Energía Eólica: Origen, Función Y Futuro

La humanidad ha utilizado el viento a su favor desde tiempos bastantes pasados, la primera civilización que data el uso del viento son los egipcios en torno a los 3000 a.C, este pueblo ocupaba el viento para la navegación de los barcos en el río Nilo. Los usos del viento fueron mejorando a lo largo de los años y de los pueblos donde estos se presentaban por ejemplo en China se ocupaba los molinos de viento para bombear agua en 200 a.C y esta misma concepción de molino de viento fue llevado a Europa donde fue utilizado para moler granos; este uso del viento fue frenado por la revolución industrial donde predominaban las máquinas a carbón o electricidad.

Después de un tiempo y por influencia de la emigración de población europea a Norteamérica, produjo que el conocimiento de tecnología también vaya a Norteamérica donde el científico Charles F. Brush aprovechó esa concepción. Charles Francis Bush fue un inventor e industrial norteamericano que nació el 17 de Marzo de 1849 en Ohio, destacó por el proyecto con arco de lámpara el cual tiene el siguiente funcionamiento: “Arc lamp, device for producing light by maintaining an electric arc across a gap between two conductors; light comes from the heated ends of the conductors (usually carbon rods) as well as from the arc itself.” 

Formó también la Compañía Bush Electric que funcionó hasta 1892 donde fue absorbido por Edison General Electric Company.

En relación al aprovechamiento eólico, creó en 1887 lo que en concepción general es el primer generador eólico eléctrico siendo el más grande con un diámetro de 17 metros con 144 palas hechas de madera de cedro que lo ocupaba para recargar las baterías de su mansión y tuvo una vida útil de 20 años pero por sus grandes dimensiones tan solo generaba 12 kW. El 20 de diciembre 1890 este generador eólico apareció en la revista Scientific American donde recalcaron el control eléctrico automatizado de ese generador.

Estos molinos norteamericanos no tan eficientes fueron mejorados por el danés Poul la Cour el cual llegó a la conclusión de que no era necesario tener una gran cantidad de aspas o cuchillas para que se genere más energía ya que esto implica mayor dificultad para que el viento pueda mover al mecanismo, es más efectivo tener menos astas para mejorar el desenvolvimiento del aerogenerador, por lo que se volvió a un modelo parecido al español de épocas pasadas.

Poul la Cour era un meteorólogo nacido en Ebeltoft, estudio meteorología en la Universidad de Copenhagen y posteriormente complementó su aprendizaje en Netherlands. En 1872 fue nombrado subdirector al crearse el Instituto Meteorológico Danés donde dos años más tarde se inclinaría en la telegrafía.

Comenzó sus investigaciones acerca de la fuerza del viento y como aprovechar este recurso en 1890 donde utilizó medios químicos para almacenar la energía del viento y así mismo diseño un túnel de aire para poder experimentar de mejor manera.

Este avance tecnológico permitió que el pueblo danés sea hoy en día el líder en cuanto a porcentaje de consumo de electricidad proveniente energía eólica siendo que batió dos records, una en diciembre del 2013 donde el 57,4% de energía consumida provenía de energía eólica y el otro fue el mismo año donde la energía eólica generó el equivalente a 102% del consumo nacional.

Ley de Betz

Albert Betz, fue un físico Alemán que vivió entre 1885 a 1968 el cual planteó una ley que establecía el aprovechamiento del viento mediante la energía cinética delimitando el punto máximo en que a este se le podía sacar provecho. 

Como vemos estamos hablando de lo que hoy por hoy denominamos energía eólica, aunque esta ley se enfoca sobre un pilar de ella. Empezamos por entender que la energía eólica es capaz de recuperarse y transformarse gracias a la captación y movimiento del viento en lo que llamamos aerogenerador.

En este sentido, debemos conocer las hipótesis que Betz replanteo acerca del aire y aerogeneradores basándose en aquellas que Rankine y Freud hicieron, estas son:

• El viento puede ser concebido como un fluido sin viscosidad menos en las proximidades al rotor, por lo cual es un fluido incomprensible ya que se mueve de manera subsónica lo que provoca que la de dudas del mismo se vuelva una constante, por lo tanto el tema de la temperatura producida se vuelve un tema fluido dinámico con relación al rotor. 
• Los posibles cambios que se pueda generar en la hipocresía anterior dependerán del punto de trabajo tomando en cuenta el punto de trabajo, el cual será obligatoriamente realizado en un régimen estacionario, por lo mismo ni la velocidad ni la Estela que adquiera el rotor serán tomadas en cuenta. 
• Del rotor mencionado las especificaciones con las que debe cumplir son que esté necesariamente tiene que ser un disco poroso fijo adherido a este palas o eliges de espesor variable. 
• Por último las magnitudes obtenidas por el viento deben ser determinadas en un tubo de corriente del cual se debe tomar en cuenta su perfil de espesor y longitud, tal que se puedan representar las variables fluidas. 

Tomando en cuenta eso Betz pone en práctica lo que se conoce como frenado ideal del viento, esto consta de lo siguiente: Entre más energía cinética produzca el aerogenrsdor del viento aumentará proporcionalmente con la relentixacion que sufrirá el viento al salir del aerogenerador, esto sucede porque si se estrés toda la energía del viento, el viento que entra saldrá con una velocidad nula pues no podrá abandonar las aspas por ende la extracción de energía no se daría. Esto se debe a que si no sale aire por obvias razones la entrada sería impedida de igual forma, así pues lo que se presenta es un rotor del aerogenerador estático de de tal forma que no existe energía cinética, ahora si pre suponemos el caso extremo donde todo el viento que entre al aerogenerador salga de igual manera sin ser estorbado, tampoco se obtendrá ningún tipo de energía.

De esta forma debemos recordar y suponer que para generar una obtención de energía es necesaria alguna forma por la cual el viento se pueda detener en ambos extremos, de tal forma que la conversión de energía se lleve a cabo pues como resultante para conseguir una enérgica mecánica tipo CA, el aerogenerador debe ralentizar el viento a dos tercios de la velocidad con la que entra y es aquí donde entra la ley del límite de Betz.