• Imprimeix

Eòlica

L’energia eòlica fa referència a aquella tecnologia que aprofita l’energia cinètica del vent per convertir-la en energia elèctrica o mecànica.

Energia eólica

Les aplicacions són múltiples: des d'instal·lacions de petita potència per a bombament d'aigua o electrificació rural de nuclis aïllats (mitjaçant maquinària d'uns pocs kW de potència nominal) fins a parcs eòlics, amb aerogeneradors de MW de potència nominal, que es connecten a la xarxa elèctrica.

Així, es poden distingir dos tipus d’instal·lacions:

  • Instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica: habitualment en forma de parcs eòlics. Un parc eòlic és conjunt d'aerogeneradors connectats entre si a baixa tensió que, mitjançant l'acció del vent, transformen l'energia cinètica en energia elèctrica que, després de ser transformada en alta tensió, es connectarà a la xarxa elèctrica. Aquest tipus d'instal·lacions estan produint electricitat que venen a les companyies elèctriques. La realització de parcs eòlics exigeix emplaçaments on les característiques del vent compleixin una sèrie de condicions pel que fa a la velocitat, la continuïtat i l'estabilitat.
    Normalment, els aerogeneradors se situen linelament, seguint el perfil de la carena i s'orienten segons les condicions del vent. La distància entre aerogeneradors, tot i que és funció del es direccions del vent, es manté entre 1'5 i 3 vegades el diàmetre de les pales.
  • Instal·lacions aïllades (no connectades a la xarxa elèctrica): bombament d’aigua, subministrament elèctric a l’habitatge i altres centres de consum.
    En les instal·lacions de bombament d'aigua és habitual utilitzar les aerobombes multipales. A partir del vent es genera mecànica que acciona la bomba de la instal·lació que permetrà fer ascendir l'aigua fins al dipòsit.
    Aquestes aerobombes funcionen a baixa velocitat, la qual cosa demana comptar amb el màxim nombre de pales possible, normalment entre 12 i 24. La utilització d'aerogeneradors per al bombejament d'aigua és habitual en zones rurals i per a consums propis.
  • L'energia eòlica també permet subministrar energia elèctrica a habitatges i altres centres de consum aïllats de la xarxa elèctrica.
    Per aquest tipus d'instal·lacions s'utilitzen aerogeneradors de petita potència i amb una tecnologia molt fiable que reclamen el seu manteniment molt bàsic.
    Normalment, aquestes instal·lacions solen ser híbrides, eòlica-solar fotovoltaica, ja que aprofiten els dos recursos, el vent i el sol.

 

En tots els casos, els màquines estan constituïdes pels mateixos elements bàsics; un element mòbil de captació de l'energia cinètica del vent, anomenat rotor, que s'acobla a un eix que es connecta a una bomba o a un generador elèctric, segons l'ús que es faci de l'aparell.
Els dispositius més usats en l'actualitat, els aerogeneradors, són màquines d'eix horitzontal o vertical que consten d'un rotor que capta l'energia del vent i un sistema de conversió d'energia que s'uneix al rotor. Mitjançant un generador elèctric transforma l'energia mecànica en energia elèctrica.
El conjunt es completa amb un bastidor i una carcassa que allotja els mecanismes, i també una torre sobre la qual es fa el muntatge de tot el sistema i que també inclou els corresponents subsistemes huidràulics, electrònics de control i la infraestructura elèctrica.

 

Hi ha una àmplia gamma d’aerogeneradors:

  • màquines d´eix horitzontal: amb un eix de rotació que se situa paral·lelament al terra.
    • aerogeneradors tripala : amb potències unitàries que poden oscil·lar entre els 600 kW i fins i tot més de 2.000 kW. Aquesta tipologia és la que presenta les millors característiques de funcionament i millor rendiment.
    • aerogeneradors multipala : de 12 a 24 pales al rotor, que permeten aprofitar vents de més baixa velocitat. Se solen usar per a bombejament d’aigua.
  • màquines d’eix vertical: en aquest cas, l'eix de rotació es troba perpendicular al terra. El seu és és menys habitual.

 

Els aerogeneradors tenen els següents components:

  • El rotor: és la part de la màquina que transforma l’energia del vent en energia mecànica. Augmentant el diàmetre de les pales es pot augmentar la superfície de captació de vent i la potència proporcionada per la màquina. La potència que subministra el vent per unitat de superfície escombrada es coneix com a densitat de potència del vent. Per sobre d’una densitat de potència de 200 W/m2 ja pot ser rendible generar energia elèctrica a partir d’aerogeneradors.
  • El multiplicador: és un conjunt d’engranatges que transformen la baixa velocitat a què gira l’eix del rotor (entre 20 i 30 voltes per minut) a una velocitat més elevada, que és comunicada a l’eix que fa girar el generador.
  • El generador: l’objectiu del generador és transformar l’energia mecànica procedent del rotor de la màquina en energia elèctrica. Aquesta energia serà abocada a la xarxa elèctrica o utilitzada per algun centre de consum annex a la instal·lació.
  • La gòndola: és el conjunt de bastidor i carcassa de l’aerogenerador. El bastidor és la peça sobre la qual s’acoblen els elements mecànics principals (el rotor, el multiplicador, el generador) de l’aerogenerador i està situat damunt la torre. Aquest bastidor està protegit per una carcassa, generalment de fibra de vidre i polièster, reforçada amb perfils d’acer inoxidable.
  • Les pales: són els elements de l’aerogenerador encarregats de captar l’energia cinètica del vent. És un dels components més crítics de la màquina, ja que en pales de gran longitud, que permeten un millor aprofitament de l’energia, les altes velocitats que s’assoleixen als extrems porten al límit la resistència dels materials amb què estan fabricades (usualment fibra de vidre i polièster).