Generalidades

Una de las preguntas más frecuentes hoy en día respecto a la energía eólica, es si uno puede generar energía eléctrica de fuente eólica en su propio hogar. Es una inquietud de personas que buscan fuentes de energía accesibles, confiables, limpias, autóctonas.

Los sistemas eólicos pequeños para generación de electricidad (microgeneración) pueden contribuir significativamente a las necesidades de energía de un país. Aunque las turbinas sean pequeñas, son lo suficientemente grandes para proporcionar una parte importante de la energía requerida en los hogares promedio del Uruguay.

Para instalar un sistema de microgeneración eólico deberá tener en cuenta:

• Si donde usted vive, hay buena disponibilidad del recurso eólico.
• En su barrio o área rural, se permite la instalación de torres altas.
• Cuenta con suficiente espacio propio para instalar la torre y equipos de control.
• Puede determinar cuanta energía necesita o quiere generar.
• Si económicamente viable.

Tamaño de la turbina

El tamaño de la turbina a depende mucho del uso que se le quiera dar. Las mismas pueden usarse tanto para la carga de baterías para vehículos recreacionales y de veleros, como para bombear agua o alimentar los artefactos eléctricos de una residencia. En aplicaciones residenciales, es recomendable definir bien las necesidades de energía para establecer el tamaño adecuado del aerogenerador. Ahora, ya que la eficiencia energética es más barata que la producción de energía, es importante que se apliquen las correctas prácticas en su domicilio. Si las mismas son atendidas, seguramente obtendrá mejores resultados de costo / beneficio y como consecuencia requerirá una turbina de menor tamaño.

Un hogar medio en Uruguay consume aproximadamente 2.100 kWh al año (cerca de 176 kWh por mes). Dependiendo de la velocidad promedio del viento en el área, una turbina de potencia nominal de entre 1 kW y 2 kW, podría hacer una contribución del entorno de la totalidad de esta demanda.

Un especialista puede proporcionarle una estimación de la generación de energía de su equipo, en función de éste parámetro viento. Asimismo, puede proporcionarle información acerca de la máxima velocidad de viento a que la turbina puede trabajar en forma segura, aunque la mayoría de ellas cuentan con sistemas de control para evitar que gire a altas velocidades cuando existen vientos muy intensos y sufrir algún desperfecto.

Componentes básicos de un pequeño aerogenerador

Por lo general están compuestos por un rotor, un generador o alternador montado en una estructura, una cola (usualmente), una torre, el cableado, y los componentes de la central de control: controladores, inversores y las baterías. A través del giro de las palas, la turbina convierte la energía cinética del viento en un movimiento rotatorio que acciona el generador.

Actualmente, la mayoría de las turbinas fabricadas son de eje horizontal y son de las llamadas “corriente viento arriba” (el rotor a barlovento del generador y la torre). Estas cuentan con dos o tres palas, las cuales por lo regular están fabricadas con materiales compuestos, tales como fibra de vidrio. La cantidad de electricidad que una turbina puede generar, está determinada en una primera instancia, por el diámetro del rotor. Este parámetro define su “área de barrido” o la cantidad de viento que es interceptado por la turbina. La coraza de la turbina es la estructura en la cual el rotor, el generador y la cola se encuentran montados. La cola ayuda a mantener a la turbina siempre de frente (perpendicular) al viento.

Debido a que a mayores alturas el viento es más intenso, la turbina es montada en una torre, por lo general a mayor altura se produce una mayor cantidad de energía. La torre también evita las turbulencias de aire que podrían existir cerca del piso, debidas a obstrucciones como colinas, algunas construcciones y árboles. Por regla general se recomienda instalar la turbina en una torre, en la cual la parte inferior del rotor esté a una altura de 9 m de cualquier obstáculo que se encuentre 90 m de la torre. Relativamente inversiones menores en una torre más alta pueden resultar en tasas más altas de generación de energía. Por ejemplo, la diferencia de instalar una turbina a 30 m, en vez de 18 m puede incrementar la inversión en un 10% pero la generación de energía se puede incrementar hasta en un 25%.

Los componentes que usted requerirá adicionalmente de la turbina y la torre serán aquellos integrantes de la central de control, los cuales dependerán de su aplicación. La mayoría de los fabricantes pueden proporcionarle un paquete que incluya todas las partes que necesita para su instalación. Por ejemplo, los componentes requeridos para bombeo de agua son muy diferentes a los que usted requiere para aplicaciones domésticas. Los componentes también dependerán si el sistema estará conectado a la red o será aislado, o si será un sistema híbrido.

Forma de conexión

Sistemas aislados

No están conectados a la red de suministro. Requieren el uso de baterías para almacenar la energía excedente generada, y usarla cuando no exista viento. Asimismo, requieren un controlador de carga para proteger a las baterías de una sobrecarga. Las baterías de ciclo profundo, como las usadas en los carros de golf, tienen la capacidad de descargarse y recargarse cientos de veces hasta en un 80% de su capacidad, lo cual las hace una buena opción para sistemas de energía renovable remotos. Las baterías automotrices no son de ciclo-profundo por lo que debe evitarse su uso en sistemas de energía renovable, debido al desgaste que sufren en el uso en ciclos profundos de carga y descarga que acortan su vida útil. Las pequeñas turbinas eólicas generan energía eléctrica en corriente continua. Si usted desea hacer uso de aplicaciones normales en corriente alterna, debe instalar un inversor para rectificar la corriente directa de las baterías a corriente alterna. Aunque este dispositivo disminuye ligeramente la eficiencia global del sistema, permite que la instalación eléctrica del hogar sea diseñada para sistemas de corriente alterna.

Sistemas conectados a la red

Los únicos elementos adicionales necesarios son el inversor, los equipos de protección y conexión a la red. Es usual que estos elementos se comercialicen como una unidad individual que los contiene. Por lo general no se requiere el uso de baterías y pueden ayudar a reducir su facturación de electricidad que utiliza para iluminación, algunos aparatos y calefacción. Si en un momento dado la turbina no puede cubrir la cantidad de energía que usted necesita, la compañía eléctrica cubrirá el faltante. Si por el contrario la turbina genera más energía de la que su hogar está consumiendo, el excedente se vuelca a la red pública.

En Uruguay, a partir de la aprobación del Decreto 173/010, se posibilita esta forma de conexión.
Para estar habilitado a realizar el intercambio energético se deberá firmar en forma previa un convenio de conexión con UTE, y cumplir con las Condiciones Generales, que han sido fijadas por el Ministerio de Industria, Energía y Minería, y con las Condiciones Particulares aprobadas por UTE.
Las condiciones generales y particulares se encuentran aprobadas en función de los diferentes niveles de potencia establecidos en el párrafo 1 y párrafo 2 del artículo primero del Decreto 173/010.

Sistema híbrido

Los sistemas híbridos con energía eólica pueden proporcionar en forma confiable la energía para hogares, chacras, etc. especialmente si las mismas están alejadas de la red de distribución. Un sistema híbrido combina las tecnologías de un sistema eólico y un sistema fotovoltaico (a veces también junto a un generador a combustible) y ofrece varias ventajas que si se instalan en forma separada. Debido a que los picos de operación de los sistemas eólicos y fotovoltaicos ocurren en diferentes etapas del año y del día, es probable que los sistemas híbridos puedan cubrir todos sus requerimientos de energía. En ocasiones cuando no se cuente con ninguno de las dos fuentes, la energía puede ser suministrada por baterías o mediante un generador a combustible, tal como un motor a gasoil. Si las baterías están bajas de carga, el motor puede suministrar la energía faltante y cargar las baterías. Añadir el motor hace al sistema más complejo, pero los sistemas modernos de control pueden operar en forma automática estos equipos. En algunos casos su instalación puede disminuir el tamaño de los otros sistemas.

En el Uruguay la forma más habitual de este sistema híbrido era sin la turbina eólica. Con el avance de los nuevos materiales y la disminución de los costos la realidad está cambiando, haciendo que la generación eólica esté cada vez más presente.