Les centrals eòliques

1. Què és una central eòlica?

És una central on la producció de l'energia elèctrica s'aconsegueix a partir de la força del vent, mitjançant aerogeneradors que aprofiten els corrents d'aire.

El principal problema dels parcs eòlics és la incertesa respecte a la disponibilitat de vent quan es necessita. Això implica que l'energia eòlica no pot ser utilitzada com a font d'energia única i que hagi de rebre sempre el recolzament d'altres fonts energètiques amb més capacitat de regulació (tèrmiques, nuclears, hidroelèctriques, etc.).

2. L'aerogenerador

Un aerogenerador és un generador d'electricitat activat per l'acció del vent. El vent mou l'hèlix i a través d'un sistema mecànic d'engranatges fa girar el rotor (part giratòria d'una màquina) d'un generador, que produeix el corrent elèctric.

Els principals components d'un aerogenerador són:

• La gòndola: és la carcassa que protegeix els components clau de l'aerogenerador.

• Les pales del rotor: capturen el vent i transmeten la seva potència cap al rodet. Tenen una longitud de 20 m.

• El rodet: és un element que uneix les pales del rotor amb l'eix de baixa velocitat.

• Eix de baixa velocitat: connecta el rodet del rotor al multiplicador. Gira molt lentament, 30 rpm.

• El multiplicador: permet que l'eix d'alta velocitat que és a la seva dreta giri 50 vegades més de pressa que l'eix de baixa velocitat.

• Eix d'alta velocitat: gira aproximadament a 1.500 rpm, la qual cosa permet el funcionament del generador elèctric.

• El generador elèctric: la potència màxima dels aerogeneradors moderns sol ser de 500 a 1.500 kW.

• El controlador electrònic: és un ordinador que contínuament monitoritza les condicions de l'aerogenerador i controla el mecanisme d'orientació.

• La unitat de refrigeració: conté un ventilador elèctric utilitzat per a refredar el generador elèctric.

• La torre: suporta la gòndola i el rotor. Generalment és un avantatge disposar d'una torre alta, ja que la velocitat del vent augmenta a mesura que ens allunyem del nivell de terra.

• El mecanisme d'orientació: està activat pel controlador electrònic, que vigila la direcció del vent utilitzant el plafó.

• L'anemòmetre i el plafó: els senyals electrònics de l'anemòmetre connecten l'aerogenerador quan el vent té una velocitat aproximada de 5 m/s. 

3. Tipus d'aerogeneradors

Actualment hi ha una gran varietat de models d'aerogeneradors que es diferencien entre ells per la seva potència, pel nombre de pales o fins i tot per la manera de produir energia elèctrica atenent a diferents criteris:

Per la posició de l'aerogenerador

• Eix vertical: La seva característica principal és que l'eix de rotació es troba en posició perpendicular al terra

  • Darrieus: dos o tres arcs giren al voltant de l'eix.

  • Panemonas: quatre o més semicercles units a l'eix central.

  • Sabonius: dues o més files de semicilindres col·locats de manera oposada.

• Eix horitzontal: són els més habituals i són en els quals s'ha invertit més esforç per a millorar-lo els darrers anys. També es denominen HAWT.

Per l'orientació respecte al vent

• A sobrevent: La majoria dels aerogeneradors tenen aquest disseny. En aquest tipus d'aerogeneradors el vent comença a desviar-se de la torre abans d'arribar, encara que la torre sigui rodona i llisa.

• A baix vent: les màquines de corrent baix tenen el rotor situat a la cara de baix vent de la torre. Poden ser construïts sense un mecanisme d'orientació.

4.  Funcionament d'una central eòlica 

Per a produir electricitat amb una central eòlica cal que el vent bufi a una velocitat de 3 a 25 m/s. El vent fa girar les pales en incidir-hi al damunt i converteix l'energia cinètica del vent en energia mecànica, que es transmet al rotor. Aquesta energia es transmet mitjançant un eix de baixa velocitat a la caixa del multiplicador, de la qual surt a una velocitat 50 vegades superior, i és llavors quan es pot transmetre a l'eix del generador per a produir energia elèctrica.

Ja que la producció d'energia elèctrica mitjançant una central eòlica és de caràcter aleatori, ja que uns dies pot bufar més vent que uns altres o fins i tot pot ser que no bufi, totes aquestes centrals disposen d'una font auxiliar per a tenir garantit a tota hora el subministrament d'energia elèctrica. En un aerogenerador es crea electricitat estàtica en produir-s'hi el frec del vent al damunt.

Aquesta electricitat estàtica es descarrega a través d'una presa de terra que tenen tots els aerogeneradors. Aquesta presa de terra s'instal·la perquè, a causa de l'altura de la torre, es crea una diferència de potencial (tensió) entre el terra i l'aerogenerador que fa que, si alguna persona toqués la torre, aquesta electricitat estàtica es descarregués a terra a través d'ella i això li provocaria un accident greu o fins i tot la mort.

5. Els aerogeneradors i el medi ambient

L'energia eòlica és de les més netes, renovables i abundants ja que els aerogeneradors elèctrics no produeixen emissions contaminants (atmosfèriques, residus, abocaments líquids) i no contribueixen, per tant, a l'efecte hivernacle ni a l'acidificació. Però també comporten factors negatius, i algunes de les conseqüències mediambientals són:

• L'impacte visual. Si bé un parc de pocs aerogeneradors es pot arribar fins i tot a considerar atractiu, una gran concentració de màquines planteja problemes. Per a evitar-ho, se solen utilitzar colors adequats, una cuidada ubicació de les instal·lacions en l'orografia del lloc i una distribució concreta dels aerogeneradors.

• L'impacte sobre les aus. Es tracta d'un impacte potencial que, si bé no és greu en termes generals, depèn principalment de la ubicació del parc eòlic. En aquells parcs que se situïn en àrees sensibles, pot ser minimitzat a través de programes de vigilància i seguiment.

• La flora i la fauna. Una central eòlica pot tenir efectes directes en la destrucció de l'hàbitat existent a la zona i d'alguns dels organismes que hi habiten, i efectes indirectes com la generació de contaminants que afecten la salut dels organismes, o també sorolls i moviments que afecten el comportament dels animals.

• L'efecte sonor. Un aerogenerador produeix un soroll similar al de qualsevol altre equipament industrial de la mateixa potència. La diferència rau en el fet que mentre els equipaments convencionals es troben normalment tancats en edificis dissenyats per a minimitzar-ne el nivell sonor, els aerogeneradors han de treballar a l'aire lliure i tenen un element transmissor de so: el vent.

• L'impacte per erosió. Es produeixen principalment pel moviment de terres durant la preparació dels accessos al parc eòlic. Aquesta incidència es pot reduir mitjançant estudis previs al traçat.

• Les interferències electromagnètiques. Les grans dimensions dels aerogeneradors poden produir una interferència en les ones de ràdio, telefonia, televisió, etc. quan les pales estan en moviment.