Funcionamiento de un parque eólico
Los aerogeneradores o turbinas eólicas producen electricidad utilizando la fuerza natural del viento para mover un generador eléctrico.
Casi todos los aerogeneradores que producen electricidad constan de un rotor con palas o aspas que giran alrededor de un eje horizontal. Éste está unido a un conjunto de transmisión mecánica o multiplicadora y, finalmente, a un generador eléctrico, ubicados ambos en la barquilla suspendida en lo alto de la torre.
Los principales componentes de un aerogenerador son:
- rotores de hasta 90 metros de diámetro
- 3 palas en el rotor (casi todos ellos)
- palas fabricadas en fibra de vidrio con refuerzo de poliéster o epoxi
- funcionamiento con velocidades de rotor constantes o variables
- control de potencia automático según velocidad de viento, con parada a muy altas velocidades (seguridad mecánica): a través del ángulo de la pala (pitch) o de su propia aerodinámica (stall)
- utilización mayoritaria de multiplicadoras y, en algunos casos, de transmisión directa eje-generador
- orientación automática siguiendo la dirección variable del viento (sensores para monitorización)
- torres tubulares fabricadas en acero y generalmente pintadas de gris claro, con alturas de hasta 100 metros
La potencia de los aerogeneradores instalados en tierra va desde unos cientos de kilovatios hasta dos o incluso tres megavatios, siendo el diámetro de la turbina el parámetro crucial: a mayor longitud de pala, mayor área barrida y mayor energía producida. En estos momentos, la potencia media de las máquinas en curso de instalación se sitúa próxima a los 1.000 kilovatios, pero cada vez se instalan más máquinas de 2 MW e incluso mayor potencia.
La energía producida por un aerogenerador varía así en función del potencial propio del emplazamiento (función cúbica de la velocidad de viento), de la disponibilidad de la propia máquina (capacidad de operar en presencia de viento: típicamente por encima del 98%) y de la disposición de las máquinas en el parque (efecto estela: negativo de unas sobre otras).
Aunque aún en fase casi experimental, se están empezando a construir parques eólicos en el mar ("offshore"), a varios kilómetros de la costa, con el objeto de minimizar su impacto medioambiental (impacto visual) y, sobre todo, de aprovechar las mejores condiciones de viento al desaparecer el efecto negativo del relieve. En estas instalaciones se instalan máquinas de mucha mayor potencia, llegando a hablarse en la actualidad de prototipos de hasta 5 MW, siendo necesarias condiciones particulares en la orografía submarina para hacer viable técnica y económicamente la ejecución de sus cimentaciones o sistemas de sustentación.