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Práctica de la energía eólica

Práctica de la energía eólica

“El aprovechamiento de la energía cinética de masas de aire en movimiento, de la fuerza del viento, es casi tan antiguo como la propia civilización. Así, la energía eólica se ha aprovechado desde hace milenios, para impulsar barcos en la navegación, para bombear agua o moler grano.”

Recomendación: Leer Introducción a la energía eólica Aplicaciones de la energía eólica

Bombeo de agua

Los sistemas de bombeo de agua también han tenido bastante aceptación históricamente, debido a su elevada eficacia y robustez. En estas instalaciones, el objetivo es extraer agua de un pozo subterráneo y almacenarla en un depósito para su utilización en diversas aplicaciones: riego de cultivos en la agricultura, suministro de agua de consumo en viviendas o granjas aisladas, etc.

Los sistemas de bombeo pueden utilizar bombas mecánicas o eléctricas. En el primer caso no existe una conversión de energía mecánica a eléctrica, como en los aerogeneradores convencionales, sino que es la propia energía mecánica la que se utiliza directamente para accionar la bomba. Existen diferentes configuraciones, como las bombas de pistón, de tornillo helicoidal o centrífugas.

En el caso de las bombas eléctricas, la turbina eólica se utiliza para alimentar a esta, como en las aplicaciones de suministro de electricidad convencionales. Esta configuración tiene la ventaja de que el molino se puede situar en el mejor emplazamiento posible desde el punto de vista de la disponibilidad de viento, que no tiene que coincidir necesariamente con la ubicación del pozo, donde se encuentra la bomba. De esta manera, el funcionamiento del conjunto es más eficiente.

Una de las aplicaciones más relevantes de la llamada “pequeña eólica” es el abastecimiento de pequeñas poblaciones en países subdesarrollados, en lo que se denomina “electrificación rural”. Y es que se estima que en todo el mundo hay 2.000 millones de personas sin acceso a la electricidad, en áreas en las que la única solución posible para el abastecimiento energético son los sistemas aislados (dado que no existen mercados establecidos en las zonas rurales del tercer mundo, ni se cumplen en dichas zonas los criterios de rentabilidad que rigen las operaciones de las multinacionales de la energía).

En estas instalaciones no son necesarias grandes potencias, puesto que las necesidades básicas en comunidades aisladas de países subdesarrollados pueden ser cubiertas con muy pocos medios: instalaciones básicas de iluminación, pequeños refrigeradores, bombeo de agua en pozos y, a lo sumo, algún equipo de televisión o radio.

Una de las características más destacables del bombeo eólico es que no necesitan de medios auxiliares de almacenamiento de energía, puesto que el agua se almacena en los momentos en que hay viento, pudiéndose utilizar en cualquier momento en que se necesite.

Centrales híbridas de bombeo, hidroeléctrico-eólicas

Existe una solución más convencional para el almacenamiento eléctrico, utilizada desde hace años, que es la de las centrales hidroeléctricas de bombeo. Estas instalaciones constan de dos embalses para el almacenamiento de agua, uno situado en una zona más elevada que el otro. El agua del embalse superior se utiliza para producir electricidad en los momentos de gran demanda, como en una presa convencional. El embalse inferior acumula el agua procedente del primero. Esta agua puede ser devuelta al embalse superior, mediante una tubería que comunica ambos depósitos, utilizando para una bomba eléctrica. Esto se realiza en los momentos de baja demanda energética, en los que se utiliza el exceso de electricidad para mover la bomba.

Este sistema es especialmente indicado para la generación eólica, puesto que garantiza el suministro de energía en todo momento, independientemente de la aleatoriedad del viento. Además, todo el proceso está libre de emisiones contaminantes, tanto en la parte hidroeléctrica como en la eólica.

El ejemplo más significativo de sistema híbrido eólico–hidráulico es el proyecto de la isla de El Hierro (“hierro eólico”), que pretende garantizar con esta solución el 100% del abastecimiento de energía de la pequeña isla del archipiélago canario.

Se preveía que el proyecto, que inició su construcción en 2008, convertiría El Hierro en la primera isla del mundo alimentada al 100 % con electricidad renovable.

El gobierno “indultó” a la Central de El Hierro de la situación de moratoria que afecta al resto de centrales productoras de energía renovable. Se creó para ella un régimen específico y se fijó una rentabilidad del 8% como retribución, muy por encima del coste de la eólica tradicional. Las razones se basan en que generar electricidad en esta planta sería un 23% más barato que con el sistema convencional mediante fuel.

La demanda eléctrica prevista para el diseño, basada en la planificación energética de Canarias, es de 48 GWh/año en 2015 y para el dimensionamiento de la conducción de agua y los depósitos, por no ser ampliables, se ha tenido en cuenta la demanda prevista para 2030, aunque en la actualidad y por diversos problemas, la central no ha obtenido los resultados deseados.

Muy lejos de las expectativas de cubrir el 100% de la energía con este proyecto, ya se han reflejado picos de hasta el 60 % de la cobertura.

El proyecto hidroeólico integra un parque eólico, un grupo de bombeo y una central hidroeléctrica. El parque eólico es capaz de suministrar energía eléctrica directamente a la red y, simultáneamente, alimentar a un grupo de bombeo que embalsa agua en un depósito elevado, como sistema de almacenamiento energético. La central hidroeléctrica aprovecha la energía potencial almacenada, garantizando el suministro eléctrico y la estabilidad de la red.

En la edición de 2013, la central hidroeólica de El Hierro es el proyecto español escogido en la categoría nacional de los Energy Globe, uno de los premios medioambientales de mayor prestigio a nivel mundial.

central hidroeólica

Otras formas de almacenamiento de la energía eólica

Actualmente, la potencia eólica en tierra firme instalada en España está próxima a alcanzar el nivel que actualmente permite el estado de la tecnología. Los emplazamientos adecuados para el aprovechamiento del recurso eólico de nuestro territorio están casi todos ya en explotación, por lo tanto, el margen para la mejora en la eficiencia de la producción eléctrica está enfocado a la sustitución de máquinas obsoletas por otras de mayor tamaño y a la mejora en las pérdidas por transporte y gestión de la electricidad en el propio parque.

Sin embargo, desde hace algunos años se están desarrollando proyectos para mejorar la eficiencia global del parque aprovechando las paradas o desconexiones a las que se tienen que someter algunos aerogeneradores cuando, a pesar de contar en ese momento con viento favorable, la red no puede absorber la producción. Este fenómeno ocurre con relativa frecuencia puesto que la energía eléctrica no puede almacenarse y, si no es consumida en alguna parte de la red, no puede seguir inyectándose en ella. No obstante, si, en ese momento de desconexión de la red, se aprovechara el potencial generador de electricidad para generar algún medio de acumulación que pudiera verterse a red en otros momentos de mayor demanda o mejores precios, la eficiencia global del parque mejoraría sustancialmente. En este sentido, la obtención de hidrógeno por electrolisis es una propuesta muy rentable que ya se está aplicando en algunos parques eólicos.

La obtención de hidrógeno a partir de agua implica la aplicación de electricidad (generada en el propio parque) y una serie de aditivos que persiguen el desdoblamiento de la molécula de H2O en hidrógeno y oxígeno. El oxígeno es liberado directamente a la atmósfera mientras que el hidrógeno pasa a un proceso de compresión para licuarlo y poder manejarlo con menores volúmenes de almacenamiento.

Continuación...

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