Energía eólica. Qué es y cómo funciona, ventajas y desventajas

María Robledo
Redactora

La energía eólica ocupa un lugar destacado en el panorama energético de España, al ser la principal fuente de energía renovable y contribuir significativamente a cubrir el 23% de la demanda energética del país. En este artículo, te explicamos en detalle cómo la fuerza del viento se ha convertido en una valiosa fuente de electricidad, sus aplicaciones en diversos sectores y su papel en la transición hacia un panorama energético más ecológico.

¿Qué es la energía eólica? La energía del viento

La energía eólica es la que se obtiene del viento. Se aprovecha la fuerza cinética del viento para convertirla en energía útil, como electricidad. Esto se logra a través de aerogeneradores o turbinas eólicas, que consisten en grandes estructuras equipadas con hélices o aspas que giran con la acción del viento.

¿La energía eólica es renovable? Sí, la energía eólica es una fuente de energía renovable. Se considera renovable porque su origen es el viento, un recurso natural que es prácticamente inagotable. Además, es una fuente de energía limpia y sostenible, ya que no emite gases de efecto invernadero ni otros contaminantes durante su funcionamiento.

Características de la energía eólica

La energía eólica tiene varias características distintivas que la hacen una fuente de energía única y atractiva. Algunas de estas características son:

• Renovable: Como se ha mencionado, la energía eólica es renovable ya que proviene del viento, un recurso natural que no se agota en una escala de tiempo humana.
• Limpia: La generación de energía a partir del viento no produce emisiones de gases de efecto invernadero ni otros contaminantes atmosféricos, lo que la convierte en una opción respetuosa con el medio ambiente y contribuye a la mitigación del cambio climático.
• Abundante: El viento es una fuente de energía abundante en muchas regiones del mundo. Las zonas costeras y lugares montañosos tienden a tener vientos más consistentes y fuertes, lo que los convierte en lugares ideales para la generación de energía eólica.
• Reducida dependencia de combustibles fósiles: Al utilizar el viento como fuente de energía, se reduce la necesidad de depender de combustibles fósiles no renovables como el petróleo, el carbón y el gas natural. Lo que contribuye al mismo tiempo, a unas bajas emisiones de dióxido de carbono (CO2) u otros contaminantes.
• Bajos costos operativos: Una vez que los aerogeneradores están instalados y funcionando, los costos operativos y de mantenimiento son relativamente bajos en comparación con algunas otras fuentes de energía.
• Escalabilidad: Los parques eólicos pueden tener diferentes tamaños y capacidades, desde pequeñas instalaciones locales hasta grandes proyectos a gran escala que generan energía para una región entera.

¿Cómo funciona la energía eólica?

La energía eólica se genera mediante la conversión de la energía cinética contenida en el viento en energía útil, como electricidad. Esto se logra utilizando aerogeneradores, que son estructuras equipadas con aspas grandes que giran cuando el viento las golpea.

Las aspas están diseñadas de manera aerodinámica para capturar la máxima cantidad de energía cinética del viento. Cuando el viento sopla, ejerce una fuerza sobre las aspas, lo que hace que comiencen a girar. Estas aspas están conectadas a un eje central que se encuentra en el interior de la estructura.

El movimiento giratorio del eje se transmite a un generador electromagnético ubicado en el interior de la carcasa del aerogenerador. Este generador utiliza el principio de la inducción electromagnética: cuando las bobinas de alambre en el generador se mueven dentro del campo magnético creado por imanes, se genera una corriente eléctrica.

La electricidad generada en el generador inicialmente es de corriente alterna (CA) y necesita ser transformada y convertida a una forma que sea compatible con la red eléctrica y con los dispositivos eléctricos en hogares y empresas. Esto se logra mediante el uso de sistemas de conversión electrónica y transformadores.

Una vez que la electricidad se ha convertido en la forma adecuada, se transporta a través de cables hacia la red eléctrica, donde se distribuye a los consumidores. La electricidad generada a partir de la energía eólica puede utilizarse para alimentar hogares, empresas, industrias y otros lugares donde se necesite electricidad.

¿Cómo la energía eólica se transforma en electricidad?

La electricidad generada inicialmente es de corriente alterna, pero para que sea compatible con la red eléctrica y los dispositivos eléctricos en hogares y empresas, se transforma a una forma específica de corriente alterna y se ajusta a niveles de voltaje adecuados mediante sistemas de conversión electrónica y transformadores.

La electricidad así transformada se envía a la red eléctrica, donde se distribuye a los consumidores finales a través de cables y líneas de transmisión.

¿Para qué sirve la energía eólica?

    La energía eólica tiene varias funciones beneficiosas, a continuación algunas de ellas:

• Generación de electricidad: La principal función de la energía eólica es la generación de electricidad. Los aerogeneradores convierten la energía cinética del viento en energía mecánica y luego en electricidad utilizable. 
• Abastecimiento de energía: Los parques eólicos pueden contribuir significativamente al suministro de energía de una región. Pueden funcionar como fuentes de energía a gran escala, ayudando a diversificar la matriz energética y reducir la dependencia de los combustibles fósiles.
• Reducción de emisiones: Al generar electricidad sin emisiones de gases de efecto invernadero y otros contaminantes, la energía eólica contribuye a la reducción de la huella de carbono y al combate del cambio climático.
• Sostenibilidad ambiental: Utilizar la energía eólica ayuda a preservar los recursos naturales y reduce la presión sobre los ecosistemas al no depender de recursos no renovables como el petróleo y el carbón.
• Diversificación energética: La energía eólica contribuye a diversificar la fuente de energía de una región, lo que aumenta la resiliencia energética y reduce la vulnerabilidad ante interrupciones en el suministro de combustibles fósiles.
• Ahorro de recursos: Al generar electricidad sin consumo directo de combustibles, la energía eólica ayuda a conservar los recursos naturales no renovables.
• Independencia energética: La producción local de energía eólica puede disminuir la dependencia de las importaciones de energía y la volatilidad de los precios de los combustibles fósiles.

Energía eólica ejemplos

En total, en España hay 1.345 parques eólicos con 22.042 aerogeneradores. En 2022 se pusieron en marcha 46 parques eólicos nuevos con 395 aerogeneradores en total. Los parques eólicos existentes generan el 25% de toda la electricidad en España, y a pesar de la gran superficie que se necesita para instalarlos sus infraestructuras ocupan sólo el 0,017% de la superficie total española, según la Asociación Empresarial Eólica (AEE).

Algunos ejemplos de parque eólicos en España son: 

• Parque Eólico de Don Quijote: es uno de los proyectos de energía eólica más notables en España. Se encuentra situado en la provincia de Toledo. Este complejo dispone de un total de 852 aerogeneradores, los cuales aportan una capacidad instalada de 1.520 megavatios. Esta magnitud implica que tiene la capacidad de generar energía suficiente para abastecer a 1.2 millones de hogares.
• Parque Eólico de La Janda: se posiciona como el segundo parque eólico de mayor envergadura en España. Su emplazamiento se localiza en la provincia de Cádiz. Este conjunto está compuesto por un total de 552 aerogeneradores, los cuales aportan una capacidad instalada de 890 megavatios. Esta magnitud es suficiente para proveer de energía a aproximadamente 720.000 hogares.
• Parque Eólico de León: figura como el tercer parque eólico de mayores dimensiones en España. Su ubicación abarca la provincia de León. Este conglomerado se compone de un total de 456 aerogeneradores, los cuales aportan una capacidad instalada de 690 megavatios. Esta magnitud es capaz de proveer de energía a aproximadamente 560.000 hogares.
• Parque Eólico de Campo de Dalías: se posiciona como el cuarto parque eólico de mayores proporciones en España. Se encuentra situado en la provincia de Almería. Este conjunto está integrado por un total de 426 aerogeneradores, los cuales aportan una capacidad instalada de 690 megavatios. Esta magnitud tiene la capacidad de proporcionar energía a aproximadamente 560.000 hogares. 
• Parque Eólico de Aragón: por último, este parque eólico ocupa el quinto lugar en la lista de los parques eólicos más extensos en España. Su emplazamiento abarca la provincia de Zaragoza. Este conjunto está compuesto por un total de 352 aerogeneradores, los cuales aportan una capacidad instalada de 560 megavatios. Esta magnitud tiene la capacidad de abastecer de energía a aproximadamente 448.000 hogares.

¿Qué tipos de energía eólica existen?

Podemos categorizar los parques eólicos de acuerdo con su ubicación. Así, podemos identificar dos categorías principales de energía eólica en función de dónde se produce la electricidad:

• Energía eólica terrestre (onshore): En esta modalidad, los aerogeneradores se instalan en zonas de tierra sólida. Los parques eólicos se ubican en áreas como colinas, campos abiertos o regiones montañosas en tierra firme.
• Energía eólica marina (offshore): En este caso, los aerogeneradores se erigen en mares y océanos. Los parques eólicos offshore aprovechan vientos más fuertes y consistentes en aguas profundas, instalando los aerogeneradores en plataformas flotantes o fijas en el lecho marino.

Energía eólica terrestre u onshore

La energía eólica onshore, también conocida como energía eólica terrestre, se refiere a la generación de electricidad a partir del viento utilizando aerogeneradores que están instalados en tierra firme. En este enfoque, los aerogeneradores se establecen en áreas como montes, llanuras o montañas, donde el viento es capaz de hacer girar las aspas y generar energía mecánica, que luego se convierte en electricidad utilizable.

Energía eólica marina u offshore

La energía eólica offshore se refiere a la generación de electricidad a partir del viento utilizando aerogeneradores que están instalados en aguas marinas o en océanos. En contraste con la energía eólica onshore (terrestre), los aerogeneradores offshore se erigen en alta mar, donde los vientos son más fuertes y consistentes.

En los proyectos de energía eólica offshore, los aerogeneradores pueden instalarse sobre estructuras fijas ancladas al lecho marino o en plataformas flotantes que permiten una mayor flexibilidad en la ubicación. Los parques eólicos offshore tienen la ventaja de aprovechar vientos más constantes y veloces en el mar, lo que puede conducir a una mayor generación de energía en comparación con los parques terrestres.

Tipos de Aerogeneradores de energía

Existen varios tipos de aerogeneradores que se diferencian en su diseño, tecnología y aplicaciones.

Aerogeneradores horizontales

Son los más comunes y reconocibles. Tienen un eje central horizontal y las aspas giran alrededor de este eje, como las aspas de un ventilador. Los aerogeneradores de eje horizontal suelen ser utilizados en parques eólicos terrestres y offshore.

Aerogeneradores verticales

Tienen el eje rotativo en posición vertical, lo que significa que las aspas giran alrededor de un eje vertical. Estos aerogeneradores pueden ser más compactos y versátiles en términos de dirección del viento, pero generalmente son menos eficientes que los de eje horizontal.

Aerogeneradores sin aspas

Los aerogeneradores sin aspas son una innovación en la generación de energía eólica. A diferencia de los aerogeneradores tradicionales con aspas giratorias, estos diseños buscan capturar la energía del viento de manera diferente. 

En lugar de las aspas, producen energía con el movimiento del propio mástil. Mediante un sistema interno de bobinas y campos magnéticos, se genera electricidad por inducción electromagnética sin que haya necesidad de rotación sobre un eje.

¿Cuáles son las ventajas de la energía eólica?

La energía eólica ofrece diversas ventajas que la convierten en una opción atractiva en el panorama energético actual:

• Es una fuente de energía renovable y ecológica: Tiene su origen en los procesos atmosféricos generados por la radiación solar, lo que la convierte en un recurso natural que se renueva constantemente, sin generar emisiones ni contaminantes atmosféricos.
• La energía eólica es universal: Está disponible prácticamente en todo el mundo, lo que contribuye al desarrollo local y la creación de empleo en las distintas regiones.
• Es adaptable a diversos entornos: Puede ser aprovechada en espacios que no son aptos para otros propósitos, como áreas desérticas, y puede coexistir con otros usos de la tierra, como la agricultura y la ganadería.
• La implementación es rápida y sencilla: No requiere procesos de extracción de minerales ni la transformación de combustibles fósiles. Además, la instalación de aerogeneradores a diferentes alturas permite alcanzar una producción estable de energía.
• Facilita la autosuficiencia energética en los hogares: Combinada con la energía solar fotovoltaica, posibilita el autoabastecimiento de viviendas, evitando la dependencia de las redes de suministro convencionales.
• Se considera una fuente energética económica: Es una opción de bajo costo con tarifas generalmente estables, lo que la hace competitiva en términos de rentabilidad frente a las fuentes de energía tradicionales, y también contribuye al ahorro económico.

¿Cuáles son los inconvenientes de la energía eólica?

La energía eólica, aunque ofrece numerosas ventajas, también presenta algunos inconvenientes que es importante considerar:

• Intermitencia y variabilidad: La disponibilidad de viento puede ser variable e impredecible, lo que hace que la generación de electricidad no sea constante. Esto puede requerir sistemas de respaldo para asegurar un suministro constante de energía en momentos de baja producción eólica.
• Impacto ambiental: Provoca perjuicios y pérdida de vida en aves y murciélagos, y también genera una alteración visual en los entornos naturales. Sin embargo, los diseños innovadores de aerogeneradores están modificando esta situación.
• Necesidad de espacio: Aunque es adaptable a diversos entornos, los parques eólicos terrestres requieren áreas extensas para ubicar múltiples aerogeneradores. 
• Requerimientos de infraestructura: La instalación de aerogeneradores requiere una infraestructura adecuada, incluyendo carreteras y conexiones a la red eléctrica, lo que puede generar impactos en el entorno y requerir inversión adicional.
• Instalación de alta tensión: Para transportar la energía eléctrica desde los parques eólicos, se requiere edificar líneas de alta tensión con la capacidad de transportar la mayor cantidad posible de electricidad producida.
• Costos iniciales: Aunque los costos de operación son relativamente bajos, la inversión inicial en la construcción de parques eólicos puede ser significativa. Esto puede requerir financiamiento y tiempo para recuperar la inversión.
• Desgaste y mantenimiento: Los aerogeneradores requieren mantenimiento regular para mantener su eficiencia y operación segura. Esto puede incluir reparaciones y reemplazo de componentes, lo que agrega costos a lo largo del tiempo.

¿Cuál es el principal problema de la energía eólica?

Uno de los principales problemas asociados con la energía eólica es su variabilidad e intermitencia. Debido a que la velocidad del viento puede ser impredecible y fluctuante, la generación de electricidad a partir de la energía eólica no es constante. Esto significa que en momentos de baja velocidad del viento, la producción de electricidad puede disminuir significativamente o incluso detenerse por completo. Esta intermitencia puede generar desafíos en la integración de la energía eólica en la red eléctrica, ya que se requieren sistemas de respaldo para garantizar un suministro constante de energía en todo momento.

Para abordar este problema, se están implementando soluciones como el almacenamiento de energía a gran escala, que permite almacenar el excedente de electricidad generada cuando el viento es fuerte y liberarla cuando la producción es baja. Además, la combinación de la energía eólica con otras fuentes de energía renovable, como la solar fotovoltaica, puede ayudar a mitigar la intermitencia y proporcionar una mayor estabilidad en la generación de electricidad.

¿Qué usos y aplicaciones tiene la energía eólica?

La energía eólica tiene una variedad de usos y aplicaciones en diferentes sectores:

• Generación de electricidad: El uso más común de la energía eólica es la generación de electricidad. Los aerogeneradores convierten la energía cinética del viento en energía mecánica, que luego se convierte en electricidad. Esta electricidad puede ser utilizada para alimentar hogares, empresas, industrias y la red eléctrica en general.
• Aerobombas: Dentro de las aplicaciones de la energía eólica, podemos encontrar su utilidad en aerobombas, permitiendo aprovechar su energía mecánica. Este uso posiblemente sea uno de los más antiguos de esta forma de energía. La energía mecánica generada puede ser empleada para el accionamiento de bombas de agua, sistemas de refrigeración o procesos de transformación de alimentos.
• Energía térmica: Dentro de las utilidades de la energía eólica, también se encuentra la posibilidad de emplear el calor producido por el viento. Es decir, la energía generada por la acción del viento puede transformarse en calor para aplicaciones en la industria agroalimentaria. Esta forma de energía se obtiene a través de la fuerza del viento y puede utilizarse para generar tanto calor como frío, según las necesidades.
• Ganadería: Es uno de los sectores que puede obtener numerosas ventajas a partir de las aplicaciones de la energía eólica. En realidad, su actividad ha estado íntimamente relacionada con el ámbito rural, ya que simplifica las operaciones productivas del ser humano. La energía eólica tiene la capacidad de ser utilizada para impulsar el bombeo del agua desde pozos profundos hasta las instalaciones ganaderas.
• Hidrógeno verde: Este es otro de los usos de la energía eólica, aunque su adopción no es muy generalizada. El hidrógeno es uno de los elementos más abundantes en la naturaleza, aunque no se encuentra libre en su forma natural. La creación de hidrógeno verde involucra un procedimiento químico que demanda una cantidad sustancial de energía. En este contexto, la energía eólica puede desempeñar un papel crucial al producir electricidad limpia que facilite la separación del hidrógeno de otros componentes.