Utilizar un Aerogenerador en Casa

La energía eólica se ha convertido en una de las fuentes de electricidad más económicas, y algunos parques eólicos tienen costes de generación más bajos que las centrales de carbón. Según la Asociación Americana de Energía Eólica (AWEA), Texas tiene ahora más de 15,000 aerogeneradores que representan 30 millones de kilovatios de generación. Esto hace que la energía eólica sea la segunda fuente de electricidad en Texas, sólo superada por el gas natural.

Si tienes una propiedad con condiciones meteorológicas favorables, puedes producir tu propia electricidad con una pequeña turbina eólica. Sólo hay que tener en cuenta que lo contrario también se aplica, y los aerogeneradores no son productivos en sitios con poco viento. En estos casos, puede considerar opciones como la energía solar o las medidas de eficiencia energética.

¿Tengo un Buen Emplazamiento Para un Pequeño Aerogenerador?

Según el Departamento de Energía de EE.UU., los emplazamientos con una velocidad media del viento de al menos 10 mph son adecuados para los aerogeneradores conectados a la red. El manual de recursos eólicos del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) utiliza 7 clases para describir los recursos eólicos. El DOE recomienda al menos la clase 2, que describe un emplazamiento con las siguientes condiciones:

Por ello, se puede producir más electricidad con una turbina eólica si se utiliza una torre más alta. Si se pregunta a los expertos, normalmente recomendarán una altura de torre de 80 a 120 pies.

Los lugares con un viento constante que no se ve interrumpido por obstáculos suelen ser los mejores para las turbinas eólicas de pequeña escala. Algunos ejemplos de buenos emplazamientos para la energía eólica son las llanuras abiertas, las propiedades frente a la playa y las cimas de las colinas. Los lugares no recomendables son los centros urbanos con edificios altos, los valles entre colinas o montañas y los bosques.

¿Cuánta Electricidad Produce un Aerogenerador Doméstico?

La producción de electricidad de un aerogenerador pequeño depende de dos factores principales: la capacidad nominal en kilovatios y las condiciones locales del viento. La producción de electricidad de los aerogeneradores suele describirse con el factor de capacidad, que puede definirse más fácilmente con un ejemplo:

• Supongamos que tenemos una turbina eólica de 10 kilovatios. Si esta turbina funcionara a pleno rendimiento durante todo un año (8,760 horas), produciría 87,600 kWh de electricidad.
• Sin embargo, este escenario ideal no se da, ya que el viento cambia constantemente.
• Si la turbina tiene un factor de capacidad del 20%, significa que la producción de electricidad es el 20% del valor máximo ideal: 17,520 kWh en este caso.

El Departamento de Energía de EE.UU. ha descubierto que las pequeñas turbinas eólicas tienen un factor de capacidad típico del 16%. En el caso de una turbina de 10 kW, esto se traduce en una producción de electricidad de 14,016 kWh al año. Si un hogar en Texas tiene una tarifa eléctrica de 14 céntimos/kWh, esta cantidad de generación eólica supondrá un ahorro de $1962 dólares al año.

¿Cuánto Cuesta un Aerogenerador Pequeño?

Los aerogeneradores tienen economías de escala: su coste total aumenta con el tamaño, pero el coste por kilovatio de capacidad disminuye.

Las grandes turbinas utilizadas en los parques eólicos suelen costar menos de 2 millones de dólares por megavatio instalado (<$2,000 dólares por kW), y algunos proyectos han alcanzado costes de 1.3 millones de dólares por MW (1,300 dólares / kW). 

Los aerogeneradores pequeños tienen costos mucho más bajos, pero son más caros por kilovatio. Se puede esperar pagar $3,000 dólares o más por kilovatio, lo que significa que una unidad de 50 kW costará más de 150,000 dólares. Sin embargo, las turbinas eólicas de menos de 100 kW pueden solicitar un crédito fiscal a la inversión al gobierno federal, que tiene el siguiente calendario

• 26% para los aerogeneradores instalados en 2020
• 22% para los aerogeneradores instalados en 2021

Esto significa que el aerogenerador de 50 kW del ejemplo anterior costaría realmente $111,000 dólares en 2020 y $117,000 dólares en 2021.

Periodo de Amortización de un Aerogenerador Pequeño

Un aerogenerador de 10 kW tendría un coste de instalación de $30,000 dólares o más, que se reduce a $22,200 dólares después de deducir el crédito fiscal federal (26%). Asumiendo el factor de capacidad del 16% comentado anteriormente, el ahorro anual es de $1,962 dólares y el periodo de amortización es de 11.3 años. Sin embargo, si la turbina alcanza un factor de capacidad del 25% en un lugar más ventoso, el ahorro anual aumenta a $3,066 dólares y el periodo de amortización se reduce a 7.2 años.

Como muestran estos ejemplos, el periodo de amortización de un aerogenerador puede cambiar mucho en función de las condiciones del viento y del coste por kilovatio. Para obtener los mejores resultados, debe obtener una evaluación de las condiciones del viento en su propiedad, y debe comparar varios proveedores de turbinas para encontrar una buena oferta.

Las siguientes tablas muestran el ahorro anual y el periodo de amortización de una turbina eólica de 10 kW, suponiendo varios costes por kW y factores de capacidad. Se supone un precio de la electricidad de 14 céntimos/kWh, y el proyecto obtiene el 26% de crédito fiscal federal.

Este es un cálculo muy simplificado, y se aconseja realizar una evaluación profesional del viento antes de comprar un aerogenerador. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el periodo de amortización puede variar en función de los costes de la turbina y los recursos eólicos.

Aerogeneradores Residenciales: Últimas Innovaciones

A diferencia de los paneles solares, que generan electricidad sin piezas móviles, los aerogeneradores tienen un rotor con palas que giran a gran velocidad. Los aerogeneradores también proyectan sombras parpadeantes y pueden resultar incómodos para los vecinos si caen sobre una ventana.

Por estas y otras razones, los aerogeneradores están sujetos a una normativa más estricta que los paneles solares, y hay gobiernos locales que no los permiten en zonas urbanas. Sin embargo, están llegando al mercado diseños innovadores de aerogeneradores, y algunos de ellos son más adecuados para zonas residenciales.

• Los aerogeneradores murales tienen rotores y generadores montados en un marco rígido, consiguiendo un diseño discreto que se integra más fácilmente en los edificios residenciales y comerciales.
• Los aerogeneradores de cometa están diseñados para funcionar a gran altura, donde la velocidad del viento es mayor y más estable respecto al suelo. La cometa se ancla al suelo con un cable de resistencia adecuada, que también contiene las conexiones eléctricas.
• Los aerogeneradores sin aspas no tienen aspas giratorias, como se puede adivinar por su nombre. En su lugar, utilizan una estructura vertical que resuena con el viento, y la oscilación se utiliza para impulsar un generador eléctrico.
• Las turbinas eólicas de eje vertical (VAWT) pueden generar electricidad a velocidades de viento más bajas y sus palas se mueven más lentamente. Estas características hacen que las VAWT sean más seguras para las zonas urbanas, pero también son menos eficientes que las turbinas convencionales de eje horizontal. Las VAWT también ofrecen la ventaja de tener su generador montado en el suelo, y no en lo alto de una torre, lo que simplifica enormemente su mantenimiento. Una VAWT puede generar electricidad con viento de cualquier dirección, a diferencia de las turbinas convencionales que deben estar orientadas hacia el viento.

Combinar un Aerogenerador, Paneles Solares y Almacenamiento en Batería en Casa

Los aerogeneradores y los paneles solares pueden generar electricidad a un coste mucho menor que las centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles. Sus aportes energéticos son gratuitos y los únicos gastos significativos tras la inversión inicial son el mantenimiento y la sustitución de piezas. Sin embargo, la energía eólica y la solar siguen estando limitadas por su variabilidad: como no se puede controlar la luz del sol ni el viento, tampoco se puede controlar su producción. En cambio, hay que aprovechar la electricidad de las energías limpias cuando están disponibles.

Cuando los paneles solares y los aerogeneradores se utilizan en la misma casa, su producción energética combinada tiende a ser menos variable. Por separado, cada sistema está sujeto a las variaciones de su respectiva entrada de energía, pero cuando ambos se utilizan juntos, la generación sólo se detiene cuando no hay luz solar ni viento. Añadiendo el almacenamiento de energía al sistema, se puede conseguir un suministro de energía fiable que no dependa de los combustibles fósiles. Las baterías pueden cargarse con la energía sobrante de los paneles solares o los aerogeneradores, y pueden proporcionar energía cuando la generación es inferior al consumo.