Por @Alvy — 8 de Abril de 2013

Aerogenerador

A raíz de la anotación acerca de por qué se veían a veces muchos aerogeneradores parados aunque hubiera mucho viento recibimos unas cuentas ideas y explicaciones a través de Twitter, que incorporé a la anotación original. La situación tiene un toque de absurdo: si disponemos de una forma de generar energía limpia y eficiente, que a diferencia de otras además funciona las 24 horas del día… ¿Por qué parar los aerogeneradores?

Entre toda la información que recibimos había un mensaje de uno los más antiguos y míticos lectores de la parroquia microsierva, Dirson, nos escribió con una amplia información que creo que merece la pena reproducir aquí. Así que ahí va: estos son los

Diversos motivos por los cuales los aerogeneradores están a veces parados a pesar de que haya mucho viento en ese momento

Por Dirson

Los aerogeneradores en un parque eólico pueden estar parados por diversos motivos:

  • Mantenimiento. Este suele ser el más habitual cuando vemos un aerogenerador parado y otros funcionando. El caso es que, cada cierto tiempo, se paran los aerogeneradores para echarles un vistazo, engrasarlos, etcétera. Son paradas programadas de uno o varios aeros; obviamente se suelen parar cuando se prevé que haya menos viento para perder menos energía y dinero. Hay empresa que usan software propio para calcular las velocidades y producciones de viento, no las previsiones de AEMET (Agencia Estatal de Meteorología).
  • Avería. Las averías llegan sin avisar, pero son muy poco frecuentes.
  • Velocidad excesiva del viento. A partir de una determinada velocidad de viento, y por seguridad, los aerogeneradores dejan de girar: las palas se ponen paralelas al viento, no «perpendiculares» como es habitual, y se frena el motor. (En caso contrario, pueden colapsarse y quedar destruidos). Esto suele suceder a partir de velocidades de unos 25 metros por segundo. En la Península Ibérica estas paradas son muy raras, aunque hay sitios en el mundo donde el porcentaje de ocurrencias de esas altas velocidades es más probable. (Sin embargo esto tampoco explica que como se algunas veces haya un solo aerogenerador parado, puesto que aproximadamente todos los aerogeneradores de un parque tienen la misma velocidad debido al viento.)
  • Migraciones. A veces ciertos aerogeneradores de un parque están en medio de un paso migratorio: se detienen para no dañar a determinadas especies de aves que sobrevuelan por allí.
  • Hielo. A veces las palas de los aerogeneradores acumulan hielo y por seguridad se paran.
  • Shadow flicker. A algunos vecinos les puede ocurrir que la sombra de las palas al girar les molesta cuando el aerogenerador se encuentra entre el Sol y sus casas. Ese parpadeo de las palas girando se evita parando el aerogenerador en determinadas horas. Se calcula con geometría y simples tablas de la posición del Sol.
  • Ruido. La legislación de algunos países protege a los vecinos a partir de cierto nivel de decibelios. Para evitar ruidos molestos los aerogeneradores se suelen parar dependiendo de la hora del día (a la noche es más estricto), la distancia al aerogenerador o la dirección del viento (el ruido se propaga con él).
  • Huecos de tensión. Los aerogeneradores antiguos anteriores a 2008, de los cuales en España hay cientos de ellos por ser pioneros en Energía Eólica son «asíncronos» y en caso de que existan «huecos» de tensión en la Red (caídas debidas a pequeñas desconexiones de subestaciones, cortocircuitos en líneas, etcétera), dan muchos problemas. Las normas obligan a que se desconecten automáticamente de la Red y luego se deben volver a conectar manualmente.

Los vertidos

Hasta la fecha las paradas por mantenimiento, averías y ruido eran las más habituales. Pero desde hace unos años los conocidos como vertidos son cada vez más frecuentes. Sucede que se juntan varios factores que hacen que en cierto modo la energía eólica generada se vuelva «sobrante» y se tengan que parar los aerogeneradores e incluso parques eólicos enteros. El País publicó recientemente acerca de ello: «España recorta la producción nuclear un 20% al sobrar electricidad».

Lo que sucede y cómo influyen los diversos factores es lo siguiente:

  • Hay un aumento de la energía producida, principalmente mucho viento (eólica) o mucha lluvia (hidroeléctrica) que inyectan energía «gratis» a la Red eléctrica.
  • Coincide con una disminución de la demanda: crisis, momentos puntuales (madrugadas, Semana Santa, vacaciones), temperaturas templadas (sin calefacción ni aire acondicionado…)
  • Hay una red eléctrica débil en algunos puntos (sobre todo, donde hay parques eólicos), que no admite más de una determinada cantidad de potencia.

Según el Teorema de Boucherot, la potencia de la red generada debe ser la misma que la potencia consumida si queremos mantener la frecuencia de 50 Hz constante y no estropear nada que haya enchufado en los hogares. Como detener las centrales de base (nucleares, térmicas, etcétera) es más costoso, se detienen los parques eólicos. Según Red Eléctrica Española ha explicado [en un documento titulado Límites del sistema eléctrico a la integración de generación de régimen especial, 2011] esos vertidos van a ser cada vez más habituales.

Lo ideal sería poder regular finamente la potencia de un parque e ir modificando la potencia de cada aerogenerador individualmente para ajustarse a la demanda en cada momento. Pero Red Eléctrica actúa ordenando detener totalmente una línea de aerogeneradores o directamente un Parque entero.

Los últimos días de Semana Santa en 2013 lo más probable es que se hayan realizado esos vertidos, puesto que había viento y muchos aerogeneradores parados. En un futuro, para evitar este «derroche» de energía limpia y de pérdida de dinero para los dueños de los parques, se han ideado varias tecnologías:

  • Redes inteligentes y generación distribuida. Permitirán un ajuste más «fino» de consumo y producción eléctrica.
  • Almacenamiento de la energía eólica. Es un campo en el que se está invirtiendo mucho dinero. La solución será, sin duda, la de las baterías, pero no faltan ideas ingeniosas como la de esta en Bélgica que almacena energía en una isla.
  • Vehículos eléctricos. El hecho de poner a cargar baterías por la noche, que es el momento del día en el cual –en la mayor parte de los lugares del mundo– hay mayor recurso eólico, facilitará la gestión de la producción eólica.

Aquí hay un vídeo del CECRE, el Centro de Control de Energías Renovables de Red Eléctrica, que es desde donde se realiza el control y gestiones de este tipo.

Este mes de marzo de 2013 ha habido tantas horas de vertidos como en todo 2012 completo. Y la tendencia es que esto vaya a más, sobre todo en abril, que se juntará el deshielo (pantanos turbinando agua obligatoriamente), temperaturas cálidas (ni calefacción ni aire acondicionado) y descenso general del consumo debido a la crisis.

Todo esto está provocando que, por ejemplo, el pasado 1 de abril el precio de la electricidad en el mercado fuese de 0 €/MWh. (se puede ver en OMEL.es) En otras palabras: si tú tenías una central eléctrica y vendías la electricidad en el mercado… el lunes 1 de abril la tenías que regalar. Al sector eólico la situación le ha costado unos 25 millones de euros. Pero gracias a esto es en parte por lo que se ha conseguido que la «factura de la luz» se haya rebajado para los consumidores casi un 7 por ciento este trimestre.

Actualización (9 de abril de 2013): Joseba nos añade la siguiente información por correo:

Los aerogeneradores modernos se basan en el principio de sustentación aerodinámica. Las fuerzas que actúan sobre la pala son el resultado de la acción de la velocidad relativa del viento sobre ella. El control de la potencia del aerogenerador debe realizarse en casos de velocidad elevada del viento para limitar la potencia generada a la nominal y para limitar las cargas sobre los elementos mecánicos del mismo.

Los métodos empleados son, como se ha explicado, reducir el ángulo de ataque (también llamado control del ángulo de paso o pitch) o aumentándolo por encima de un determinado valor produciendo el desprendimiento de las líneas de corriente. Este último se puede conseguir con el diseño aerodinámico de la pala (método stall) que, unida al buje en un ángulo fijo, al aumentar la velocidad del viento por encima de un valor se producen turbulencias y pérdida de sustentación.

La otra forma es parecida a la de girar las palas fuera del viento pero haciendo justamente lo contrario, es decir, poniéndolas perpendiculares (método active stall). Se pierde sustentación y el aerogenerador reduce su velocidad hasta poder llegar a pararse.

También pueden pararse los aerogeneradores más viejos que emplean la tecnología de velocidad de giro fija debido a que las ráfagas de aire sean tan fuertes que provoquen afecciones a la frecuencia generada y suministrada a la red.

{Foto: Wind Power Farm (CC) Kazuhiko Teramoto @ Flick}

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