LLUVIA ÁCIDA
Física
Energía Eólica
Colombia cuenta con fuentes de energía renovables, el país tiene 28,1 megavatios sede capacidad instalada en energía renovable. Tenemos ademas gran variedad; hay energía hidroeléctrica, solar, geometría, biomasa y eólica.
En el viaje de grado 10 a Guajira pudimos apreciar una de estas energías renovables del país, esta fue la energía Eólica. Visitamos el Parque Eólico Jepírachi ubicado entre el Cabo de la vela y Puerto Bolivia. Este parque tiene una capacidad instalada de 19,5 MW de potencia nominal*, con 15 aerogeneradores que producen 1,3 MW cada uno, que están sometidos a los vientos de la península que soplan a un promedio de 9,8 m/s cada uno. este parque empezó a hacer la operación comercial el 19 de abril del 2004 y hace parta de un programa para el aprovechamiento de energía eólica en la Alta Guajira.
Por otro lado también tuvimos la oportunidad de encontrarnos con dos tipos mas de energía renovable que utilizaban en la región de la Guajira y
fueron: la energía solar y la energía térmica. La energía solar la encontramos de camino al parque eólico vimos en las centrales o puestos de control del tren de carbón del Cerrajón unos puestos pequeños de paneles solares, de un tamaño muy pequeño y eran utilizados para mover los carriles del tren. La energía térmica la encontramos en algunos sitios una represas que funcionaban por esta energía. Personalmente creo que esta región tiene bastante potencial para instalar paneles solares o la energía solar porque el sol es continuo y muy fuerte, sin embargo entiendo que energías como la solar tiene un alto costo pues los paneles solares requieres de una alta inversión, pero desde mi punto de vista seria solo 1 gran inversión que podría beneficiar a la mayoría debido a los altos niveles de rayos solares.
Qué Es?
La energía eólica hace referencia a aquellas tecnologías que aprovechan la energía cinética del viento para convertirla en eléctrica o mecánica. Esta es una energía renovable y es la energía que se origina del movimiento de las masas de aire, es decir, el viento.
La energía eólica junto con muchas fuentes de energía renovables, proviene del sol, ya que son las diferencias en la temperatura de las distintas zonas geográficas que determinan o producen la circulación del aire.
El uso de toda fuente de energía presenta ventajas tanto como desventajas, pero lo importante es tener un balance entre los pro y los contra. La energía eólica no escapa esta premisa; como ventajas están: Es una energía inagotable que no contamina el medio ambiente y se puede aprovechar en la medida de las necesidades del momento. Sin embargo las desventajas son que se necesita un área especifica para funcionar, que es intermitente, no continua al depender del viento y que no es almacenable.
Anteriormente la energía del viento se utilizaba para la irrigación y molido de granos junto con otros productos agrícolas, sin embargo hoy en día con los avances de la tecnología se usa ahora para la producción de energía eléctrica.
Tipos
Existen dos tipos principales de maquinas que aprovechan la energía del viento: Los molinos y los aerogeneradores de electricidad.
Molinos
Este se utiliza fundamentalmente para bombeo mecánico de agua, el equipo se denomina molino multipolar por estar compuesto por un numero de 2 a 16 palas. Al girar estas palas acciona mecánicamente una bomba que extrae el agua necesaria.
Aerogeneradores
Este equipo esta diseñado para producir electricidad. A diferencia de los molinos estos tienen pocas palas o aspas para alcanzar una mayor eficiencia de transformación de la energía. Los aerogeneradores están compuestos por tres elementos: Un rotor que tiene un eje y las palas o aspas que se activan con el viento, un generados interno que se mueve por el rotor y la torre que es el soporte de las aspas o palas y el rotor. El generados suerte estar dentro del rotor en pequeñas ‘maquinas’ que suele estar conectado al eje de rotación. Los aerogeneradores se dividen en dos grupos dependiendo del eje de rotación; El eje vertical y el eje horizontal.
Los aerogeneradores de eje vertical tiene la ventaja de no necesitar orientarse a la dirección que sopla el viento, y su generador se ubica al pie de la estructura por lo tanto se hace mas fácil el acceso y mantenimiento. Sin embargo la principal desventaja es que la eficiencia de conversión de la energía es un poco menor a la del otro tipo.
Los aerogeneradores de eje horizontal tiene un plan de rotación que es que debe conservase de manera perpendicular a la dirección del viento para obtener máxima energía. Por lo tanto se debe instalar un mecanismo que oriente la posición de este rotor. El generador esta ubicado en el cuerpo del equipo, por lo tanto en la parte superior de la estructura, la desventaja es que si e avería, se necesita hacer mantenimiento ó control de rutina, se debe subir a la parte superior de la estructura.
Como se puede analizar las diferencia entre cada tipo de tecnología son muy pocas y no suficientes para descalificar a
ninguno, sin embargo el 80% de los fabricantes escogen el sistema de eje horizontal. En la Guajira utilizan el aerogenerados de eje horizontal para general electricidad por medio de una turbina o generador.
Altura
Los molinos y aerogeneradores tienen diferentes alturas respectivamente se componen entre los 60 y 80 metros de altura, esta altura depende del territorio donde este ubicado el aerogenerador acorde a la velocidad que se mueve el viento y para calcular la relación entre la velocidad del viento y la altura que la estructura debe tener se usa la siguiente formula: V(h/10)n, donde es es 0,142 aproximadamente.
Otra manera de hacerlo es dependiendo de la energía que se quiere producir entonces por un rotor de 64 metros producirá aproximadamente 1500 kW**.
En la Guajira por ejemplo en el Parque Eólico Jepírachi cuenta con 15 aerogenradores de eje horizontal y la altura de la torre es de 60 metros, según lo que nos comentaron pero no contaron la altura de los generadores en la torre que son de 20 metros dado unos 8o metros de altura en total. Estos aerogeneradores contaban con 3 aspas de 30 metros cada una.
Cómo Se Produce La Energía?
La energía eléctrica se produce principalmente en las aspas o palas del aerogenerador, al girar a causa del viento, estas entonces se van a mover a determinada velocidad, produciendo energía cinética, mientras tanto el eje de estas aspas están conectadas a una turbina que se encuentra en la superficie de la torre por lo tanto la energía cinética del movimiento de las aspas hace girar el rotor del generador que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.
Después la electricidad que se produce por los aerogeneradores esta conectada a una central donde se recoge y se distribuye a las compañías eléctricas o distintos sitios.
Hay diferentes tipos de vientos debido a las diferencias de temperatura; hay dos principalmente:
Las brisas marinas y los vientos de montaña. En la Guajira se notan más las brisas marinas; Estas se originan por las diferencias de temperatura entre el mar y la tierra. Durante el día la tierra se calienta mas rápido que el mar y los vientos se originan a
partir del mediodía, circulando del mar a la tierra. Durante la noche la tierra se enfría mas que el mar y se invierte la corriente. La fuerza del viento que resulta depende de la temperatura, pero la brisa se muestra con mas claridad por lo tanto en la Guajira la razón por la que es tan efectivo es por el constante calor y en la noche un viento helado que circula.
Costo
Los molinos de viento son un negocio muy rentable y una buena inversión también para el medio ambiente ya que después de la instalación de los molinos en El parque Eólico Jerípachi en la Guajira se produce 80 veces mas la cantidad de energía que se requiere en su mantenimiento y se requería en su instalación. La plata y energía invertida en en este parque después de su instalación se recupero a los 3 meses aproximadamente.
Anualmente estos molinos general 120.000.000 kW por año y cada hogar en la región consume aproximadamente 3000 kW al año, por lo tanto estos molinos producen suficiente energía para 40.000 hogares que es algo increíble. hoy en día las personas que pueden pagar esta energía en Colombia pagan 89,65 pesos por el Kilovatio. Pero segun el Tiempo***, para los clientes de electricaribe el kilovatio x hora cuesta $110,55 pesos y los de EPM el kilovatio x hora cuesta $100.20.
Sin embargo según lo que nos contaron la energía va principalmente para Puerto Bolivar y el Cerrejón, y solo el 4% de la energía producida va para la Guajira lo cual es bastante triste. En mi opinión si se construyen 20 molinos de viento más se abastecería las necesidades de electricidad de todo el departamento lo cual seria muy rentable.
* | Parque Eólico Jepírachi | epm (n.d) | Obtenido en el 2015 de: <http://www.epm.com.co/site/Home/Institucional/Nuestrasplantas/Energ%C3%ADa/ParqueE%C3%B3lico.aspx>
** | DISEÑO Y CÁLCULO PRELIMINAR DE LA TORRE DE UN AEROGENERADOR | RAQUEL GÁLVEZ ROMÁN (Julio, 2005) | PROYECTO FIN DE CARRERA INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL: MECÁNICA | Universidad Carlos III de Madrid | Obtenido en el 2015 de: <http://e-archivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/12046/PFC_Raquel_Galvez_Roman_2005.pdf?sequence=1>
*** | Energía de la costa: La más barata del país | NULLVALUE, El Tiempo (07/06/1999) | Publicado en el periódico en linea El Tiempo | Obtenido en linea en el 2015 de: < http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-862983>