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Las centrales eólicas se basan en la utilización del viento como energía primaria para la producción de energía eléctrica. La energía eólica ha sido un recurso empleado desde tiempos remotos en diferentes partes del mundo y para diversos propósitos.
ÍNDICE
| Aunque el aprovechamiento de la energía eólica data de las épocas más remotas de la humanidad (existen grabados egipcios sobre navegación a vela fechados 500 años a. c) la primera noticia que se tiene al respecto se refiere a un molino que Herón de Alejandría construyó en el siglo II antes de C. para proporcionar aire a su órgano. |  |
| Los más antiguos molinos que se conocen eran de eje vertical. Hacia el siglo VIII aparecieron en Europa, procedentes del este, grandes molinos de eje horizontal con cuatro aspas. Su fabricación en gran número, en particular por los holandeses, les hizo alcanzar una gran firmeza, pese a que, debido a las dimensiones de sus aspas distaban mucho de recoger el máximo de potencia. Necesitaban una regulación de la orientación de la tela. Los molinos de viento de eje horizontal han de hacer siempre frente al viento. Estos molinos eran muy adecuados para vientos del orden de 5 m/s, es decir, unos 20 km./h. | 
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| Es a partir de los siglos XII-XIII cuando empieza a generalizarse el uso de los molinos de viento para la elevación de agua y la molienda de grano, los más antiguos aparecieron en Turquía, en Irán y en Afganistán. A principios del siglo XII. Europa se llenó a su vez de molinos, sobre todo en Bélgica y en los Países Bajos. Los molinos holandeses tienen cuatro aspas de lona, mientras que los de Baleares y Portugal tienen seis, y los de Grecia, doce. Los molinos con gran número de palas determinan velocidades de rotación relativamente bajas y un funcionamiento útil a partir de velocidades del viento del orden de 2 m/s. | 
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| Todos estos molinos se mantendrán hasta bien entrado el siglo XIX. El desarrollo de los molinos de viento se interrumpe con la revolución industrial y la utilización masiva de vapor, la electricidad y los combustibles fósiles como fuentes de energía motriz. Es, sin embargo, en la segunda mitad del siglo XIX cuando tiene lugar uno de los más importantes avances en la tecnología del aprovechamiento del viento, con la aparición del popular molino multipala americano, utilizado para bombeo de agua prácticamente en todo el mundo, y cuyas características habrían de sentar las bases para el diseño de los modernos generadores eólicos. |  |
| Fue entre las dos últimas guerras cuando aparecieron, como consecuencia de los progresos técnicos de las hélices de aviación, los grandes aerogeneradores de dos o tres palas. En ellos se transforma la energía cinética del viento en energía mecánica primero y en energía eléctrica posteriormente. | |
Las regiones montañosas muestran modelos de clima muy interesantes.
La energía cinética de una masa de aire, "m", moviéndose a una velocidad,
"v", responde a la expresión:
Si el volumen de aire que se mueve es "V" y tiene una densidad "d" su masa será; m = V . d, con lo que
su energía cinéticaserá:
La cantidad de aire que llegará al rotor de un aerogenerador en un tiempo "t" dependerá
de: el área de barrido del rotor "A" y de la velocidad del viento.
La energía cinética que aporta el aire al rotor en un tiempo "t" será:
Como se observa, La potencia del viento es proporcional al cubo de la velocidad del viento
Como también hemos visto anteriormente el aerogenerador ralentiza el viento al pasar por el rotor, hasta un 2/3 de su velocidad inicial.
"Sólo puede convertirse menos de 16/27 (el 59%) de la energía cinética en energía mecánica usando un aerogenerador".
Vientos locales: brisas marinas
Aunque los vientos globales son importantes en la determinación de los vientos dominantes de un área
determinada, las condiciones climáticas locales pueden influir en las direcciones de vientos más comunes.
Los vientos locales siempre se superponen en los sistemas eólicos a más gran escala, esto es, la dirección del viento
es influenciada por la suma de los efectos global y local.
Cuando los vientos a más gran escala son suaves, los vientos locales pueden dominar los regímenes de viento.
Brisas marinas
Durante el día la tierra se calienta más rápidamente que el mar por efecto del sol.
El aire sube, circula hacia el mar, y crea una depresión a nivel del suelo que atrae al aire frío del mar.
Esto es lo que se llama brisa marina. A menudo hay un periodo de calma al anochecer, cuando las temperaturas del suelo y del mar se igualan.
Durante la noche los vientos soplan en sentido contrario. Normalmente durante la noche la brisa terrestre tiene velocidades
inferiores, debido a que la diferencia de temperaturas entre la tierra y el mar es más pequeña.
El conocido monzón del sureste asiático es en realidad una forma a gran escala de la brisa marina
y la brisa terrestre, variando su dirección según la estación, debido a que la tierra se calienta o enfría más rápidamente que el mar.
Vientos locales: vientos de montaña
Un ejemplo es el viento del valle que se origina en las laderas que dan al sur (o en las que dan al norte en el hemisferios sur).
Cuando las laderas y el aire próximo a ellas están calientes la densidad del aire disminuye, y el aire asciende hasta la cima
siguiendo la superficie de la ladera. Durante la noche la dirección del viento se invierte, convirtiéndose en un viento que fluye
ladera abajo. Si el fondo del valle está inclinado, el aire puede ascender y descender por el valle; este efecto es conocido como viento de cañón.
Los vientos que soplan en las laderas a sotavento pueden ser bastante potentes. Ejemplos de ello son:
El Fhon de los Alpes en Europa, el Chinook en las Montañas Rocosas y el Zonda en los Andes.
Ejemplos de otros sistemas de vientos locales son el Mistral, soplando a lo largo del valle del Rhone hasta el Mar Mediterráneo, y el Sirocco, un viento del sur
proveniente del Sahara que sopla hacia el Mar Mediterráneo.
Los aerogeneradores desvían el viento
Un aerogenerador desviará el viento antes incluso de que el viento llegue al plano del rotor.
Esto significa que nunca seremos capaces de capturar toda la energía que hay en el viento utilizando un aerogenerador.
En la imagen de arriba tenemos el viento que viene desde la derecha y usamos un mecanismo para capturar parte de la energía cinética
que posee el viento (en este caso usamos un rotor de tres palas, aunque podría haberse tratado de cualquier otro mecanismo).El tubo de corriente
El rotor de la turbina eólica debe obviamente frenar el viento cuando captura su energía cinética
y la convierte en energía rotacional. Esto implica que el viento se moverá más lentamente en la parte izquierda del rotor
que en la parte derecha.
Dado que la cantidad de aire que pasa a través del área barrida por el rotor desde la derecha (por segundo) debe ser igual a la que abandona el área del rotor por la izquierda, el aire ocupará
una mayor sección transversal (diámetro) detrás del plano rotor.
Este efecto puede apreciarse en la imagen superior, donde se muestra un tubo imaginario, el llamado tubo de corriente,
alrededor del rotor de la turbina eólica. El tubo de corriente muestra cómo el viento moviéndose
lentamente hacia la izquierda ocupará un gran volumen en la parte posterior del rotor.
El viento no será frenado hasta su velocidad final inmediatamente detrás del plano del rotor.
La ralentización se producirá gradualmente en la parte posterior del rotor hasta que la velocidad llegue a ser prácticamente constante.Distribución de la presión del aire en la parte delantera y trasera del rotor
El gráfico de la izquierda muestra la presión del aire en el eje vertical, siendo el eje horizontal la distancia al plano del rotor.
El viento llega por la derecha, estando situado el rotor en el centro del gráfico.
La presión del aire aumenta gradualmente a medida que el viento se acerca al rotor desde la derecha,
ya que el rotor actúa de barrera del viento. Observe que la presión del aire caerá inmediatamente detrás del plano del rotor (parte izquierda), para enseguida aumentar de forma gradual
hasta el nivel de presión normal en el área. ¿Qué ocurre corriente abajo
Corriente abajo, la turbulencia del viento provocará que el viento lento de detrás del rotor se mezcle
con el viento más rápido del área circundante. Por lo tanto, el abrigo del viento disminuirá
gradualmente tras el rotor conforme nos alejamos de la turbina.
Potencia desarrollada por un aerogenerador
La cantidad de energía transferida al rotor por el viento depende como hemos visto, de la densidad del aire,"d", del área de barrido del rotor, "A",
y de la velocidad del viento, "v".
El volumen del aire que llega al rotor será:
El gráfico muestra que con una velocidad del viento de 8 m/s obtenemos una potencia de 314 W por cada metro cuadrado expuesto al viento (viento incidente
perpendicularmente al área barrida por el rotor).
A 16 m/s obtendremos una potencia ocho veces mayor, 2.509 W/m2.
Lo que significa que no se aprovecha toda la energía cinética que el viento asporta al rotor, existiendo una ley, llamada
Ley de Benz que nos dice:Medida de la velocidad del viento
