Energies renovables
Verlo siempre en Español
Aerogeneradors a Campillo (Cuenca).
1. Els aerogeneradors més grans produeixen més energia?
2. Com funcionen els aerogeneradors?
3. La relació entre mida, vent i generació elèctrica
4. L'evolució dels aerogeneradors i la producció d'energia eòlica
5. Quina mida té un aerogenerador?
Els aerogeneradors més grans produeixen més energia?
Sí. Imagina un aerogenerador com un enorme molinet de vent. Com més grans siguin les seves aspes, més vent poden “atrapar”. I més vent vol dir més energia.
La clau està al diàmetre del rotor (la distància que abasten les pales en girar). En girar, les pales descriuen un cercle a l'aire. Com més gran és aquest cercle, més àrea es cobreix i, per tant, més vent es pot aprofitar.
Això es basa en una llei física molt senzilla: l'energia que es pot extreure del vent augmenta amb la mida de l'àrea que escombra les pales. És a dir, si dupliques la longitud de les pales, l'àrea que cobreixen no es duplica, es multiplica per quatre! I si a més el vent bufa més fort, l'energia es dispara perquè també depèn del quadrat de la velocitat del vent. Una mica més de vent = molta més energia.
La quantitat d'energia que es pot obtenir del vent depèn de l'alçada de l'aerogenerador i de la longitud de les pales.
Els aerogeneradors amb pales més llargues requereixen torres més altes. Atès que com més alçada creix lleugerament la velocitat de vent incident, augmentar l'alçada de torre dels aerogeneradors implica que el vent incident tingui més velocitat i per tant una major producció.
En els darrers anys la potència i la mida de les turbines eòliques ha augmentat per aconseguir una millor eficiència tècnica, menor consum de recursos i millor rendiment econòmic. El 1985, les turbines tenien una capacitat de 0,05 MW i un diàmetre de rotor de 15 metres. Els nous aerogeneradors tenen una capacitat entre 5 i 7 MW a terra (onshore) i d'entre 8 i 15 MW a alta mar (offshore).
En resum: aerogeneradors més grans = més vent captat = més energia produïda. Per això els parcs eòlics moderns aposten per aerogeneradors cada cop més alts i amb pales més llargues.
Com funcionen els aerogeneradors?
La diferència de pressió que es genera a les pales a causa del pas del vent fa que el rotor giri i transformi aquesta energia cinètica en energia mecànica (Llei de conservació de l'energia). Aquesta es transmet a través del tren de potència al generador, on es produeix l’electricitat.
El procés ocorre a dalt de la torre, dins la góndola, que alberga els principals components mecànics (eix i multiplicadora) i elèctrics (generador i convertidor). Els aerogeneradors també estan equipats amb sistemes que els permeten orientar-se automàticament segons la direcció del vent girant les pales, i maximitzar-ne així el rendiment.
Parc eòlic d'Aldeavieja (Àvila).
La relació entre mida, vent i generació elèctrica
En aquest procés, la mida és clau: com més és el diàmetre del rotor i, per tant, més llargues són les pales, més massa d'aire travessa el rotor per segon i, per tant, més gran és la quantitat d'energia disponible que es pot produir.
- P = potència del vent (energia per unitat de temps)
- ρ = densitat de l'aire (aproximadament 1.225 kg/m³ al nivell del mar)
- A = àrea d'escombrada del rotor = πr², sent r el radi de les pales
- v = velocitat del vent
La relació entre la velocitat del vent i la quantitat d'energia que es pot generar no és proporcional, és el quadrat de la velocitat: si el vent bufa el doble de ràpid, l'energia que s'obté no es duplica… es multiplica per quatre!
Això és perquè, quan el vent bufa més fort (sense arribar a la velocitat de tall per vent alt), arrossega més energia, i els aerogeneradors poden aprofitar aquest impuls addicional per generar més energia, tal com explica IRENA.
A més de l'anterior, hi ha un límit físic que estableix el màxim d'energia cinètica continguda al vent que un rotor aerodinàmic pot capturar, aquest límit s'anomena límit de Betz i és de 0,593
L’evolució dels aerogeneradors i la producció d’energia eòlica
Com indica l'informe Future of Wind d'IRENA, l'augment de l'alçada de la boixa i l'allargament de les pales ha permès generar més energia sense canviar el recurs eòlic disponible.
Això sumat a una major eficiència operativa i una millor elecció d'emplaçaments, van impulsar el factor de capacitat mitjana global dels nous projectes del 27% el 2010 al 34% el 2018.
S'espera que l’increment continuï a escala mundial gràcies al desplegament d'aerogeneradors de dimensions més grans i a l'ús de tecnologies avançades en mercats clau com ara la Xina i l'Índia.
Aquesta evolució permetria millorar l'eficiència operativa dels parcs eòlics terrestres, amb factors de capacitat mitjana en l'àmbit mundial que podrien assolir fins al 55% el 2030 i el 58% el 2050, davant el 34% registrat el 2018.
Motilla del Palancar (Conca).
A mesura que aquestes tecnologies han evolucionat, les alçàries de les turbines també s'han incrementat. Però quina mida tenen els aerogeneradors?
Quina mida té un aerogenerador?
La mida d'un aerogenerador terrestre pot assolir entre 85 i 120 metres d'alçada, segons Enel Green Power. Si sumem la longitud de les pales, l'alçada total pot rondar els 180 metres, comparable a un edifici de més de 50 plantes.
Al mar, on les condicions permeten estructures majors, les alçades totals superen els 250 metres.
Per posar-ho en context: la Torre Eiffel fa 312 metres, el London Eye 135 i la Sagrada Família assolirà els 172 metres en finalitzar la seva construcció. Alguns sistemes moderns ja competeixen en alçada amb aquestes construccions emblemàtiques.
¿Cuánto mide un aerogenerador comparado con algunos monumentos emblemáticos?
Torre Eiffel: 312 m
London Eye: 135 m
Big Ben: 96 m
Aerogenerador: 115 m
Torre de Pisa: 57 m
Estatua de la Libertad: 93 m
Sagrada Familia: 172 m
Quin és l’aerogenerador més gran del món?
Desenvolupat per l'empresa xinesa MingYang Smart Energy, el MySE18.X-20MW és el més gran del món:
- Té 20 MW de potència.
- Compte amb un diàmetre de rotor d'entre 260 i 292 metres.
- És capaç de generar fins a 80 milions de quilowatts hora a l'any, l'equivalent a la demanda anual de gairebé 100.000 persones.
Va ser instal·lat el 2024 al port d'Hainan, al mar de la Xina Meridional, consolidant el lideratge tecnològic de la Xina en el desenvolupament de solucions eòliques marines de gran escala.
Construir aerogeneradors més grans: reptes i beneficis
Les noves turbines eòliques són més altes, més potents i eficients. La seva capacitat més gran permet generar més energia amb menys turbines, cosa que es tradueix en un menor impacte visual i una reducció de l'ús del sòl.
Però aixecar aquestes estructures no és una tasca senzilla: calen grues més grans, fonamentacions més profundes i planificació logística.
A més, quan arriben al final de la seva vida útil, el 94% dels seus components es poden reciclar, ja que la majoria de les peces són metàl·liques. El veritable repte són les pales: estan fetes amb materials compostos com a resines reforçades amb fibra de vidre o carboni.
El 94% d'un aerogenerador es pot reciclar.
A Espanya, ja s'apliquen solucions d’economia circular, com ara la reutilització de fibres de pales eòliques en àrids per al formigó a la localitat d'Aldeavieja (Àvila).
Aquest avenç forma part del projecte europeu Blades2Build, impulsat per un consorci internacional amb 14 partners, entre els quals s’inclouen Endesa i Holcim, que busca donar una resposta circular viable i escalable a aquest repte.
L’exemple d’Aldeavieja: 4 aerogeneradors en comptes de 22
El parc eòlic de Aldeavieja, a Àvila, n’és l’exemple perfecte. Al marc d'un projecte de repotenciació, s'han desmantellat 22 aerogeneradors, cadascun amb una potència instal·lada de 660 kW, que sumaven un total de 14,52 MW.
En el seu lloc, s’hi han instal·lat 4 aerogeneradors més grans i eficients, amb una potència individual de 6 MW, elevant la potència total instal·lada del parc a 24 MW.
Reduint el nombre de turbines a una quarta part, la producció anual gairebé es duplica, passant de 32,5 GWh a 64,1 GWh a l'any. Aquesta millora implica també una reducció de l'impacte visual a l'entorn i una millor integració paisatgística.
Amb una quarta part dels aerogeneradors originals, es produeix més energia que abans.
La mida dels aerogeneradors marca la diferència: com més grans són, més vent capten i, per tant, més electricitat generen. La seva evolució ha permès produir més amb menys. Una tendència que ja transforma el paisatge energètic.
Nota
El proyecto de Aldeavieja se ha acogido a los programas de concesión de ayudas a la inversión en la repotenciación de instalaciones eólicas, “Programas Repotenciación Circular” del «Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia – Financiado por la Unión Europea–NextGenerationEU. En concreto, los trabajos han recibido una ayuda de 6,51 millones, concedida por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE). Se estima que el parque eólico Aldeavieja inicie su fase de pruebas en octubre de 2025 para entrar en plena operación a finales de ese mismo mes.
Contenido relacionado
.png)
Energies renovables
Podríem evitar instal·lar panells solars al camp i utilitzar només teulades?
Energies renovables
Els panells solars són tòxics?
Energies renovables
Els aerogeneradors produeixen contaminació acústica?
Energies renovables
Aerogeneradors: funcionament, història i evolució
Energies renovables