Autor: Eva Collados Aragn.-Juan Martn Martnez www.eadic.com ENERGASENERGASENERGASENERGAS RENOVABLES RENOVABLES RENOVABLES RENOVABLES Tema 1 Conceptos generales sobre energa elica 2 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica ENERGAS RENOVABLES TEMA 1. Conceptos generales sobre energa elica INDICE: 1.Introduccin ...... 3 2.Ventajas e inconvenientes de la energa elica . 4 3.Energa elica y sociedad .. 8 4.La energa elica en Espaa . 12 5.Aspectos tericos. La Ley de Betz 18 6.Clasificacin de las mquinas y aplicaciones . 38 3 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica El objetivo principal de este tema es ofrecer al alumno una visin general de los aspectos ms importantes a tener en cuenta a la hora de abordar un proyecto de aprovechamiento del recurso elico para la obtencin de energa elctrica y, de una manera sucinta, exponer de una forma general los conceptos tericos y lasherramientashabitualmenteempleadasenlaconcepcinydesarrollode este tipo de proyectos. 1. INTRODUCCIN 4 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Dentro de las VENTAJAS podemos distinguir entre las de tipo medioambiental, estratgicas y socioeconmicas: ComoBENEFICIOSAMBIENTALES,laenergaelicanogeneraresiduosde difciltratamiento.Esinagotableynomermarecursosestratgicoscomoel petrleo,demasiadovaliososparaquemarloexistiendoalternativas,sobre cuyosderivadosdescansalaestructuraeconmicadenuestraformadevida. Tieneprioridadenelvertidodesuproduccinalared;estosignificaque cuando los parques elicos vierten 100 MW a la red, se est evitando que haga lo propio una central trmica o nuclear. Cada KWh producido a partir de la energa elica tiene: 26vecesmenosimpactoqueelproducidoporellignitoencentrales trmicas. 21vecesmenosimpactoqueelproducidoconfuelencentrales trmicas. 10vecesmenosimpactoqueelproducidoconuranioencentrales nucleares. 5vecesmenosimpactoqueelproducidocongasnaturalencentrales trmicas de ciclo combinado. DentrodelasVENTAJASESTRATGICAS,elcarcterautctonodelas energasrenovablesevitaladependenciaexteriordellimitadonmerode pases que disponen de recursos combustibles fsiles.BENEFICIOS SOCIOECONMICOS. La energa elica ha permitido a Espaa desarrollartecnologaspropiasqueexportainternacionalmente.Frente aesto, lasenergastradicionalessuelenempleartecnologasimportadascongran coste para la economa nacional. Desde1999laenergaelicahacreadoenEspaamsde30.000empleos directos, ms 24.000 indirectos y ms de 2.000 para labores de mantenimiento. Laubicacindeparqueselicosenzonasrurales,tradicionalmenteapartadas decualquierejededesarrolloeconmico,harevitalizadomunicipioscuya constante prdida de renta estaba propiciando una despoblacin creciente. Se haconvertidoenunimportanteelementodedinamizacinquecontribuyeal equilibrio interterritorial, favoreciendo zonas histricamente deprimidas, ya que alsercompatibleconlasactividadestradicionalesdelsuelo,suponeun aumentoinmediatodelarentamedia.Lacapacidadderegionalizarlas 2. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGA ELICA 5 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica inversionesdelsectorelicopuedemultiplicarlosbeneficioseconmicosy sociales en reas de implantacin de este tipo de instalaciones. Alosbeneficiossocioeconmicos delasenergasrenovablesengeneralyde laenergaelicaenparticular,debemosunirque,desdelaratificacindel protocolodeKyoto,contaminarmsdelaasignacinobtenida,implicarun importante coste econmico. ComoprincipalesINCONVENIENTESdelaexplotacindelrecursoelico, veremoslosaccidentesenlosparqueselicos,elimpactopaisajsticodelos parqueselicos,laerosin,losruidosqueproducenlosaerogeneradores,el esbatimento de las palas al girar, la aleatoriedad del viento y el peligro para la avifauna. Existeelpeligro,aunqueremoto,dequelaspalasdelaerogeneradorsalgan disparadas por accidente y causen algn tipo de dao. El 10 de noviembre de 2009serecogalanoticiadeldesplomedeunaerogeneradordegrandes dimensionesenunparqueelico.Nodebemosdescartarestetipode accidentes. ConrespectoalIMPACTOPAISAJSTICOdestacamoslaparticipacindelos aerogeneradores en el paisaje, la necesidad de construccin de pistas para la construccin y el mantenimiento en las inmediaciones de las cumbres o crestas delasmontaas,ascomolapresenciadelastorresylneasdealtatensin que permiten el vertido de la electricidad a la red elctrica. Por ello es de vital importanciaunaevaluacindelpaisajeenrelacinconsucapacidadde acogida de las instalaciones e infraestructuras elicas. Nos referiremos a la EROSIN como al dao que sufre la cubierta vegetal del terrenoocupadoporunparqueelicoensusfasesdeconstrucciny desmantelamiento, la erosin provocada por el movimiento de tierras originado porlaconstruccindelascarreterasypistasdeaccesoymantenimiento,el enterramiento del cableado, la cimentacin de los aerogeneradores y las torres dealtatensin,ascomolaconstruccindeedificacionesauxiliarescomo oficinas, almacenes, centros de transformacin, etc. Elimpactomssignificativoseproducecuandounproyectopuedealterara especiesvegetalesdeespecialintersy/oprotegidas.Esteseminimizaral seleccionarenclavesquenoafectenaecosistemassensiblesquealberguen especies de inters, recogidas en documentos y/o normativas.ElRUIDOemitidoporlosaerogeneradoresesunodelosaspectosque tradicionalmentehalevantadomayorcontroversiaentrelaspoblacionesdel entorno. 6 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Lanaturalezadelruidoproducidoduranteelfuncionamientodelasmquinas sedebefundamentalmentealmovimientomecnico,ascomoalrocedel vientoconlaspalas.Elruidomecniconaceapartirdelmovimientoyroce entre las piezas que conforman la maquinaria del aerogenerador (generador y cajamultiplicadora).Elgeneradorhaceelmismoruidoqueencualquierotra instalacinelctrica,porloquelosestudiossecentranenelcomportamiento del multiplicador, ejes y transmisin. El sonido emitido por estos componentes solodependedelacalidaddelosmaterialesydesuacabado,porloque ltimamente est dejando de ser un problema en los nuevos aerogeneradores. Las carcasas de las gndolas pueden atenuar los ruidos mediante el empleo de materiales aislantes. Elimpactodelvientocontralaspalasproduceunruidomscomplejoqueel mecnico.Tienecomponentesquedependendelaformadelaspalas,su nmero, etc. Su nivel sonoro aumenta con la velocidad, por lo que el diseo de las puntas de las palas resulta vital. La tendencia a reducir la velocidad de giro de los rotores, ha minimizado este problema en los aerogeneradores actuales. Una vez emitido, debemos estudiar cmo se propaga el sonidoen funcin de ladistanciaalreceptor,lascaractersticasfsicasdelemplazamientoyla presencia de vientos dominantes. Debido a que la atenuacin de las ondas sonoras es proporcional al cuadrado deladistanciaalfocoemisor,sepuededecirqueaunos100metrosde distancia,elnivelsonorodeunaerogeneradoresmenoraldeunpequeo electrodomstico y a unos 400 metros suele quedar enmascarado por el ruido de fondo. LlamamosESBATIMENTOalasombraqueproyectanlaspalasdelos aerogeneradores al recibir la luz solar. Su continuo movimiento causa un efecto que se denomina de manera muy grfica efecto discoteca. La sombra afecta alentornodelaerogeneradorypuedesermuymolesta,sobretodocuandola rbitaelsolesmsbajaylassombrasproyectadasmslargas(invierno). Estamos ante un aspecto negativo de los parques elicos que, por el momento, es inevitable y que solo puede ser paliado con una seleccin adecuada de los emplazamientos. El comportamiento imprevisible y la ALEATORIEDAD DEL VIENTO, es una de sus principales caractersticas, ya que con los conocimientos actuales nunca se sabe con la antelacin suficiente la intensidad con la que va a soplar. Estosuponeunimportantehndicapparaeldesarrollodelapotenciaelica instaladayaque,pormotivosdeseguridadenelsuministroelctrico,existen 7 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica limitacionesalamisma.Puedeocurrirqueenunmomentodemxima demandadeelectricidad,losparqueselicosapenasproduzcanporescasez de recurso, por lo que es necesario recurrir a otras fuentes de energa primaria msregularesensuproduccinparaestabilizarelsistema.Deahquelas investigacionesvinculadasconlaprediccinelica,acaparenbuenapartede los esfuerzos econmicos destinados por el sector elico.Unadelasafeccionespotencialmentemsnegativadelasinstalaciones elicas se relaciona con su INCIDENCIA EN LA AVIFAUNA. Principalmente por elpeligrodecolisindeavescontralaspalasdelosaerogeneradoresen movimiento,colisinoelectrocucinconlaslneaselctricasdeevacuacin, prdida de hbitats o molestias durante la reproduccin. 8 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Unavezconocidaslasprincipalesventajaseinconvenientesinherentesala explotacindelrecursoelico,pareceoportunoacercarsealaproblemtica quesurgedelarelacinentrelosdistintosgrupossocialesimplicados.Con esteobjetovamosatratardeidentificaralosactoresinvolucradosdurantela puesta en marcha y posterior explotacin de un parque elico.ADMINISTRACIONES PBLICAS Vamos a distinguir entre los cuatro niveles siguientes: Unin Europea Estado espaol Administraciones autonmicas Ayuntamientos Desdeelpapeldesempaadoporlosacuerdosinternacionalesylas estrategias o lneas de investigacin marcadas por la U.E., hasta la concesin delaslicenciaspreceptivasporlosAyuntamientos,hayunlargocamino administrativoporrecorrer,elcualveremosenelcaptulocorrespondiente del curso,dondetrataremosdeaclararculeselmbitocompetencialdecada administracin. Layaincuestionableapuestaporlasenergasrenovablescomoalternativa vlidaantelacrisisecolgicayeconmicaprovocadaporelactualsistema energtico,debeveniracompaadaporunimportanteesfuerzodeanlisise investigacinenlaspolticasdeordenacindelterritorio. Estas debencalibrar conexactitudlosbeneficioseinconvenientesdeestetipodeinstalacionesy paraelloresultafundamentallacoordinacinentretodoslosnivelesdelo pblicoafindegarantizarundesarrolloequilibradoenlaimplantacinde instalaciones elicas. Sibienlaspolticasinternacionalesinstaninequvocamentealapotenciacin delasfuentesrenovables,soloalgunosestadoshanlegisladopropiciandoun rgimen de apoyo a las mismas. Este sistema de ayudas suscita el inters de todo tipo de inversores, por lo que se deben extremar las alertas ante posibles movimientos especulativos al abrigo del apoyo financiero brindado. DentrodeEspaa,lasComunidadesAutnomastienenunnotablepeso competencialqueexplicaeldistintogradodedesarrolloalcanzadoenla explotacindelrecurso.Losempresariosdelsectorexigenelestablecimiento 3. ENERGA ELICA Y SOCIEDAD 9 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica de un marco legal claro que proporcione la estabilidad necesaria para afrontar sus inversiones. Mencin aparte merecen las administraciones locales, mucho ms vulnerables alaspresionesdetodotipoporsupropiadimensinysucercanaalos colectivos ciudadanos. Aparte de la creacin de empleo, los municipios reciben ingresosenconceptodelicenciasdeobra,canondeocupacindelterrenoy canondeotrasafecciones.Algunosmunicipiosruralesencontraronun verdaderorevulsivoeconmico(quizsnico)enlaconcesindeparques elicos. PROMOTORES ELICOS EstnagrupadosentornoalaAsociacindeProductoresdeEnergas Renovables(APPA)ylaAsociacinEmpresarialElica(AEE).Hanalcanzado un elevado desarrollo en Espaa en los ltimos aos. Se puede distinguir entre empresasdeproduccindeenergasrenovablesynorenovablesyempresas de produccin de energas renovables exclusivamente. Dentro de las primeras, nos encontramos con las grandes empresas elctricas lascualesinvirtieronenenergasrenovablesposicionndoseenunmercado emergenteycumplirconciertascuotasycompromisos.Estascompaas suelen adquirir parques elicos una vez finalizado su proceso de tramitacin. Lassegundassonempresasdemenortamaoquesurgieronalabrigodela legislacindeapoyoalasrenovablesyquehancentradosuproduccinen este tipo de energas limpias. Existeunltimogrupoqueloconformanpequeasempresas,incluso propietariosdesuelo,quedecidengestionarproyectosdeparqueselicosy que generalmente terminan vendiendo a uno de los anteriores cuando cuentan contodoslospermisospertinentes.Tambinsepodraincluirenesteltimo grupoalasempresasfabricantesdeaerogeneradoresque,paraanimarel mercado elico e incrementar sus pedidos, han promovido numerosos parques elicos para luego venderlos a las compaas elctricas. PROPIETARIOS DE SUELO Suelenestarmuyinteresadosenqueseinstalealgnparqueelicoensus propiedades, ya que es una instalacin generalmente compatible con los usos agropecuariosylesgarantizaingresosaadidos.Conantelacinala autorizacinadministrativadelparque,permitenalasempresashacer mediciones de niveles de viento y estudios de impacto ambiental. 10 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica RED ELCTRICA ESPAOLADesempeaunpapelvitalensucalidaddeoperadordelsistemaelctricoy como responsables de la seguridad del mismo. Controlan las redes de evacuacin de la energa producida, por lo que son los rbitrosdelprocesodeinstalacindeparqueselicosenfuncindela capacidad de las lneas de transporte. Ante ellos acuden promotores elicos y administraciones regionales exigiendo un refuerzo de las lneas de evacuacin elctrica que permita aumentar la produccin en sus territorios. Las solicitudes de evacuacin llegaron a triplicar la capacidad de absorcin de lared,fijadaporREEenfuncindecuestionesdeseguridaddelsistema elctrico.Estaslimitacionessedebenaque,aunquelaredseacapazde admitirmspotenciaelica,depermitirserepercutiraenlacalidaddel suministro,enlaestabilidaddelsistemayenlaseguridaddelsuministro.La causasonloshuecosdetensinqueproducelageneracindeelectricidada partirdelviento,porloqueseestexigiendoalosfabricantesypromotores elicos que modifiquen el comportamiento tcnico de los aerogeneradores. Igualmentepidenmayorcompromisodelosparqueselicosparaquenose desconecten de la red ante las frecuentes perturbaciones. Tambin critican que laproduccinelicanoevitainversionesengeneracinordinariaparasalvar los das sin viento. ECOLOGISTAS En la actualidad los grupos ecologistas estn posicionados claramente a favor delaimplantacinde laenergaelica.Hastahace poco, nos encontrbamos ante el respaldo de estos grupos a nivel estatal e internacional y el rechazo de lasagrupacioneslocales.Estaactitud,apesardehabersecorregidoenlos ltimos aos, ha producido un enorme dao de imagen a la energa elica ante el doble discurso lanzado a la ciudadana. En la actualidad son continuas las campaas de apoyo a la energa elica y al cumplimientodelostratadosinternacionalescomoeldeKyotoapesarde considerarlos insuficientes. Apuestan claramente por el desarrollo de proyectos elicosmarinoscomonicasolucinalanecesidaddereduciremisiones contaminantes. 11 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica SINDICATOS Los grupos sindicales siempre han manifestado su apoyo total al desarrollo de la energa elica y critican a los que se oponen por no tener visin econmica global con que hay que examinar los problemas y los impactos de la energa. Destacanlaimportantecreacindeempleo,muyporencimadelamediade otrasfuentesdeenerga,asociadaalaexplotacindelaenergaelica. Aplauden que la iniciativa privada acuda a la energa elica por su rentabilidad antes que hacia inversiones nucleares, trmicas, incineradoras, etc. VECINOS Y OTROS COLECTIVOS AFECTADOS Esfrecuentequeseagrupenenplataformasycoordinadorascaracterizadas porsuheterogeneidadydelasquefrecuentementesepuedeextraeruna concusinensuscomunicados(aqunoquereosparqueselicos).Hansido tradicionalmentelosprincipalesenemigosdelaimplantacindeparques elicos,aunquesuactitudfuecambiandoenparaleloconlaconsolidacinde los nuevos paradigmas sociales de respeto al medio ambiente. Suvisinenlaproblemticaesexclusivamentelocalysecaracterizapor fomentar temores alimentados por un preocupante nivel de desconocimiento.MEDIOS DE COMUNICACIN Contribuyenaladifusindelosbeneficiosyalaproblemticadelaenerga elica indistintamente aunque los periodistas suelen difundir algunos aspectos de las instalaciones elicas basados en la falta de rigor. Las relaciones que se producen entre todos los anteriores grupos sociales, se caracterizan por la complejidad derivada de los factores que intervienen en las mismas. 12 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica AfinalesdelsigloXX,eranmuypocoslosquecreanqueunaenerga renovablecomolaelicallegaracompetirconlasconvencionales.Sin embargo,estemilagrosehaproducidoyyaenelao2005secomenzaronaobservar algunas seales inequvocas de que as ha ocurrido. Primera seal: A finales de 2004, Espaa se converta en el segundo pas del mundoconmsmegavatiosacumulados(8.155)deenergaelicayel segundoenmegavatiosinstalados.Adems,estamarcasuponaunhito energtico adicional pues, por primera vez, la potencia elica acumulada en el pas superaba a la nuclear. Aunque esto fuese solo sobre el papel, pues nunca soplavientoparahacergirartodoslosaerogeneradoressimultneamente; sobretodo, como se dice, cuando ms se los necesita: en los das ms fros del invierno y los ms calurosos del verano. Segunda seal: Quin dijo que las turbinas elicas no aportan energa cuando ms se las necesita? El26deenerode2005,enmediodeunintensotemporalytemperaturas glidas, la demanda peninsular de electricidad tele medida por Red Elctrica de Espaa bata todos los rcords y se situaba en 42.950 MW a las 19:30 horas. Sinosucedinadafueporqueafortunadamentelosparqueselicosestaban funcionando a pleno rendimiento y se estima que aportaron ms de 5.000 MW que cubrieron el 12% de la demanda. No se trat de una casualidad, pues solo unosdasdespus,el15de febrero,los aerogeneradores del pasmejoraban supropiamarcayaportabanestavezcasi6.000MW,el70%detodala potenciaelicainstalada(cuandolamediaanualnoalcanzael30%),loque permiti cubrir el 17% de la demanda existente en aquellos momentos. Tercera seal: Poco ms de cinco aos antes de que llegue a su fin el Plan de FomentodelasEnergasRenovables1999-2010,enagostode2005,el Gobiernoaprobabaunnuevoobjetivoparaeldesarrollodelaenergaelica, unavezsuperadoelqueaparecaconanterioridadsobreelpapel.Lanueva metafijadaenelPlandeEnergasRenovablesenEspaa2005-2010son 20.155MWdepotencia.Unapotenciayanadadespreciable,inclusoconlos parques funcionando al 30%. Con unos 880 parques elicos y casi 21.000 MW de potencia instalada, Espaaconcluy el ao 2011 como el cuarto pas del mundo con ms potencia elica 4. LA ENERGA ELICA EN ESPAA 13 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica acumulada.Estemismoao,laenergapuestaenlaredcomercialporlos aerogeneradores fue de 42.702 GWh, el 16,4% del consumo neto nacional. SiechamosunvistazoalasComunidadesautnomas,trescomunidadespor encimadelos3.000MWinstalados:CastillayLen(4.804),Castilla-La Mancha (3.709) y Galicia (3.289). La siguiente en potencia elica es Andaluca (2.989).CasosingularesNavarra,lareginconmsporcentajedeenergas renovables,dondeelGobiernoregionalmantieneunapolticasingular:no permiteconstruirmsparqueselicos,peroapoyaeldesarrollode aerogeneradoresmspotentesyeficientes,conlosqueseestn reemplazando los ms antiguos e incrementando la potencia total de una forma apreciable, sin aumentar el impacto visual (repowering). Pordebajodelos500MWestnLaRioja(446,62),Asturias(355,95),Pas Vasco(13,25),Murcia(189,91),Canarias(138,92),Cantabria(35,30)y Baleares (3,65). Finalmente hacer mencin de Madrid y Extremadura, que son las nicas comunidades que en 2010 tenan todava su cuenta de megavatios a cero.Aunquenodeberaseraspormuchotiempo,habidacuentadelas iniciativas existentes para implantar los primeros parques elicos. 14 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica No obstante lo anterior, el sector elico espaol vivi en 2010 uno de los aos msdifciles,sinduda,desucortahistoriaaltenerqueenfrentarse,poruna parte,alasituacincreadaporlaresolucindelGobiernoendiciembrede 2009respectoalRegistrodePreAsignacinconlacreacindetrescupos anuales para la instalacin de la potencia admitida en dicho registro; por otra, a laincertidumbrecreadaporelanuncio,enprimavera,deunareduccindela retribucin de la energa elica junto con otras tecnologas renovables que no seplasmhastadiciembre,conunacuerdoconelsectorenelcamino,pero dejando atrs un rastro de desconfianza para inversiones futuras; y, finalmente, a la ausencia de un marco regulatorio y retributivo para la potencia a instalar a partirde2013que,dadoslosplazosdemaduracindeunproyectoelico, asegura ya un parn en el desarrollo de la energa elica en nuestro pas. 15 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Almismotiempo,durante2010asistimosaunareduccinpaulatinadelos objetivos para las renovables a 2020. La expectativa abierta por la decisin de la Unin Europea, en el Consejo Europeo de marzo de 2007, de alcanzar para elfinaldeestadcadaun20porcientoderenovablesenlaenergafinal consumidaseconcretabaenlaDirectivadeRenovablesaprobadaen diciembrede2009queobligabaalospasesmiembrosapresentarunos planesdeaccinnacionales.ElGobierno,alolargode2010,haido reduciendo sus objetivos. El escenario presentado en marzo a los partidos, en elmarco delllamado Pacto deZurbano, fijabaunapenetracinderenovables en la generacin elctrica del 42,8% que se ha reducido finalmente a un 37,6%, mientrasquelosobjetivosdelaelicamarinapasabande5.000 MWa3.000 MWenlosobjetivospresentadosporelGobiernoyasumidosporla Subcomisin del Congreso de los Diputados, para finalmente quedarse en 750 MW en el borrador del Plan de Energas Renovables 2011/2020, presentado en mayo de 2011. La potencia instalada en tierra se mantena en 35.000 MW. Sinembargo,frenteaestepanorama,laelicademostrabasueficienciay eficaciacomopilardelsistemaelctrico,nosoloennuestropassinoenel mundoentero,manteniendounastasasdecrecimientomuyaltasy demostrandosuperfectaintegracinenlared.Lageneracinelicasegua alcanzandocotasdepenetracinimpensablesaosatrsycontribuacomo primera tecnologa renovable a la produccin. 16 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Enlosltimoscincoaossehanproducidonotablescambiosenelmix elctrico espaol, en el que el ciclo combinado, la energa elica y el resto de tecnologas del Rgimen Especial han irrumpido con gran fuerza, colocndose, sobre todo las dos primeras, a la cabeza de las tecnologas con mayor potencia instalada. Laelicasuponeyaprcticamenteel20%detodalapotenciainstaladaen Espaa,siendolasegundatecnologaenpotenciainstaladaacierredelao 2010,solopordetrsdelciclocombinado(25,86%),comosepuedeobservar en el Grfico. Tras ellas, encontramos a la hidrulica (16%), el carbn (11,5%), el resto del Rgimen Especial (9,6%), la nuclear (7,4%), el fuel/gas (5,7%) y la solar(4%),siendoelfuel-gaslanicatecnologaquehaperdidopotencia instalada (76 MW) a lo largo de 2010. Impacto socioeconmico de la Energa Elica. 17 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Se presentan a continuacin una serie de datos en forma grfica con la que se pretende ofrecer de un vistazo el escenario de generacin elctrica del pas y el papel tan importante que ocupa la potencia elica instalada. Reparto de la potencia instalada en el sistema elctrico nacional espaol. 18 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Evolucin anual de la potencia instalada de energas renovables. Evolucin de la potencia instalada en el sistema elctrico nacional espaol. 19 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Todaslasfuentesdeenergarenovables(exceptolamareomotrizyla geotrmica),einclusolaenergadeloscombustiblesfsiles,provienen,en ltimo trmino, del Sol. El Sol irradia 174.423.000.000.000 KWh de energa por horahacialaTierra.Enotraspalabras,laTierrarecibe1,74x10 17Wde potencia.Alrededordeun1%aun2%delaenergaprovenientedelSoles convertidaenenergaelica.Estosupone unaenergaalrededor de50a100 veces superior a la convertida en biomasa por todas las plantas de la tierra. Lasregionesalrededordelecuador,a0delatitud ,soncalentadasporelSol msquelaszonasdelrestodelGlobo.Estasreascalientesestnindicadas en colores clidos, rojo, naranja y amarillo, en esta imagen de rayos infrarrojos de la superficie del mar (tomada de un satlite de la NASA, NOAA-7, en julio de 1984). El aire caliente es ms ligero que el aire fro, por lo que subir hasta alcanzar una altura aproximada de 10 Km y se extender hacia el norte y hacia el sur. Si elGlobonorotase,elairesimplementellegaraalPoloNorteyalPoloSur, para posteriormente descender y volver al Ecuador. La potencia emitida por el Sol sobre la superficie de la esfera que tiene al Sol comosucentroyelradiopromediodelatrayectoriaterrestreesde1,37 KW/m2.Lapotenciaincidesobreundiscocircularconunreade 1.27x1014 m2. La potencia emitida a la Tierra es, por tanto, de 1,74 x 1017 W. 5. ASPECTOS TERICOS. LA LEY DE BETZ 20 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica En promedio, la produccin primaria neta de las plantas est alrededor de 4,95 x 106 caloras por metro cuadrado y por ao. staeslaproduccinprimarianetaglobal,esdecir,lacantidaddeenerga disponibleentodoslosposterioreseslabonesdelacadena alimenticia/energtica. El rea de la superficie de la Tierra es de 5,09 x 1014 m2. As pues, la cantidad de potencia neta almacenada por las plantas es de 1,91 x 1013 W, lo cual equivale al 0,011 % de la potencia emitida a la Tierra. La fuerza de Coriolis Debido a la rotacin del Globo, cualquier movimiento en el Hemisferio Norte es desviado hacia la derecha, si se mira desde nuestra posicin en el suelo (en el HemisferioSuresdesviadohacialaizquierda).Estaaparentefuerzade curvaturaesconocidacomofuerzadeCoriolis(debidoalmatemticofrancs Gustave Gaspard Coriolis 1792-1843). En el Hemisferio Norte el viento tiende a girar en el sentido contrario al de las agujasdelreloj(vistodesdearriba)cuandoseacercaaunreadebajas presiones.EnelHemisferioSurelvientogiraenelsentidodelasagujasdel reloj alrededor de reas de bajas presiones. Veamos cmo la fuerza de Coriolis afecta a las direcciones del viento en el Globo. Vientos globales. Cmo afecta la fuerza de Coriolis a los vientos globales El viento sube desde el Ecuador y se desplaza hacia el norte y hacia el sur en las capas ms altas de la atmsfera. Alrededor de los 30de latitud en amboshemisferioslafuerzadeCoriolisevitaqueelvientosedesplacemsall.En esa latitud se encuentra un rea de altas presiones, por lo que el aire empieza a descender de nuevo. Cuando el viento suba desde el Ecuador habr un rea debajaspresionescercadelniveldelsueloatrayendolosvientosdelnortey delsur.EnlosPolos,habraltaspresionesdebidoalairefro.Teniendoen mente la fuerza de curvatura de la fuerza de Coriolis, obtenemos los siguientes resultados generales de las direcciones del viento dominantes: Direcciones de viento dominantes Latitud 90-60N, 60-30N, 30-0N, 0-30S, 30-60S,60-90S. Direccin NE, SO, NE, SE, NO, SE. 21 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Realmentelaatmsferatieneunespesordeslo10km,loquerepresenta 1/1200deldimetrodelGlobo.Estapartedelaatmsfera,conocidaconel nombredetroposfera,esdondeocurrentodoslosfenmenosmeteorolgicos (ytambinelefectoinvernadero).Lasdireccionesdominantesdelvientoson importantesparaelemplazamientodeunaerogenerador,yaqueobviamente querremos situarlo en un lugar en el que haya el mnimo nmero de obstculos posibles para las direcciones dominantes del viento. Sin embargo, la geografa local puede influir en los resultados de la tabla anterior. VIENTOS GEOSTRFICOS La atmsfera (Troposfera) LaatmsferaesunacapamuyfinaalrededordelGlobo.ElGlobotieneun dimetrode12.000km.Latroposfera,queseextiendehastalos11kmde altitud,esdondetienenlugartodoslosfenmenosmeteorolgicosyelefecto invernadero. El viento geostrfico Losvientosquehansidoconsideradosenlaspginasprecedentescomo vientosglobalessonenrealidadlosvientosgeostrficos.Losvientos geostrficos son generados, principalmente, por las diferencias de temperatura, ascomoporlasdepresinyapenasseveninfluidosporlasuperficiedela Tierra. Los vientos geostrficos se encuentran a una altura de 1.000 m a partir del nivel del suelo. La velocidad de los vientos geostrficos puede ser medida utilizando globos sonda. 22 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Vientos de superficie Los vientos estn mucho ms influidos por la superficie terrestre a altitudes de hasta100metros.Elvientoesfrenadoporlarugosidaddelasuperficiedela Tierrayporlosobstculos,comoveremos seguidamente.Lasdirecciones del viento cerca de la superficie sern ligeramente diferentes de las de los vientos geostrficosdebidoalarotacindelaTierra.Tratndosedeenergaelica interesarconocerlosvientosdesuperficieycmocalcularlaenerga aprovechable del viento. Vientos locales: brisas marinas Aunque los vientos globales son importantes en la determinacin de los vientos dominantes de un rea determinada, las condiciones climticas locales pueden influirenlasdireccionesdevientomscomunes.Losvientoslocalessiempre se superponen en los sistemas elicos a gran escala, esto es, la direccin del vientoseveinfluidaporlasumadelosefectosglobalylocal.Cuandolos vientosagranescalasonsuaves,losvientoslocalespuedendominarlos regmenes de viento. Brisas marinas Durante el da la tierra se calienta ms rpidamente que el mar por efecto del sol.Elairesube,circulahaciaelmar,ycreaunadepresinaniveldelsuelo que atrae el aire fro del mar. Esto es lo que se llama brisa marina. A menudo hay un perodo de calma al anochecer, cuando las temperaturas del suelo y del mar se igualan. Durante la noche los vientos soplan en sentido contrario. Normalmente durante lanochelabrisaterrestretienevelocidadesinferiores,debidoaquela diferencia de temperaturas entre la tierra y el mar es ms pequea. 23 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Elconocidomonzndelsuresteasiticoesenrealidadunaformaagran escaladelabrisamarinaylabrisaterrestre,variandosudireccinsegnla estacin,debidoaquelatierrasecalientaoenframsrpidamentequeel mar. Vientos locales: vientos de montaa Un ejemplo es el viento del valle que se origina en las laderas que dan al sur (o en las que dan al norte en el Hemisferio Sur). Cuando las laderas y el aire prximo a ellas estn calientes la densidad del aire disminuye, y el aire asciende hasta la cima siguiendo la superficie de la ladera. Durante la noche la direccin del viento se invierte, convirtindose en un viento quefluyeladeraabajo.Sielfondodelvalleestinclinado,elairepuede ascenderydescenderporelvalle;esteefectoesconocidocomovientode can. Losvientosquesoplanenlasladerasasotaventopuedenserbastante potentes. Ejemplo de ello son: El Fhon de los Alpes en Europa, el Chinook en las Montaas Rocosas y el Zonda en los Andes. 24 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Ejemplos de otros sistemas de viento locales son el Mistral, soplando a lo largo delvalledelRhonehastaelMarMediterrneo,yelSirocco,unvientodelsur proveniente del Sahara que sopla hacia el Mar Mediterrneo. Comoresumendelovisto,tendremosvariacionesdebidasalaestacin,que sondesplazamientosenlasuperficieterrestredelaszonasdealtaybaja presin. Por otro lado tendremos variaciones diarias, de da y de noche.Durante el da la tierra se calienta ms rpidamente que el mar por efecto del sol. El aire sube, circula hacia el mar y crea una depresin a nivel del suelo que atraeelairefrodelmar.Durantelanochelosvientossoplanensentido contrario.Normalmentedurantelanochelabrisaterrestretienevelocidades inferiores, debido a que la diferencia de temperaturas entre la tierra y el mar es ms pequea. Adems,existeunavariacindelavelocidaddelvientoconlaaltitud.La velocidad de viento no se mantiene constante a medida que nos desplazamos verticalmente dado que cuando nos acercamos al suelo, la velocidad se reduce debido al rozamiento. 25 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Lo ideal sera realizar la medida de velocidad a la misma altura a la que se va a colocarlaturbina,peroestonosueleserlomshabitual.Loquesesuele hacerestomarlasmedidasaunaalturanormalizadayluegoextrapolarala altura de la turbina. Finalmente existe una variacin de la velocidad del viento con la rugosidad del terreno. 26 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica En la prctica se usa la ESCALA BEAUFORT de velocidad de viento en funcin de las condiciones climticas. 27 Tema 1. Conceptos generales soenerga elica Endefinitiva,lavariacindelvientoenunemplazamientotpicosuele describirse utilizando la llamada ladistribucinanalticadefrecuenciasdevelocidaddevientoque ajusta a la realidad. Analicemos ahora el siguiente esquema;Enelqueserepresentaelefectoqueproduceenlacorrientedeaireque atraviesa el campo de barrido de lasparte de la energa cintica contenida en dicha corriente de aire. ENERGAS RENOVABLES. Conceptos generales sobre Endefinitiva,lavariacindelvientoenunemplazamientotpicosuele describirse utilizando la llamada Distribucin de Weibull, de tal forma que es ladistribucinanalticadefrecuenciasdevelocidaddevientoque Analicemos ahora el siguiente esquema; elqueserepresentaelefectoqueproduceenlacorrientedeaireque atraviesa el campo de barrido de las aspas de un aerogenerador, el cual extrae parte de la energa cintica contenida en dicha corriente de aire. Endefinitiva,lavariacindelvientoenunemplazamientotpicosuele , de tal forma que es ladistribucinanalticadefrecuenciasdevelocidaddevientoquemsse elqueserepresentaelefectoqueproduceenlacorrientedeaireque aspas de un aerogenerador, el cual extrae 28 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica En realidad, un aerogenerador desviar el viento antes incluso de que el viento llegue al plano del rotor. Esto significa que nunca seremos capaces de capturar toda la energa que hay en el viento utilizando un aerogenerador.El rotor de la turbina elica debe, obviamente, frenar el viento cuando captura suenergacinticaylaconvierteenenergarotacional.Estoimplicaqueel viento se mover ms lentamente en la parte izquierda del rotor que en la parte derecha. Dado que la cantidad de aire que pasa a travs del rea barrida por el rotor desde la derecha (por segundo) debe ser igual a la que abandona el rea delrotorporlaizquierda,elaireocuparunamayorseccintransversal (dimetro)detrsdelplanodelrotor.Esteefectopuedeapreciarseenla imagensuperior,dondesemuestrauntuboimaginario,elllamadotubode corriente, alrededor del rotor de la turbina elica. El tubo de corriente muestra cmoelvientomovindoselentamentehacialaizquierdaocuparungran volumenenlaparteposteriordelrotor.Elvientonoserfrenadohastasu velocidadfinalinmediatamentedetrsdelplanodelrotor.Laralentizacinse producirgradualmenteenlaparteposteriordelrotorhastaquelavelocidad llegue a ser prcticamente constante. El grfico muestra la presin del aire en el eje vertical, siendo el eje horizontal la distancia al plano del rotor. El viento llega por la izquierda, estando situado el 29 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica rotorenelcentrodelgrfico.Lapresindelaireaumentagradualmentea medida que el viento se acerca al rotor desde la izquierda, ya que el rotor acta debarreradelviento.Observequelapresindelairecaerinmediatamente detrsdelplanodelrotor(partederecha),paraenseguidaaumentardeforma gradual hasta el nivel de presin normal en el rea. Corrienteabajo,laturbulenciadelvientoprovocarqueelvientolentode detrs del rotor se mezcle con el viento ms rpido del rea circundante. Por lo tanto,elabrigodelvientodisminuirgradualmentetraselrotorconformenos alejamos de la turbina. Veremos esto ms ampliamente en el tema de parques elicos. Unaerogeneradorobtienesupotenciadeentradaconvirtiendolafuerzadel viento en un par (fuerza de giro) actuando sobre las palas del rotor. La cantidad de energa transferida al rotor por el viento depende de la densidad del aire, del rea de barrido del rotor y de la velocidad del viento.La energa cintica de un cuerpo en movimiento es proporcional a su masa (o peso).As,laenergacinticadelvientodependedeladensidaddelaire,es decir,desumasaporunidaddevolumen.Enotraspalabras,cuantoms pesadoseaelaire,msenergarecibirlaturbina.Apresinatmosfrica normal y a 15 C el aire pesa unos 1,225 kilogramospor metro cbico, aunque la densidad disminuye ligeramente con el aumento de la humedad. Adems, el aire es ms denso cuando hace fro que cuando hace calor. A grandes altitudes (en las montaas) la presin del aire es ms baja y el aire es menos denso. El rea del rotor determina cunta energa del viento es capaz de capturar una turbinaelica.Dadoqueelreadelrotoraumentaconelcuadradodel dimetrodelrotor(A =n x D24),unaturbinaqueseadosvecesmsgrande recibir 22 = 4 veces ms energa. La velocidad del viento es muy importante para la cantidad de energa que un aerogeneradorpuedetransformarenelectricidad:lacantidaddeenergaque posee el viento vara con el cubo (la tercera potencia) de la velocidad media del viento;p.ej.,silavelocidaddelvientoseduplicalacantidaddeenergaque contenga ser 23 = 8 veces mayor. En el caso de turbinas elicas usamos la energa de frenado del viento, por lo quesidoblamoslavelocidaddelvientotendremosdosvecesmsporciones cilndricasdevientomovindoseatravsdelrotorcadasegundo,ycadauna de esas porciones contiene cuatro veces ms energa. 30 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica La potencia del viento que pasa perpendicularmente a travs de un rea Circular es: Donde: P= potencia del viento medida en W (vatios). p=densidaddelaireseco=1.225medidaenKg/m3(kilogramospormetro cbico, a la presin atmosfrica promedio a nivel del mar y a 15C). v = velocidad del viento medida en m/s (metros por segundo).a = 3.1415926535... r = radio del rotor medido en metros. Velocidades del viento 1 m/s = 3,6 Km/h = 2,237 millas/h = 1,944 nudos 1 nudo = 1 milla nutica/h = 0,5144 m/s = 1,852 Km/h = 1,125 millas/h P = 12 p :3 n r2 31 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Escala de velocidades de viento (Velocidades de viento a 10 m de altura) m/s nudos Escala BeaufortClase de viento 0,0-0,4 0,0-0,9 0 Calma 0,4-1,8 0,9-3,5 1 1,8-3,6 3,5-7,0 2Ligero 3,6-5,8 7-11 3 5,8-8,5 11-174 Moderado 8,5-11 17-225 Fresco 11-1422-286 14-1728-347Fuerte 17-2134-418 21-2541-489 Temporal 25-2948-5610 29-3456-6511Fuerte Temporal >34 >65 12 Huracn 32 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Tabla de clases y de longitudes de rugosidad 33 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Densidad del aire a presin atmosfrica estndar Viscosidad del aire atmosfrico 34 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Potencia del viento **) Definicionesestndardeclasesdeviento,WindClass(utilizadaenlos Estados Unidos) Repaso a las definiciones de energa y de potencia Energa Losfsicosdefinenlapalabraenergacomolacantidaddetrabajoqueun sistema fsico es capaz de producir. La energa, de acuerdo con la definicin de los fsicos, no puede ser creada, ni consumida, ni destruida. 35 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Sinembargo,laenergapuedeserconvertidaotransferidadediferentes formas: la energa cintica del movimiento de las molculas de aire puede ser convertida en energa rotacional por el rotor de una turbina elica, que a su vez puede ser convertida en energa elctrica por el generador de la turbina elica.En cada conversin de energa, parte de la energa de la fuente es convertida en energa calorfica. Cuando utilizamos de forma poco precisa la expresin prdida de energa (lo cual es imposible segn la definicin dada arriba), queremos decir que parte de laenergadelafuentenopuedeserutilizadadirectamenteenelsiguiente eslabndelsistemadeconversindeenerga,porquehasidoconvertidaen calor.Porejemplo,losrotores,losmultiplicadoresolosgeneradoresnunca tienenunaeficienciadelcienporcien,debidoalasprdidasdecalorpor friccin en los cojinetes, o a la friccin entre las molculas de aire. Sin embargo, la mayora de nosotros tiene una nocin lgica de que cuando se queman combustibles fsiles, de alguna forma, y dicindolo de forma sencilla, elpotencialglobalparaunafuturaconversindeenergasereduce.Estoes totalmente cierto.Dadoquelagranmayoradeturbinaselicasproducenelectricidad,solemos medirsuproduccinentrminosdecantidaddeenergaelctricaqueson capacesdeconvertirapartirdelaenergacinticadelviento.Solemosmedir esa energa en trminos de kilovatios-hora (kWh) o de megavatios hora (MWh) durante un cierto perodo de tiempo, p. ej. una hora o un ao. Unidades de energa 1 J (julio) = 1 Ws = 0,2388 cal 1 GJ (gigajulio) = 10 9 J 1 TJ (terajulio) = 10 12 J 1 PJ (petajulio) = 10 15 J 1 (kilovatio-hora) kWh = 3.600.000 Julios 1tep(toneladaequivalentedepetrleo)=7,4barrilesdecrudoenenerga primaria=7,8barrilesdeconsumofinaltotal=1270m3degasnatural=2,3 toneladas mtricas de carbn 36 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica 1 Mtep (millones de toneladas equivalentes de petrleo) = 41,868 PJ Potencia La potencia elctrica suele medirse en vatios (W), kilovatios (kW), megavatios (MW),etc.Lapotenciaestransferenciadeenergaporunidaddetiempo.La potenciapuedesermedidaencualquierinstantedetiempo,mientrasquela energa debe ser medida durante un cierto perodo, p.ej. un segundo, una hora o un ao. Que un aerogenerador tenga una potencia nominal (la que figura en la placa de caractersticas)de1.000kW,leindicaqueproducir1.000kilovatios-hora (kWh)deenergaporhoradefuncionamiento,cuandotrabajearendimiento mximo (es decir, con vientos de, digamos, ms de 15 metros por segundo). Que un pas como Dinamarca tenga, aproximadamente, 1.000 MW de potencia elicainstaladanoleindicacuntaenergaproducenlasturbinas.Los aerogeneradores estarn girando normalmente durante el 75 % de las horas de ao,aunquesloestarnfuncionandoalapotencianominalduranteun nmero limitado de horas al ao. Parapodercalcularcuntaenergaproducirnlosaerogeneradoresdeber conocer la distribucin de velocidades de viento para cada aerogenerador. En elcasodeDinamarca,losaerogeneradorespromediodevolvern2.300horas de funcionamientoa plenacargaporao.Paraobtenerlaproduccintotalde energamultiplicalos1.000MWdepotenciainstaladaporlas2.300horasde operacin = 2.300.000 MWh = 2,3 TWh de energa ( 2.300.000.000 de KWh). La potencia de los automviles se indica a menudo en caballos de vapor (CV o HP)enlugardeenkilovatios(kW).Lapalabra"caballodevapor"puede proporcionarleunaideaintuitivadequelapotenciadefinequecantidadde "msculo"tieneunmotoroungenerador,mientrasquelaenergaleindica cuanto "trabajo" produce un generador o un motor durante un cierto periodo de tiempo. EL TEOREMA DE BETZ LALEYDEBETZDICEQUESLOPUEDECONVERTIRSEMENOSDE 16/27OSAEL59,3%DELAENERGACINTICAENENERGA MECNICA USANDO UN AEROGENERADOR. 37 ENERGAS RENOVABLESTema 1. Conceptos generales sobre energa elica Cuanto mayor sea la energa cintica que un aerogenerador extraiga del viento, mayor ser la ralentizacin que sufrir el viento que deja el aerogenerador por suparteizquierdaeneldibujodelapgina26sobreeltubodecorrientedel dibujo,talycomoanteriormentehemosvisto,losaerogeneradoresdesvanel viento. Siintentamosextraertodalaenergadelviento,elairesaldraconuna velocidad nula, es decir, el aire no podra abandonar la turbina. En ese caso no seextraeraningunaenergaenabsoluto,yaqueobviamentetambinse impedira la entrada de aire al rotor del aerogenerador. En el otro caso extremo, el viento podra pasar a travs de nuestro tubo sin ser para nada estorbado. En este caso tampoco habramos extrado ninguna energa del viento. Aspues,podemosasumirquedebehaberalgunaformadefrenarelviento queestentremediodeestosdosextremos,yqueseamseficienteenla conversin de la energa del viento en energa mecnicatil. Resulta que hay unarespuestaaestosorprendentementesimple:unaerogeneradorideal ralentizara el viento hasta 2/3 de su velocidad inicial. Para entender el porqu, tendremos que usar esta la ley fsica fundamental para la aerodinmica de los aerogeneradores que es la ley o teorema de Betz. Pamx = 16/54**A*v13 = 16/27*(1/2** A* v13) = 16/27*Pd = 0,593*Pd LaexpresinanteriorconstituyeelteoremaolmitedeBetz,segnelcualla potenciamximaquetericamentepuedeseraprovechadadeunflujode vientoestansloun59,3%delapotenciadisponibleenelmismo.En consecuencia,elvalormximodelcoeficienteCpesiguala0,593.Enla prcticaestelmitesuperiornuncasealcanza,pudiendollegaravaloresslo algo superiores a 0,4 en el mejor de los casos. El mximo valor de Cp se alcanza cuando la velocidad del viento en la seccin correspondientealplanoderotacindelahlicees2/3delavelocidaddela corrienteaguasarribasinperturbar,obiencuandolavelocidaddelviento aguas abajo del plano del rotor en 1/3 de la velocidad aguas arriba 38 Tema 1. Conceptos generales soenerga elica Laclasificacinbsicadeestasmquinashasidoporlaposicindesueje: vertical u horizontal. El accionamiento de los elementos captadores mviles es bsicamente por sustentacin en la mayor parte de los casos, si dispositivos de eje vertical son accionados por resistencia.a)Sistemasdegeneracindeejevertical:estetipodetecnologapresenta ciertasventajasdecarcterestructuralalnonecesitarmecanismode orientacin,ascomoparapoder Dentro de las desventajas que presenta este tipo de tecnologa, cabe destacar sumenorproduccinenergticaaigualpotenciainstaladarespectoaun aerogeneradorconvencional,ascomolanecesidaddemotorizar aerogenerador para su arranque. b)Sistemasdegeneracindeejehorizontal:escondiferenciaeltipode sistema de captacin elica ms desarrollado, utilizndose desde tamaos del orden de vatios a grandes a aerogeneradores por encima del MW de potencia. Enrelacinalaposicindel clasificadoscomoasotavento(rotoraguasdebajodelatorre)obarlovento (rotor aguas arriba de la torre), siendo esta ltima disposicin la ms utilizada. 6. CLASIFICACIN DE LAS MQUINAS Y APLICACIONES ENERGAS RENOVABLES. Conceptos generales sobre Laclasificacinbsicadeestasmquinashasidoporlaposicindesueje: vertical u horizontal. El accionamiento de los elementos captadores mviles es bsicamente por sustentacin en la mayor parte de los casos, si dispositivos de eje vertical son accionados por resistencia. a)Sistemasdegeneracindeejevertical:estetipodetecnologapresenta ciertasventajasdecarcterestructuralalnonecesitarmecanismode orientacin,ascomoparapoderinstalarelgeneradorelctricoentierra. Dentro de las desventajas que presenta este tipo de tecnologa, cabe destacar sumenorproduccinenergticaaigualpotenciainstaladarespectoaun aerogeneradorconvencional,ascomolanecesidaddemotorizar aerogenerador para su arranque. b)Sistemasdegeneracindeejehorizontal:escondiferenciaeltipode sistema de captacin elica ms desarrollado, utilizndose desde tamaos del orden de vatios a grandes a aerogeneradores por encima del MW de potencia. Enrelacinalaposicindelrotorrespectoalatorre,losrotoresson clasificadoscomoasotavento(rotoraguasdebajodelatorre)obarlovento (rotor aguas arriba de la torre), siendo esta ltima disposicin la ms utilizada. 6. CLASIFICACIN DE LAS MQUINAS Y APLICACIONES Laclasificacinbsicadeestasmquinashasidoporlaposicindesueje: vertical u horizontal. El accionamiento de los elementos captadores mviles es bsicamente por sustentacin en la mayor parte de los casos, si bien algunos a)Sistemasdegeneracindeejevertical:estetipodetecnologapresenta ciertasventajasdecarcterestructuralalnonecesitarmecanismode instalarelgeneradorelctricoentierra. Dentro de las desventajas que presenta este tipo de tecnologa, cabe destacar sumenorproduccinenergticaaigualpotenciainstaladarespectoaun aerogeneradorconvencional,ascomolanecesidaddemotorizarel b)Sistemasdegeneracindeejehorizontal:escondiferenciaeltipode sistema de captacin elica ms desarrollado, utilizndose desde tamaos del orden de vatios a grandes a aerogeneradores por encima del MW de potencia. rotorrespectoalatorre,losrotoresson clasificadoscomoasotavento(rotoraguasdebajodelatorre)obarlovento (rotor aguas arriba de la torre), siendo esta ltima disposicin la ms utilizada. 6. CLASIFICACIN DE LAS MQUINAS Y APLICACIONES 39 Tema 1. Conceptos generales soenerga elica En general, estas turbinas constan de un rotor que caunsistemadeconversindeenergaquemedianteunmultiplicadoryun generadortransformanlaenergamecnicaenelctrica.Elconjuntose completa con un bastidor y una carcasa, que alberga los mecanismos llamada gndola,ascomounatorresobrelaquevamontadotodoelsistemaylos correspondientessubsistemashidrulicos,electrnicosdecontrole infraestructura elctrica. Losaerogeneradorestambinsepuedenclasificardeacuerdoasupotencia nominal en:a)Microturbinas(