Els fonaments tecnològics
Els aerogeneradors actuals
Els aerogeneradors que es comercialitzen actualment poden operar de forma continuada i amb un baix nivell de manteniment durant unes 120.000 hores, i tenen una vida mitjana de 20 anys. Aquesta capacitat de treball, i l’augment constant del nivell de producció elèctrica de les turbines, han convertit l’energia eòlica en una veritable alternativa a d’altres fonts convencionals d’energia elèctrica.
La rapidesa amb què ha evolucionat la tecnologia eòlica ha contribuït de forma decisiva a aquest progrés. Mentre que durant la dècada dels vuitanta, els aerogeneradors que es comercialitzaven tenien una potència d’entre 20 i 60 kW i un diàmetre de rotor d’uns 20 metres, les turbines actuals tenen una potència de 2-5 MW -s'estan fent proves amb turbines encara més potents- i rotors d’entre 90 i 120 metres de diàmetre.
Les característiques d’aquests aerogeneradors més moderns fan que la seva capacitat de producció incrementi quasi de forma exponencial a mesura que augmenta la velocitat del vent. Així, per exemple, quan la velocitat mitjana es duplica, el rendiment energètic de la turbina es multiplica per vuit. El temps de manteniment d’aquestes màquines és, a més, molt baix, ja que només requereix unes 40 hores anuals.
El pes dels molins, per unitat de potència, s’ha reduït a la meitat en els últims anys gràcies a l’ús de materials nous (com les resines sintètiques reforçades amb fibra de vidre i fibra de carboni) i a la millora del muntatge dels diversos elements que els integren. Alhora, també s’ha aconseguit reduir de forma important el nivell de soroll, de manera que l’impacte acústic sobre els indrets més propers és pràcticament nul.
El funcionament d’un aerogenerador
El que caracteritza el funcionament d’un aerogenerador és la corba i el coeficient de potència. La corba de potència indica el rang de velocitats de vent amb què pot operar l’aerogenerador i la potència que pot proporcionar en cada cas. Aquesta corba mostra el valor mínim de velocitat de vent necessari perquè un aerogenerador comenci a funcionar, normalment situada entre 4,5 i 5 m/s. Per a velocitats de vent superior a 25-28 m/s, l’aerogenerador ha de frenar-se per raons de seguretat. L'energia cinètica del vent depèn de la densitat de l'aire (massa per unitat de volum). Quan més pesant sigui l'aire, més energia rebrà la turbina.
El coeficient de potència fa referència al rendiment de la màquina, és a dir, relaciona la potència que proporciona l’aerogenerador i la disponible de vent. Aquest valor té un límit teòric màxim avaluat en el 59%. En general, entre els diferents tipus d’aerogeneradors, tant per les característiques de la corba de potència com pel coeficient de potència proporcionat, els molins d'eix horitzontal són els que combinen el millor rendiment i les millors característiques de funcionament. Aquest aerogeneradors permeten aconseguir un rendiment de fins al 40% i per a aplicacions eòliques d’elevada potència actualment són els que s’utilitzen més.
