en modo de protección en la posición que menos resistencia ofrecen al aire. Puedes tener el día más soleado del mundo pero si el aire está por encima de x valor que te puede arrancar los paneles, se sitúan en modo protección.

      El tema de las horas es cuando produce y como se acumula la energía. De que me sirve que los 60 GW se pongan en marcha todos de golpe si solo consumo 40GW Potencia máxima, pero al día siguiente me de 15 GW.

      Las renovables el problema que tiene es su variabilidad. Realizando estudios climáticos no se puede asegurar que ese mismo dentro de 5 años sople el aire en las mismas condiciones que el resto de días.

      Como siempre he comentado las renovables deben estar sobredimensionada la instalación entre 3 y 6 veces su potencia máxima. Es decir máximo de España 40 GW. Entonces 120-240GW pero entramos en conflictos de que en momentos puntuales debemos parar parques para no introducir un exceso de energía que descompensa la red y trae problemas técnico en las redes. A estos parques se les tiene que pagar por dejar de producir. Lo que eleva el coste de la energía.
      La única solución es almacenamiento de la energía . Pero las baterías de litio no son capaces de absorber la energía necesaria para 20 o 30 días de bajón de producción energética. Para que lo entiendan en gas tenemos reservas para 30-40 días. Lo mismo en una batería sería lo siguiente.
      30 GWh*24horas*30 días=21600GWh es decir 21600000000 kWh.

      Ahora siendo optimista que el kWh cuesta instalado totalmente 200€ sale la friolera de 4.320.000 millones de euros. Es decir 4,3 billones de euros en baterías. Datos económico totalmente inviable.

      Después en recursos energéticos cada uno que piense lo que se necesita solo para España que este dato es para España. Sin contar con el coche eléctrico prácticamente para nada.

      Sobre los recursos acordaros que la densidad media de una batería son 200 Wh por kg. Es decir 1 kWh hablamos de 5kg como sí nada. Es decir hablamos de 21600000000 *5= 108.000.000 toneladas de recursos materiales. De todos los tipos solo en baterías. Faltarían acero, hormigón, sistemas de refrigeración,cableados de interconexión entre módulos, sistemas de carga y descarga de las baterías, etc, etc.

      Saludos.

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    • Avatar de aaaa Respondiendo a aaaa

      Creo que es más real una visión menos maximalista.
      - Los "molinos" eólicos (que no muelen nada, pero es término común) pueden generar electricidad entre 15 y 100 km/h de viento, aprox. Por encima hay que pararlos, cierto. Pero raro sería que hubierar que pararlos todos, pues habrá ubicaciones de menor rendimiento en las que el viento será menor. (Será más frecuente que se paren muchos a la vez por falta de viento). También está la variación territorial: sería rarísimo tener las mismas malas condiciones de viento en toda la península.
      - El mucho viento hace que los seguidores de la fotovoltaica busquen una posición de menor resistencia aerodinámica, pero eso no les impide generar electricidad. Aunque menos, seguirán generando. (Además, sus ubicaciones suelen ser más bien hoyas y llanuras poco venteadas).

      - El "necesario sobredimensionamiento" de las renovables es "lo normal" en el campo de la técnica. Lo excepcional son tecnologías como la nuclear que están casi todo el año al 100% de su capacidad. P. ej., si tienes un coche de 100-120 cv lo más habitual es que emplees 40-50 cv para circular por autopista a velocidad legal. En muy poco tiempo de su vida útil vas a emplear la potencia máxima. (Y el 95% de su vida va a estar parado, empleando 0 cv).
      - Cuando hay exceso de producción renovable se paran los parques. Pero no hay que indemnizarles precisamente: como se pueden dar costes negativos, que les cobren por producir, les interesa parar.
      - "La única solución es el almacenamiento...". El almacenamiento es necesario, pero no es "la única". P. ej., se sigue avanzando en "inteligencia" del sistema.
      Actualmente la previsión de producción renovable a 5 días vista es bastante fiable. Las eléctricas tienen contratos especiales con industrias de gran consumo en los que, a cambio de un buen precio, les pueden pedir que interrumpan su consumo en horas problemáticas, o que positivamente lo adelanten a otras con exceso de generación.
      - Al final, con un buen mix productivo la necesidad de almacenamiento es mucho menor que la que indicas. De todos modos, tienes razón en que ahora su coste es inviable... y precisamente por eso se quiere avanzar más en las tecnologías del hidrógeno.

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    • Avatar de buruburu Respondiendo a buruburu

      Por partes.

      Las velocidades de los molinos o generadores como quieras llamarlos dependen de su tecnología. Me imagino que los molinos con 15 años no le pidas los 100 kmh.
      Aunque no son 100 son 90
      "GIRO DE LAS PALAS
      El viento hace girar las palas, que comienzan a moverse con velocidades de viento de unos 3,5 m/s y proporcionan la máxima potencia con unos 11 m/s. Con vientos muy fuertes (25 m/s) las palas se colocan en bandera y el aerogenerador se frena para evitar tensiones excesivas."
      Sacado de https://www.acciona.com/es/energias-renovables/energia-eolica/aerogeneradores/?_adin=02021864894
      Es decir por debajo de 12 kmh no produce nada. Por encima de 90 se tiene que parar obligatoriamente. Y su producción óptima es a 40 kmh.

      Los seguidores solares dejan de estar en el punto óptimo y su generación puede ser muy mala. No es el primer ni el último parque que pierde euritos por placas arrancadas por aire. Con bastante menos se ponen en protección. Con unos 30kmh en teoría está prohibido trabajar en un parque eólico o por lo menos montarlo.

      La previsión a 5 días es una previsión a 5 días no a 5 años. Dentro de 6 días no sabes si vas a poder generar o dentro de 30 días.

      Existe casi la obligación de comprar todas las renovables hasta lo ofertado. Sí tienes más de renovables te lo comes. Pero si no llegas las de reserva tienen que darlo todo o comprar al extranjero.

      Como inversor con una potencia sobredimensionada y con posibles cortes obligado desde ree. La energía se encarece ya que los parques tienen x horas al año. Si te restan de esas horas. Tus beneficios decrecen. Energía más cara tienes que pagar la instalación.

      IA en que desconectado centrales. Para después tener que activar las centrales cuando la demanda va a subir. Mejor acumular y que esa IA compense. Esas pérdidas con la acumulación.

      La acumulación real no existe y lo más brutal que tenemos es en embalses donde su rendimiento es inferior al 50%. Ya que se tiene que elevar el agua y después generar electricidad cuando se descarga de la presa.

      Saludos.

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