MICROEÓLICA
La microeólica consiste en la instalación de pequeños generadores eólicos (P<1000W) para aprovechar la energía del viento en entornos reducidos, donde los grandes aerogeneradores no son viables.
Estos pequeños aerogeneradores sustraen mediante sus palas la energía del viento para hacer girar un rotor conectado a un generador eléctrico, que convierte la energía mecánica del viento en energía eléctrica. Principalmente existen dos tipos de microgeneradores eólicos según su eje:
EJE HORIZONTAL
Los aerogeneradores de eje horizontal son aquellos cuyo eje es paralelo al suelo, cuanto mayor sea el tamaño de sus palas mayor deberá ser el mástil, son los más convencionales y eficientes. Los más utilizados son los tripala aunque existen otros modelos.
EJE VERTICAL
Los aerogeneradores de eje vertical son aquellos cuyo eje es perpendicular al suelo, esto hace que siempre estén alineados con el viento y no necesiten cola, aportando ciertas ventajas sobre los de eje horizontal, son más recientes y existe una infinitud de modelos, los más famosos son los Savonius y Darrieus.
Para considerar la instalación de uno de estos microgeneradores eólicos tendremos que conocer la cantidad de energía eólica presente en el lugar que queramos instalarlo. Pues necesitamos una velocidad recurrente del viento adecuada, ya que la mayoría de los aerogeneradores comienzan a operar a los 3 m/s y por razones de seguridad paran a los 25 m/s.
Para consultar la media de velocidad del viento en nuestra localización y otros muchos datos podemos recurrir a páginas webs de los institutos de meteorología de nuestro país, en el caso de España y Portugal podemos acceder al mapa eólico ibérico del IDAE.
Aún así hacer el cálculo de producción de nuestro generador microeólico es complicado, pues a la altura a la que estos generadores se colocan el viento depende mucho del relieve en el que se encuentran haciendo que la estimación de la producción sea muy complicada.
La microeólica es un tipo de recurso energético a considerar para nuestra vivienda pues es compatible y complementa a otras fuentes de energía como la fotovoltaica. Estas son algunas de sus ventajas y desventajas.
VENTAJAS
Energía limpia, sostenible y gratuita
Inversión amortizable en poco tiempo
Fácil instalación y poco mantenimiento
Complementa muy bien a la fotovoltaica
DESVENTAJAS
Producción de energía intermitente
Generación de ruido
Impacto visual
La microeólica es una muy buena opción si nuestro emplazamiento dispone de una velocidad recurrente del viento adecuada, pues la inversión no es muy grande y se puede amortizar en poco tiempo, además complementa muy bien a la fotovoltaica pues puede producir electricidad de noche y en días nubosos, donde la fotovoltaica flaquea, asegurando aun más nuestra independencia eléctrica.
MICROHIDRÁULICA
La microhidráulica consiste en aprovechar la energía de los pequeños flujos de agua mediante una turbina u otro dispositivo para producir electricidad. El aprovechamiento de este tipo de energía se puede realizar en pequeños saltos de agua o en flujos procedentes de ríos o canales.
Los tipos de sistemas microhidráulicos son muy variados, pues dependen del lugar donde vayan a instalarse y el flujo que vayan a procesar. A continuación veremos algunos ejemplos.
EN SALTOS DE AGUA
Estos tipos se sitúan en pequeños saltos de agua ya sean formados naturalmente o por pequeñas presas en canales o ríos.
Cálculo de la potencia extraíble de un salto de agua
Las principales variables a tener en cuenta para calcular el potencial hidráulico son la altura y el caudal, pues son directamente proporcionales a la potencia de salida de nuestro equipo;
CAUDAL x 2 -> POTENCIA x 2 ALTURA x 3 -> POTENCIA x 3
Ya que la ecuación simplificada de la potencia es:
Potencia (W) = Altura (m) x Caudal (l/s) x Gravedad (m/s^2)
Pongamos un ejemplo, supongamos que tenemos un salto de agua con una altura de 2 metros y un caudal de 30 litros por segundo, la energía de este salto de agua sería:
Sabiendo que las unidades utilizadas, un vatio es W= N*m/s y que un newton es N = kg*m/s^2 y la gravedad de la Tierra es 9.814 m/s^2
Primero convertimos el caudal de litros por segundo a kilogramos por segundo para trabajar en las mismas unidades, sabiendo que prácticamente 1 litro de agua equivale a 1 kg, tenemos que el caudal es 30 kg/s.
Potencia (W) = Altura x Caudal x Gravedad = 2 m * 30 kg/s * 9.814 m/s^2 = 588.84 W
Ya tenemos la potencia de nuestro salto de agua, ahora habría que aplicar los rendimientos de la turbina que vayamos a instalar y las pérdidas por rozamiento en la canalización, que serán distintos en cada caso.
EN FLUJOS DE AGUA
Este tipo de turbinas se sumergen en el agua para aprovechar la energía de la corriente, que hace girar la turbina y generar energía.
Cálculo de la potencia extraíble del flujo de agua
La ecuación para calcular la potencia en una turbina sumergida es equivalente a la de un aerogenerador, a diferencia del fluido que en vez de aire es agua. Siendo esta :
Potencia = 1/2 * Cp * Densidad* Área * Velocidad^3
Midiendo la densidad del agua en kg / m^3(+-1000kg/m3), el área barrida por las palas en m^2 (según nuestra turbina), la velocidad en m/s y el coeficiente de potencia Cp para este tipo de turbinas entre 0.35-0.45. Además del rendimiento de nuestra turbina. Teniendo el valor de estos factores podríamos hacer una estimación de la potencia que producirá nuestra turbina hidráulica.
El aprovechamiento de este tipo de energía a pequeña escala es inusual, pues poca gente cuenta con saltos de agua o flujos de agua en su propiedad, pero de tenerlo la energía que se obtiene de este tipo de turbinas es considerable, pues podemos obtener una buena generación de potencia y con bastante estabilidad a lo largo del tiempo.