Energia eoliko

Energia eolikoak haizearen energia aprobetxatzen du, aerosorgailuen bitartez energia mekanikoa eta elektrikoa sortzeko. Hainbat arlotan erabil daiteke, eta soberan geratzen den energia biltegiratzeko ahalmena dago.

Haize-sorgailuak

Haize-energiaren erabilera oso sinplea da. Eguzkiak Lurra berotzen du, baina lurrazalaren forma irregularren eraginez, tenperatura desberdineko aire-masak sortzen dira, hots, dentsitate eta presio desberdinekoak. Desberdintasun horiek alde baterako eta besterako korronte horizontalak sortzen dituzte: haizea, alegia. Haize horren abiadurak (energia zinetikoa) higiaraziko ditu bere bidean jarritako errotaren palak.

Historia

Gaur egun energia eolikoa gehien erabiltzen den energia berriztagarrietako bat da, azken hamarkadetako aurrera-pauso handiei esker. Energia eolikoaren lehen aprobetxamendua 4000 urte K.a izan zen, itsas nabegaziorako, hain zuzen ere. Persia, Irak, Egipto eta Txinak zituzten errotore bertikaleko makinak, zurezko palez osatuta.

Europari dagokionez, Erdi Aroan hasi ziren haize errotak erabiltzen, aurrena Grezia, Italia eta Frantzian. 1883an, Steward Perry amerikarrak pala anitzez osatutako egitura bat diseinatu zuen: 3 metro inguruko diametroko haize-errota hori historian gehien saldu dena da, eta egungo aerosorgailuen aitzindaria ere da. 1920ko hamarkadatik aurrera, hegazkinen hegaletarako eta helizeetarako diseinatutako profil aerodinamikoak aplikatzen hasi ziren haize errotoreetan.

1927an, A.J.Dekker holandarrak sekzio aerodinamikoko palez hornitutako lehen errotorea eraiki zuen. Sistema horretaz baliatuz, palaren puntan haizearen abiadura baino lau edo bost aldiz handiagoko abiadura eskuratzeko ahalmena zegoen. Asmakizun horrekin, errotazio abiadura gero eta handiagoa izanik, palen kopuruak gero eta munta txikiagoa zuela frogatu zen.

1990ean, aerosorgailuek 225 kW-ko potentzia eskaintzen zuten; egun, aldiz, 500 kW-tik hasi eta 1,2 MG-era irits daiteke: horrek hamarkada gutxiren buruan nolako aurrera-pausoa gertatu den adierazten du.

Energia eolikoaren sorkuntza

Haizearen energia zinetikoa aprobetxatuz, energia elektrikoa eskuratzeko ezinbestekoak dira aerosorgailuak. Hona haien hiru zati garrantzitsuenak: errotorea, kaxa biderkatzailea eta sorgailua.

• Errotorea: haizearen indarra aprobetxatuz, errotazioko energia mekaniko bihurtzen du.
• Kaxa biderkatzailea: ardatz batez motorrari lotuta egoten da eta biraketa-abiadura handitzeko funtzioa du.
• Sorgailua: errotazioko energia mekanikoa energia elektriko bihurtzeaz arduratzen da.

Parke eoliko bateko aerosorgailu bakoitza lurpeko kableen bidez lotuta dago. Kable horiek energia elektrikoa azpiestazio transformatzaile batera daramate eta hortik, etxeetara, lantegietara edo eskoletara iristen da, besteak beste, konpainia elektrikoen banaketa-sareen bidez.

Gaur egun, energia eolikoa eskuratzeko bi moduok bereizten dira:

• Lurreko energia eolikoa: lurreko parke eolikoek egiten duten haizearen aprobetxamenduaren bidez lortzen da energia. Horretarako, lurrean zenbait aerosorgailu jartzen dira: haizearen energia zinetikoa baliatuz, energia elektrikoa eskuratzen dute eta ondoren, energia elektriko hori kontsumorako erabiltzen da.
• Itsas energia eolikoa: itsaso zabalean sortzen den haizearen indarra aprobetxatuz lortzen den energia-iturria da. Haizearen abiadura handiagoa eta konstanteagoa da itsasoan, ez baitago oztoporik.

Haize-sorgailuak

Sakontzeko, irakurri: «Haize-sorgailu»

Gaur egun, haize-energiaren erabilera nagusia elektrizitatea sortzea da. Haize-sorgailuek edo haize-errotek, haizearen energia erabiliz, sorgailu elektriko baten ardatza birarazten dute, palak birarazita.

Haize-sorgailuak norberaren erabilerarako izan daitezke, edo sare elektriko orokorrera konektatuta egon daitezke.

1970eko hamarkadako petrolio-krisiaren eraginez, haize-energiaren ustiapenaren inguruko ikerketa sakonak hasi ziren: azken urteotan, izugarrizko garapena izan du eta egun, energia berriztagarrien herena energia eolikotik dator.

Haize-sorgailu motak

Ardatz bertikaleko aerosorgailua, funtsean, turbina eoliko bat da: errotorearen ardatza posizio bertikalean jarrita dago eta elektrizitatea sor dezake, haizearen norabidea edozein dela ere, ez baitu orientazio-mekanismorik behar. Aerosorgailu bertikalen abantaila elektrizitatea sortzeko aukera da, baita haize gutxi dagoen lekuetan ere. Gainera, eraikuntza-araudiak ardatz horizontaleko aerosorgailuak instalatzea debekatzen dituzten hiriguneetan instala daitezke. Zenbait gabezia txiki ditu: adibidez, ardatz horizontaleko haize sorgailuek baino energia kantitate gutxiago sortzen dute. Hiru aerosorgailu bertikal mota daude: Savoniusa, Giromilla eta Darrieusa.

Ardatz horizontaleko haize-sorgailuak

Ardatz horizontaleko aerosorgailuak erabilienak dira, 1 MW-eko potentziatik gora ekoiztera irits baitaitezke. Parke eoliko handietan ikusten dira. Ardatz horizontaleko aerosorgailuak errotazio-ardatza lurzoruari buruz paralelo daude. Eraginkorragoak dira ardatz bertikaleko aerrosorgailuekin alderatuta eta proiektuaren arabera, hainbat potentziatara egoki daitezke.

Haizearen norabidean orientatu behar dira, ardatz bertikalekoak ez bezala. Horretarako, anemometroa ezartzen zaie, une oro haizearen norabidean kokatuta egon daitezen.

Ardatz bertikaleko haize-sorgailuak

Savonius motako aerosorgailuaren simulazioa

Savoniusa

Ardatzarekiko distantzia jakin batera desplazatuta dauden bi zirkulu erdiz osatuta dago. Energia potentzia apalak sortzen ditu.

Giromilla

Pala bertikal multzo batek osatzen du, ardatz bertikaleko barrekin lotuak. 10-20 kW-ko potentzia inguru sortzeko gaitasuna du.

Darrieus motako aerosorgailua

Darrieusa

Bi edo hiru pala ganbilbikoz osatuta dago: goi eta behe aldetik ardatz bertikalari lotuta joaten direnez, haizea abiadura banda zabal baten barruan aprobetxatzeko aukera ematen du. Beraien kasa ez dira pizten eta savonius errotore bat behar dute horretarako.

Betz-en legea

Turbina baten bidez haizearen energia zinetikotik teorian atera daitekeen energia-ehuneko maximoa % 59 dela zehazten duen legea da. Turbina zeharkatzen duen haizea atzealdetik kanporatu behar da, ezin baitzaio energia zinetiko guztia kendu. Lege hori Albert Betz fisikari alemaniarrak adierazi zuen 1919an. Praktikan, % 30-40 bitarteko errendimenduak lortzen dira.

Potentzia instalatua, herrialdez herrialde

Ondorengo zerrendak munduan energia eolikoaren bidez instalaturiko potentzia handiena duten hogei herrialderen azken urteetako datuak biltzen ditu (datuak megawattetan ageri dira):

Postua	Herrialdea	2005	2006	2007	2008	2009	2010
1	Txinako Herri Errepublika	1.260	2.604	6.050	12.121	25.104	44.733
2	Ameriketako Estatu Batuak	9.149	11.603	16.818	25.237	35.159	40.200
3	Alemania	18.415	20.662	22.247	23.933	25.777	27.214
4	Espainia	9.093	10.650	14.084	15.431	18.035	19.562
5	India	4.430	6.270	8.000	9.655	10.925	13.064
6	Italia	1.718	2.123	2.726	3.736	4.850	5.797
7	Frantzia	757	1.567	2.454	3.404	4.410	5.660
8	Erresuma Batua	1.332	1.963	2.389	3.288	4.070	5.203
9	Portugal	1.022	1.716	2.150	2.862	3.535	3.702
10	Danimarka	3.136	3.140	3.129	3.160	3.465	3.752
11	Kanada	683	1.459	1.856	2.369	3.319	4.008
12	Herbehereak	1.219	1.560	1.747	2.225	2.229	2.237
13	Japonia	1.061	1.394	1.538	1.880	2.056	2.304
14	Australia	708	817	824	1.494	1.712	1.991
15	Suedia	510	572	788	1.067	1.560	2.163
16	Irlanda	496	745	805	1.245	1.260	1.748
17	Euskal Herria	935	1.061	1.105	1.112	1.114
20	Grezia	573	746	871	990	1.087
19	Austria	819	965	982	995	995
20	Polonia	83	153	276	472	725
Guztira	Mundukoa, guztira	59.091	74.223	93.849	121.188	157.899

2020an energia eolikoaren instalatutako potentzia % 53 igo zen, Global Wind Energy Council (GWEC) erakundearen arabera, guztira 743 GW da. Azken urte hori historiako onena izan da energia eolikoaren garapenari dagokionez, 93 GW-eko instalatutako potentzia gehituz. Txina, Amerikako Estatu Batuak, Alemania, India eta Espainiak gehien ekoitzen dute.

Txinak 26,1 GW baina gehiago instalatu ditu azken urtean: guztira 236 GW-eko gaitasuna du eta munduko potentziaren % 35 bereganatu. Atzetik AEBak daude, azken urtean 9,1 GW instalatuta, guztira 105 GW. Europari dagokionez, Erresuma Batuak, Espainiak eta Alemaniak 15,4 GW instalatu dituzte azken urtean, horrela 205 GW-era iritsiz eta guztira Europar Batasuneko 74 milioi etxebizitzaren energia eskaria asez. Gainera, energia eolikoari esker, 271 milioi CO₂ toneladaren isurketa eta erregai fosilen inportazioa saihestuta, guztira 16.000 milioi euro aurreztu dira. Nahiz eta Europako energia eolikoaren inplementazioa handia dirudien, esperokoa baino %19 txikiagoa izan da. Atzerapenaren arrazoia parke eolikoak eraikitzeko behar diren baimenik eza da, hauek lortzeko eragozpen handiak baitaude.

Afrikari dagokionez, egoera ekonomiko zaila dela eta, bere energia eolikoaren potentzialaren % 0,01 bakarrik aprobetxatzen du, gaur egun 7GW ditu instalatuta. Gainera, ehuneko horren zati oso handi bat Hegoafrikari dagokio, azken urten 515 MW instalaturik. Gainontzeko herrialdeek ia ez dute energia eolikoen parkerik; beraz, energia eolikoaren potentziala galtzen dute.

Etorkizunari begira, energia eolikoak pisu handia hartzea espero da. Offshore motako parke ugari egitea aurreikusten da. Parke mota horiek itsaso zabalean egiten dira, haize errotak itsasoan eginiko egituretan ezarriz eta itsasoko haizea baliatuz energia sortuz. Lurreko haize errotak bezalakoak dira eta potentzial handia dagoela baieztatu da.

Abantailak eta desabantailak

Roscoe Wind etxaldea, Texasko Mendebaldean

Abantailei dagokienez, berriztagarria denez, agortezina da. Enegia berdea eta garbia da eta enegia ez berriztagarriekin alderatuz, kutsatze tasa oso txikia du. Gainera, herrialde oparo eta autosufiziente baten bidean laguntzen du, beste herrialdeetatiko energi menpekotasuna murriztuz.

Eskala baxuago batera joanik, herri edo hirietako autokontsumoa bultza dezake, aerosorgailu txikien bidez.

Hala ere, energia eolikotik argindarra lortzeko erabiltzen diren sistemak ez dira berriztagarriak. Alde batetik, funtzionatzean erregai fosilik ez badarabilte ere, erregai fosilak erabiltzen dira sistema horiek fabrikatzeko, garraiatzeko, behar duten azpiegitura eraikitzeko, funtzionatzen duten aldian mantentzeko, eta beren bizialdiaren bukaeran desegiteko. Beraz, berotegi-efektua indartzen dute, argindarra sortzeko beste sistema batzuek baino neurri txikiagoan bada ere. Bestetik, fabrikatzeko, elementu kutsagarri eta ez berriztagarri ugari behar dituzte: plastikoak, altzairua, kobrea, lur arraroak, petroliotik eratorritako lubrifikatzailea, eta abar.

Bestelako desabantailei dagokienez, airea pisu espezifiko txikiko fluidoa denez, sorgailu eolikoek handiak izan behar dute. Indarretxe eolikoak haizeak indartsu eta ahalik eta jarraituen jotzen duen lekuetan egon behar dute eta sarri, mendi-muinoetan jartzen dira. Hortaz, eragin handia dute paisaian. Gainera, haizearen intentsitateak eta norabideak aldaketa konstanteak jasaten dituzte, eta horiek aerosorgailuen eraginkortasunean eragin handia dute. Energiaren sorkuntza haizearen mende dago: aldakorra denez, energiaren sorkuntza ere aldakorra da, haizerik egon ezean ez baita energiarik. Haize gehiegi baldin badabil, palek beraien abiadura nominala igaro dezakete eta horren ondorioz aerosorgailua hauts daiteke.

Bideak egin behar dira mendi-muinoetara, eta haize-errotak jartzeko ere lan-mugimendu handiak egin behar izaten dira.

Sorgailu eolikoen artean 'pasabideak' uzten diren arren, ingurutik pasatzen diren hegaztiak hegalekin jo eta hiltzeko arrisku handia dago. Hartara, Nafarroa Garaiko 32 aerosorgailuko parke eoliko bakar batean, babestutako ehun hegazti harrapari baino gehiago hil ziren, hamar hiletan. Haize errota handiek eragin nabarmenagoa dute hegaztiengan.

Ikus, gainera

• Energia berriztagarriak Euskal Herrian
• Energia eolikoa Euskal Herrian

Kanpo estekak

• (Gaztelaniaz) Portillo, Germán. (2021-05-01). «Aerogenerador vertical y de eje horizontal, ¿cómo funcionan?» Renovables Verdes (Noiz kontsultatua: 2021-11-12).

• Datuak: Q43302
• Multimedia: Wind power / Q43302