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Energía Eólica

Energía eólica es la energía obtenida del viento, o sea, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.


El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.


En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmete para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigawatts. Mientras la eólica genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial, representa alrededor del 19% de la producción electrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007).


La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.


La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión.


Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales.


Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.


Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima de 12 km/h, y que no supere los 65 km/h.


La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.


La baja densidad energética, de la energía eólica por unidad de superficie, trae como consecuencia la necesidad de proceder a la instalación de un número mayor de máquinas para el aprovechamiento de los recursos disponibles. El ejemplo más típico de una instalación eólica está representada por los "parques eólicos" (varios aerogeneradores implantados en el territorio conectados a una única línea que los conecta a la red eléctrica local o nacional).


En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.


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Tipos de calentadores solares


Existen dos tipos básicos de calentadores solares por termosifón dependiendo de la tecnología que se haya empleado en la fabricación del colector. Así podemos distinguir:

Calentadores solares con colectores de tecnología de placa plana

En este tipo de colectores de energía solar el absorbedor, elemento del colector encargado de trasformar los rayos del sol en calor sensible, está formado por una placa metálica de color negro mate montada sobre una parrilla de conductos por las que circula el agua.

Dentro de este grupo podemos distinguir dos clases de calentadores dependiendo de donde estén fabricados:

Calentadores solares de taller- Fabricados en pequeñas empresas con taller propio. Se emplean para su fabricación técnicas artesanas. Ofrece muy buenos resultados si está bien ejecutado.

Ventajas:

- El cambio o sustitución de componentes dañados o rotos no ofrece ninguna complicación ya que los materiales y técnicas empleados son sencillos y la empresa instaladora u otra similar no suele tener dificultad alguna en reparar lo dañado.

- Se tiene la posibilidad de realizar calentadores solares a la medida, atendiendo a las peculiaridades de la azotea o a necesidades especificas. Algo imposible en calentadores compactos estándares de fábrica.

- Se favorece a la pequeña empresa y a la fabricación nacional

Desventajas:

- Los colectores no suelen pasar por ensayos en laboratorio para comprobar su grado de eficacia, no obstante ésta queda ampliamente demostrada mediante la experiencia.

Calentadores solares industriales de placa plana Son aquellos similares a los anteriores pero de fabricación industrial en serie.

Ventajas:

- En algunos casos, ofrece unos rendimientos ligeramente superiores a los fabricados en taller. Estos rendimientos son además conocidos con precisión ya que se efectúan mediciones del colector en laboratorio siguiendo normas ISO.

- Es fácil dimensionar las instalaciones con ellos para un técnico adecuadamente formado.

Desventajas:

- Muchos son de fabricación extranjera con lo que puede ser más difícil las reparaciones o los recambios de piezas en caso de desaparición de la empresa distribuidora

Calentadores solares de tubo de vacío

En este tipo de calentadores la tecnología de captación de la energía solar es diferente.

Para ello se emplean los llamados tubos de vacío, dentro de los cuales se encuentra la superficie absorbedora. Están provistos de una cámara al vacío en las paredes del tubo para minimizar las pérdidas de calor a la atmósfera.

Ventajas:

- Ofrecen a priori el mejor rendimiento de todos a un precio razonable

- Suelen estar también testados en laboratorios para medir su rendimiento.

Desventajas:

- Pueden ser muy sensibles a la presión del agua.

- Son los menos resistentes de todos y al ser de fabricación extranjera puede llegar a haber dificultades a la hora de sustituir los tubos, en caso de desaparición de la empresa instaladora.

- La inclinación de los que se venden en México, suele ser inapropiada para la latitud, desaprovechando parte importante de la radiación solar.


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Estructura de un panel solar

CUBIERTA EXTERIOR


Tiene una misión eminentemente protectora, ya que es la que debe sufrir la acción de los agentes atmosféricos. Por este motivo la cubierta es de cristal de vidrio templado que asegura una buena durabilidad, además de ser sumamente liso y no retiene demasiada suciedad.

El vidrio templado permite al panel solar aguantar las condiciones atmosféricas duras, tales como el hielo, la abrasión, el granizo, etc. Puede soportar también los cambios bruscos de temperatura.

CAPAS ENCAPSULANTES

Son las encargadas de proteger las células solares del panel solar y los contactos de interconexión. Deben presentar sobre todo una excelente transmisión a la radiación solar, así como la nula degradación frente a las radiaciones ultravioletas, ya que si no podría disminuir el rendimiento del modulo.

El encapsulante debe prestar también la misión de proteger y amortiguar las posibles vibraciones e impactos que se pueden producir, así como actuar de adhesivo entre las cubiertas posterior e inferior.

El modulo utilizado tiene una capa encapsulante de EVA, que sirve de protección a las células. Este material presenta una alta transmisión de la radiación, a la vez que baja degradación por la acción de los rayos solares.

PROTECCION POSTERIOR

Su misión consiste fundamentalmente en proteger al panel solar contra los agentes atmosféricos, ejerciendo una barrera infranqueable contra la humedad.

El modulo utilizado tiene protegida su capa posterior por varias capas de TEDLAR que, al ser opacas y de color blanco, reflejan la luz que ha logrado pasar por las células, haciendo que vuelva a la parte frontal, donde puede ser reflejada e incidir de nuevo en las células.

MARCO SOPORTE

Es la parte que presta rigidez y permite su inserción en estructuras que agrupan módulos.

El modulo es de aluminio anodizado, con los taladros necesarios para anclaje en la estructura soporte, evitando tener que manipularlo posteriormente ya que nunca se debe taladrar un marco ya que las vibraciones producidas pueden hacer estallar el cristal.

El marco lleva acoplada una toma de tierra, que deberá ser usada.

CONTACTOS ELECTRICOS Y DIODOS DE PROTECCION

Los contactos eléctricos son aquellos que van a permitir acceder a la energía producida por el conjunto de células.

El modulo tiene caja de conexiones por la parte posterior que contiene los diodos de protección (diodos bypass).

Estos diodos solo dejan pasar la corriente en un solo sentido y se oponen a la circulación en sentido contrario. Impiden que la batería se descargue a través de los paneles fotovoltaicos en ausencia de luz solar.

También evitan que el flujo de corriente se invierta entre bloques de paneles conectados en paralelo, cuando en uno o varios de ellos se produce una sombra.

Los diodos de bypass protegen individualmente a cada panel de posibles daños ocasionados por sombras parciales.



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Las celdas solares o células solares

Las celdas solares (o paneles fotovoltaicos, como se les conoce a veces) están en todos lados ahora. Desde calculadoras de bolsillo, hasta vehículos, casas particulares, proyectos gubernamentales, y satélites espaciales, su uso se está masificando. Su capacidad de generar electricidad solamente con la luz solar las hace muy útiles en una variedad de situaciones.


A pesar que las celdas solares, o celdas fotovoltaicas, existen desde hace mucho tiempo, es solo recientemente que avances tecnológicos han permitido utilizarlas de manera eficaz, y a un precio razonable. El reciente aumento en el precio de petróleo ha creado una demanda increíble por métodos alternativos de energía, con lo cual las celdas solares han experimentado un nuevo auge. En este artículo, veremos cómo funcionan las celdas solares, cuáles son sus ventajas y desventajas, y cuáles son los usos principales que se les ha dado a la fecha. Como siempre, si quieres comentar o hacer alguna pregunta respecto al tema, pon tu pregunta en los foros de explicame.org!

Fundamentos de una celda solar Una celda solar o panel

fotovoltaico convierte energía proveniente de la luz en energía eléctrica. El término celda solar se utiliza normalmente para especificar aquellas celdas que utilizan luz proveniente del sol, mientras que se especifica una celda fotovoltaica cuando no está definida la fuente de la luz a utilizar. Ya que la mayor fuente de luz que conocemos es el Sol, casi siempre se utiliza la luz solar para generar electricidad, además que es una fuente de luz totalmente gratis. al menos durante las horas que dura un día (estas horas pueden variar dependiendo de la ubicación geográfica y física de la celda).


La desventaja principal es que no es posible generar energía durante horas de la noche. Existen varias maneras de solucionar estos problemas, pero primero veamos una breve reseña de la historia de las celdas solares.

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