La energía eólica se ha utilizado desde que los seres humanos han puesto velas al viento. Las máquinas impulsadas por el viento que se utilizaban para moler granos y bombear agua (el molino de viento y la bomba de viento ) se desarrollaron en lo que hoy es Irán , Afganistán y Pakistán en el siglo IX. [1] [2] La energía eólica estaba ampliamente disponible y no se limitaba a las orillas de los arroyos de corriente rápida o, más tarde, requería fuentes de combustible. Las bombas eólicas drenaban los pólderes de los Países Bajos y, en regiones áridas como el medio oeste estadounidense o el interior de Australia , las bombas eólicas proporcionaban agua para el ganado y las máquinas de vapor.
Con el desarrollo de la energía eléctrica, la energía eólica encontró nuevas aplicaciones en la iluminación de edificios alejados de la energía generada centralmente. A lo largo del siglo XX, se desarrollaron caminos paralelos para pequeñas plantas eólicas adecuadas para granjas o residencias y generadores eólicos de mayor escala que se podían conectar a las redes eléctricas para el uso remoto de la energía. Los generadores eólicos funcionan en tamaños que varían desde pequeñas plantas para cargar baterías en residencias aisladas hasta parques eólicos marinos de casi un gigavatio que suministran electricidad a las redes eléctricas nacionales.
La primera turbina eólica generadora de electricidad fue instalada por el austriaco Josef Friedländer en la Exposición Eléctrica Internacional de Viena en 1883, [3] [4] [5] seguida por generadores eólicos, por ejemplo, en Escocia en julio de 1887 por el profesor James Blyth del Anderson's College , Glasgow (el precursor de la Universidad Strathclyde ). [6] La turbina eólica de 10 metros (33 pies) de altura con vela de tela de Blyth se instaló en el jardín de su casa de vacaciones en Marykirk en Kincardineshire , y se usó para cargar acumuladores desarrollados por el francés Camille Alphonse Faure para alimentar la iluminación de la casa, [6] convirtiéndola así en la primera casa del mundo en tener su energía eléctrica suministrada por energía eólica. [7] Blyth ofreció el excedente de energía eléctrica a la gente de Marykirk para iluminar la calle principal; sin embargo, rechazaron la oferta, ya que pensaban que la energía eléctrica era "obra del diablo". [6] Aunque más tarde construyó una turbina eólica para suministrar energía de emergencia al asilo de lunáticos, la enfermería y el dispensario locales de Montrose , la invención nunca tuvo éxito, ya que la tecnología no se consideró económicamente viable. [6]
Al otro lado del Atlántico, en Cleveland, Ohio , Charles F. Brush diseñó y construyó una máquina más grande y de ingeniería pesada en el invierno de 1887-1888 . [8] Esta fue construida por su compañía de ingeniería en su casa y funcionó desde 1886 hasta 1900. [9] La turbina eólica Brush tenía un rotor de 17 metros (56 pies) de diámetro y estaba montada en una torre de 18 metros (59 pies). Aunque grande para los estándares actuales, la máquina solo tenía una potencia nominal de 12 kW. El dinamo conectado se usaba para cargar un banco de baterías o para operar hasta 100 bombillas incandescentes , tres lámparas de arco y varios motores en el laboratorio de Brush. [10] Con el desarrollo de la energía eléctrica, la energía eólica encontró nuevas aplicaciones en la iluminación de edificios alejados de la energía generada centralmente. A lo largo del siglo XX, caminos paralelos desarrollaron pequeñas estaciones eólicas adecuadas para granjas o residencias. Desde 1932, muchas propiedades aisladas en Australia hicieron funcionar su iluminación y ventiladores eléctricos con baterías, cargadas por un generador eólico "Freelite", que producía 100 vatios de energía eléctrica con una velocidad del viento de tan solo 10 millas por hora (16 km/h). [11]
La crisis del petróleo de 1973 desencadenó una investigación en Dinamarca y Estados Unidos que condujo a la creación de generadores eólicos de mayor escala que pudieran conectarse a las redes eléctricas para el uso remoto de la energía. En 2008, la capacidad instalada en Estados Unidos había alcanzado los 25,4 gigavatios y, en 2012, la capacidad instalada era de 60 gigavatios. [12] Hoy en día, los generadores eólicos funcionan en todos los rangos de tamaño, desde pequeñas estaciones para cargar baterías en residencias aisladas hasta parques eólicos marinos de tamaño de gigavatios que suministran energía eléctrica a las redes eléctricas nacionales. A principios de la década de 2020, la energía eólica producía el 3% de la energía primaria total mundial [13] y generaba el 7% de la electricidad. [14]
Los veleros y los barcos de vela han utilizado la energía eólica durante al menos 5.500 años, [ cita requerida ] y los arquitectos han utilizado la ventilación natural impulsada por el viento en los edificios desde tiempos igualmente antiguos. El uso del viento para proporcionar energía mecánica llegó algo más tarde en la antigüedad.
El emperador babilónico Hammurabi planeó utilizar la energía eólica para su ambicioso proyecto de irrigación en el siglo XVII a. C. [16]
Herón de Alejandría (Herón) en el Egipto romano del siglo I describió lo que parece ser una rueda impulsada por el viento para hacer funcionar una máquina. [15] [17] Su descripción de un órgano impulsado por el viento no es un molino de viento práctico, sino que era un juguete temprano impulsado por el viento o un concepto de diseño para una máquina impulsada por el viento que puede o no haber sido un dispositivo funcional, ya que hay ambigüedad en el texto y problemas con el diseño. [18] Otro ejemplo temprano de una rueda impulsada por el viento fue la rueda de oración , que se cree que se utilizó por primera vez en el Tíbet y China , aunque existe incertidumbre sobre la fecha de su primera aparición, que podría haber sido alrededor del 400, el siglo VII, [19] o más tarde. [18]
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Las máquinas impulsadas por el viento utilizadas para moler granos y bombear agua, el molino de viento y la bomba de viento , se desarrollaron en lo que ahora son Irán , Afganistán y Pakistán en el siglo IX. [1] [20] Los primeros molinos de viento prácticos estaban en uso en Sistán , una región de Irán y fronteriza con Afganistán, al menos en el siglo IX y posiblemente ya a mediados o finales del siglo VII. Estos molinos de viento Panemone eran molinos de viento horizontales, [nota 1] que tenían ejes de transmisión verticales largos con seis a doce aspas rectangulares cubiertas con esteras de juncos o tela. [1] Estos molinos de viento se usaban para bombear agua y en las industrias de molienda de harina y caña de azúcar. [21] El uso de molinos de viento se generalizó en Medio Oriente y Asia Central, y más tarde se extendió a China e India . [22] Los molinos de viento verticales se usaron más tarde ampliamente en el noroeste de Europa para moler harina a partir de la década de 1180, y todavía existen muchos ejemplos. [23] Hacia el año 500 d. C., se utilizaban molinos de viento para bombear agua de mar para la producción de sal en China y Sicilia. [24]
Los autómatas accionados por el viento se conocen desde mediados del siglo VIII: estatuas impulsadas por el viento que "giraban con el viento sobre las cúpulas de las cuatro puertas y el complejo palaciego de la Ciudad Redonda de Bagdad ". La "Cúpula Verde del palacio estaba coronada por la estatua de un jinete que llevaba una lanza que se creía que apuntaba hacia el enemigo. Este espectáculo público de estatuas impulsadas por el viento tenía su contraparte privada en los palacios abasíes , donde se exhibían predominantemente autómatas de diversos tipos". [25]
Los primeros molinos de viento de Europa aparecen en fuentes que datan del siglo XII. Estos primeros molinos de viento europeos eran molinos de postes hundidos . La primera referencia segura a un molino de viento data de 1185, en Weedley, Yorkshire, aunque también se han aducido varias fuentes europeas del siglo XII anteriores pero con una fecha menos segura que hacen referencia a molinos de viento. [26] Si bien a veces se argumenta que los cruzados pueden haberse inspirado en los molinos de viento de Oriente Medio, esto es poco probable ya que los molinos de viento verticales europeos tenían un diseño significativamente diferente al de los molinos de viento horizontales de Afganistán. Lynn White Jr., un especialista en tecnología europea medieval, afirma que el molino de viento europeo fue una "invención independiente"; argumenta que es poco probable que el molino de viento horizontal de estilo afgano se hubiera extendido tan al oeste como el Levante durante el período de las Cruzadas. [27] En la Inglaterra medieval, los derechos a los sitios de energía hidráulica a menudo se limitaban a la nobleza y el clero, por lo que la energía eólica era un recurso importante para una nueva clase media. [28] Además, los molinos de viento, a diferencia de los molinos de agua, no quedaban inoperativos por la congelación del agua en invierno.
En el siglo XIV ya se utilizaban molinos de viento holandeses para drenar zonas del delta del río Rin .
Los molinos de viento se utilizaban para bombear agua para la fabricación de sal en la isla de Bermudas y en Cape Cod durante la revolución estadounidense. [24] En Mykonos y en otras islas de Grecia, los molinos de viento se utilizaban para moler harina y permanecieron en uso hasta principios del siglo XX. [29] Muchos de ellos están ahora reformados para ser habitados. [30]
El primer aerogenerador utilizado para la producción de electricidad fue construido en Escocia en julio de 1887 por el profesor James Blyth del Anderson's College de Glasgow (el precursor de la Universidad de Strathclyde ). [6] El aerogenerador de 10 m de altura y con velas de tela de Blyth se instaló en el jardín de su casa de vacaciones en Marykirk en Kincardineshire y se utilizó para cargar acumuladores desarrollados por el francés Camille Alphonse Faure , para alimentar la iluminación de la casa, [6] convirtiéndola así en la primera casa del mundo en tener su electricidad suministrada por energía eólica. [31] Blyth ofreció la electricidad sobrante a la gente de Marykirk para iluminar la calle principal, sin embargo, rechazaron la oferta porque pensaban que la electricidad era "obra del diablo". [6] Aunque más tarde construyó un aerogenerador para suministrar energía de emergencia al asilo, enfermería y dispensario local de lunáticos de Montrose , la invención nunca tuvo éxito porque la tecnología no se consideró económicamente viable. [6]
Al otro lado del Atlántico, en Cleveland, Ohio, Charles F. Brush diseñó y construyó entre 1887 y 1888 una máquina más grande y de ingeniería pesada , [32] construida por su empresa de ingeniería en su casa y operó desde 1888 hasta 1900. [33] La turbina eólica Brush tenía un rotor de 17 m (56 pies) de diámetro y estaba montada en una torre de 18 m (60 pies). Aunque grande para los estándares actuales, la máquina solo tenía una potencia nominal de 12 kW; giraba relativamente lento ya que tenía 144 aspas. El dinamo conectado se usaba para cargar un banco de baterías o para operar hasta 100 bombillas incandescentes , tres lámparas de arco y varios motores en el laboratorio de Brush. La máquina cayó en desuso después de 1900 cuando la electricidad estuvo disponible en las estaciones centrales de Cleveland, y fue abandonada en 1908. [34]
En 1891 , el científico danés Poul la Cour construyó una turbina eólica para generar electricidad, que se utilizó para producir hidrógeno [6] mediante electrólisis para almacenarlo y utilizarlo en experimentos y para iluminar la escuela secundaria popular de Askov . Más tarde resolvió el problema de producir un suministro constante de energía inventando un regulador, el Kratostate, y en 1895 convirtió su molino de viento en un prototipo de planta de energía eléctrica que se utilizó para iluminar el pueblo de Askov. [35]
En Dinamarca había alrededor de 2.500 molinos de viento en 1900, utilizados para cargas mecánicas como bombas y molinos, que producían una potencia máxima combinada estimada de unos 30 MW.
En el medio oeste americano, entre 1850 y 1900, se instalaron en granjas una gran cantidad de pequeños molinos de viento, quizás seis millones, para operar bombas de irrigación. [36] Empresas como Star, Eclipse, Fairbanks-Morse y Aeromotor se convirtieron en proveedores famosos en América del Norte y del Sur.
El desarrollo en el siglo XX podría dividirse útilmente en los períodos siguientes:
En Dinamarca, la energía eólica fue una parte importante de la electrificación descentralizada en el primer cuarto del siglo XX, en parte debido a Poul la Cour desde su primer desarrollo práctico en 1891 en Askov. En 1908 había 72 generadores eléctricos impulsados por el viento de 5 kW a 25 kW. Las máquinas más grandes estaban en torres de 24 m (79 pies) con rotores de cuatro palas de 23 m (75 pies) de diámetro. [37] En 1957, Johannes Juul instaló una turbina eólica de 24 m de diámetro en Gedser , que funcionó desde 1957 hasta 1967. Se trataba de una turbina de tres palas, de eje horizontal, contra el viento, regulada por pérdida similar a las que ahora se utilizan para el desarrollo de la energía eólica comercial. [37]
En 1927, los hermanos Joe Jacobs y Marcellus Jacobs abrieron una fábrica, Jacobs Wind, en Minneapolis, para producir generadores de turbinas eólicas para uso agrícola. Estos se utilizaban normalmente para iluminación o carga de baterías en granjas fuera del alcance de las líneas de distribución y electricidad de las estaciones centrales. En 30 años, la empresa produjo alrededor de 30.000 pequeñas turbinas eólicas , algunas de las cuales funcionaron durante muchos años en lugares remotos de África y en la expedición de Richard Evelyn Byrd a la Antártida . [38] Muchos otros fabricantes produjeron pequeños conjuntos de turbinas eólicas para el mismo mercado, incluidas empresas llamadas Wincharger, Miller Airlite, Universal Aeroelectric, Paris-Dunn, Airline y Winpower.
En 1931 se inventó la turbina eólica Darrieus , cuyo eje vertical ofrecía una combinación de ventajas y desventajas de diseño diferente a la de la turbina eólica convencional de eje horizontal. La orientación vertical acepta viento desde cualquier dirección sin necesidad de ajustes, y el pesado generador y el equipo de caja de cambios pueden reposar en el suelo en lugar de sobre una torre.
En la década de 1930, los molinos de viento se usaban ampliamente para generar electricidad en granjas de Estados Unidos donde aún no se habían instalado sistemas de distribución. Utilizadas para reponer bancos de almacenamiento de baterías, estas máquinas normalmente tenían capacidades de generación de unos pocos cientos de vatios a varios kilovatios. Además de proporcionar energía a las granjas, también se usaban para aplicaciones aisladas, como la electrificación de estructuras de puentes para evitar la corrosión. En este período, el acero de alta resistencia era barato y los molinos de viento se colocaban sobre torres de celosía de acero abiertas prefabricadas .
El pequeño generador eólico más utilizado en las granjas estadounidenses en la década de 1930 era una máquina de eje horizontal de dos palas fabricada por Wincharger Corporation. Tenía una potencia máxima de 200 vatios. La velocidad de las palas se regulaba mediante frenos de aire curvados cerca del buje que se activaban a velocidades de rotación excesivas. Estas máquinas todavía se fabricaban en los Estados Unidos durante la década de 1980. En 1936, Estados Unidos inició un proyecto de electrificación rural que acabó con el mercado natural de la energía eólica, ya que la distribución de energía a través de la red proporcionaba a las granjas una energía utilizable más fiable para una determinada cantidad de inversión de capital.
En Australia, la Dunlite Corporation construyó cientos de pequeños generadores eólicos para suministrar energía a granjas y estaciones de servicio postal aisladas. Estas máquinas se fabricaron entre 1936 y 1970. [39]
Un precursor de los modernos generadores eólicos de eje horizontal a escala de servicio público fue el WIME D-30 en servicio en Balaklava , cerca de Yalta , URSS desde 1931 hasta 1942. Este era un generador de 100 kW en una torre de 30 m (100 pies), conectado al sistema de distribución local de 6,3 kV. Tenía un rotor de tres palas de 30 metros en una torre de celosía de acero. [41] Se informó que tenía un factor de carga anual del 32 por ciento, [42] no muy diferente de las máquinas eólicas actuales. [43]
En 1941, la primera turbina eólica de un megavatio del mundo se conectó al sistema de distribución eléctrica local en la montaña conocida como Grandpa's Knob en Castleton, Vermont , Estados Unidos. Fue diseñada por Palmer Cosslett Putnam y fabricada por la S. Morgan Smith Company . Esta turbina Smith-Putnam de 1,25 MW funcionó durante 1100 horas antes de que una pala fallara en un punto débil conocido, que no había sido reforzado debido a la escasez de material en tiempos de guerra. Ninguna unidad de tamaño similar iba a repetir este "audaz experimento" durante unos cuarenta años. [40]
Durante la Segunda Guerra Mundial , se utilizaron pequeños generadores eólicos en los submarinos alemanes para recargar las baterías de los submarinos como medida de ahorro de combustible. En 1946, el faro y las residencias de la isla de Neuwerk fueron alimentados parcialmente por una turbina eólica de 18 kW y 15 metros de diámetro, para economizar combustible diésel. Esta instalación funcionó durante unos 20 años antes de ser reemplazada por un cable submarino hasta el continente. [44]
La Estación de Estudio de la Energía del Viento en Nogent-le-Roi , en Francia, operó una turbina eólica experimental de 800 KVA entre 1956 y 1966. [45]
Desde 1974 hasta mediados de la década de 1980, el gobierno de los Estados Unidos trabajó con la industria para avanzar en la tecnología y hacer posible la creación de grandes turbinas eólicas comerciales. Las turbinas eólicas de la NASA se desarrollaron en el marco de un programa para crear una industria de turbinas eólicas a escala comercial en los EE. UU. Con financiación de la Fundación Nacional de la Ciencia y, posteriormente, del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), se pusieron en funcionamiento un total de 13 turbinas eólicas experimentales, en cuatro diseños principales de turbinas eólicas. Este programa de investigación y desarrollo fue pionero en muchas de las tecnologías de turbinas de varios megavatios que se utilizan en la actualidad, entre ellas: torres de tubos de acero, generadores de velocidad variable, materiales compuestos para las palas, control de paso de tramo parcial, así como capacidades de diseño de ingeniería aerodinámica, estructural y acústica. Las grandes turbinas eólicas desarrolladas en el marco de este esfuerzo establecieron varios récords mundiales de diámetro y potencia de salida. El grupo de tres turbinas eólicas MOD-2 produjo 7,5 megavatios de energía en 1981. En 1987, el MOD-5B era la turbina eólica individual más grande en funcionamiento en el mundo, con un diámetro de rotor de casi 100 metros y una potencia nominal de 3,2 megavatios. Demostró una disponibilidad del 95 por ciento, un nivel sin precedentes para una turbina eólica nueva de primera unidad. El MOD-5B tenía el primer tren de transmisión de velocidad variable a gran escala y un rotor seccionado de dos palas que permitía un fácil transporte de las palas. El WTS-4 de 4 megavatios mantuvo el récord mundial de potencia de salida durante más de 20 años. Aunque las unidades posteriores se vendieron comercialmente, ninguna de estas máquinas de dos palas llegó a producirse en masa. Cuando los precios del petróleo disminuyeron en un factor de tres desde 1980 hasta principios de la década de 1990, [46] muchos fabricantes de turbinas, tanto grandes como pequeños, abandonaron el negocio. Las ventas comerciales del NASA/Boeing Mod-5B, por ejemplo, terminaron en 1987 cuando Boeing Engineering and Construction anunció que "planeaban abandonar el mercado porque los bajos precios del petróleo están haciendo que los molinos de viento para la generación de electricidad sean poco rentables". [47]
Más tarde, en la década de 1980, California ofreció devoluciones fiscales para la energía eólica. Estas devoluciones financiaron el primer uso importante de la energía eólica para generar electricidad. Estas máquinas, reunidas en grandes parques eólicos como el de Altamont Pass, se considerarían pequeñas y antieconómicas según los estándares modernos de desarrollo de la energía eólica.
En 1978 se produjo un gran cambio cuando se construyó la primera turbina eólica de varios megavatios del mundo. Fue pionera en muchas de las tecnologías utilizadas en las turbinas eólicas modernas y permitió a Vestas, Siemens y otros fabricantes obtener las piezas que necesitaban. Especialmente importante fue la novedosa construcción de las alas con la ayuda de especialistas alemanes en aeronáutica. La planta de energía era capaz de entregar 2 MW, tenía una torre tubular, alas de paso controlado y tres palas. Fue construida por los profesores y estudiantes de la escuela Tvind. Antes de su finalización, estos "aficionados" fueron objeto de muchas burlas. La turbina sigue funcionando hoy en día y parece casi idéntica a los molinos más modernos.
El desarrollo de la energía eólica comercial danesa hizo hincapié en mejoras incrementales en capacidad y eficiencia basadas en una amplia producción en serie de turbinas, en contraste con los modelos de desarrollo que requieren pasos extensos en el tamaño de las unidades basados principalmente en la extrapolación teórica. Una consecuencia práctica es que todas las turbinas eólicas comerciales se parecen al modelo danés , un diseño ligero de tres palas que apunta hacia el viento. [48]
En la actualidad, todas las turbinas de eje horizontal principales giran de la misma manera (en el sentido de las agujas del reloj) para presentar una vista coherente. Sin embargo, las primeras turbinas giraban en sentido contrario a las agujas del reloj como los antiguos molinos de viento, pero se produjo un cambio a partir de 1978. El proveedor de palas de mentalidad individualista Økær tomó la decisión de cambiar de dirección para distinguirse del colectivo Tvind y sus pequeñas turbinas eólicas. Algunos de los clientes de palas eran empresas que luego evolucionaron en Vestas , Siemens , Enercon y Nordex . La demanda pública exigía que todas las turbinas giraran de la misma manera, y el éxito de estas empresas hizo que el sentido de las agujas del reloj fuera el nuevo estándar. [49]
En la década de 1970, muchas personas comenzaron a desear un estilo de vida autosuficiente. Las células solares eran demasiado caras para la generación eléctrica a pequeña escala, por lo que algunos recurrieron a los molinos de viento. Al principio, construyeron diseños ad hoc utilizando madera y piezas de automóviles. La mayoría de las personas descubrieron que un generador eólico confiable es un proyecto de ingeniería moderadamente complejo, muy por encima de la capacidad de la mayoría de los aficionados. Algunos comenzaron a buscar y reconstruir generadores eólicos de granja de la década de 1930, de los cuales las máquinas de Jacobs Wind Electric Company eran especialmente buscadas. Cientos de máquinas Jacobs fueron reacondicionadas y vendidas durante la década de 1970. [ cita requerida ]
Tras la experiencia adquirida con las turbinas eólicas reacondicionadas de la década de 1930, una nueva generación de fabricantes estadounidenses comenzó a construir y vender pequeñas turbinas eólicas no sólo para cargar baterías, sino también para interconectarse a redes eléctricas. Un ejemplo temprano sería Enertech Corporation de Norwich, Vermont, que comenzó a construir modelos de 1,8 kW a principios de la década de 1980.
En la década de 1990, cuando la estética y la durabilidad cobraron mayor importancia, las turbinas se colocaron sobre torres de acero tubular o de hormigón armado. Los generadores pequeños se conectan a la torre en el suelo y luego la torre se eleva hasta su posición. Los generadores más grandes se colocan en su posición sobre la torre y hay una escalera dentro de la torre para que los técnicos puedan alcanzar y realizar el mantenimiento del generador, mientras están protegidos del clima.
A principios del siglo XXI, los combustibles fósiles todavía eran relativamente baratos, pero las crecientes preocupaciones por la seguridad energética , el calentamiento global y el agotamiento eventual de los combustibles fósiles llevaron a una expansión del interés en todas las formas disponibles de energía renovable . La incipiente industria de la energía eólica comercial comenzó a expandirse a una sólida tasa de crecimiento de alrededor del 25% anual, impulsada por la fácil disponibilidad de grandes recursos eólicos y la caída de los costos debido a la mejora de la tecnología y la gestión de los parques eólicos. [50]
El aumento constante de los precios del petróleo después de 2003 generó temores crecientes de que el pico del petróleo fuera inminente, lo que aumentó aún más el interés en la energía eólica comercial. Si bien la energía eólica genera electricidad en lugar de combustibles líquidos y, por lo tanto, no es un sustituto inmediato del petróleo en la mayoría de las aplicaciones (especialmente el transporte), los temores por la escasez de petróleo solo aumentaron la urgencia de expandir la energía eólica. Las crisis petroleras anteriores ya habían hecho que muchos usuarios industriales y de servicios públicos cambiaran al carbón o al gas natural . La energía eólica mostró potencial para reemplazar al gas natural en la generación de electricidad en términos de costos.
En 2021, la energía eólica produjo 4872 teravatios-hora, el 2,8% de la producción total de energía primaria [51] y el 6,6% de la producción total de electricidad. [52] Las innovaciones tecnológicas siguen impulsando nuevos desarrollos en la aplicación de la energía eólica. [53] [54] En 2015, la turbina eólica más grande era Vestas V164 de 8 MW de capacidad para uso en alta mar. En 2014, más de 240 000 turbinas eólicas de tamaño comercial estaban en funcionamiento en el mundo, produciendo el 4% de la electricidad mundial. [55] [56] La capacidad instalada total superó los 336 GW en 2014, con China, Estados Unidos, Alemania, España e Italia a la cabeza en cuanto a instalaciones.
En los Estados Unidos, la energía eólica recibió un impulso del crédito fiscal a la producción (PTC) del gobierno para promover la energía eólica, sin embargo, estos han expirado desde entonces y no se han renovado a partir de 2022. Desde el punto de vista de los precios, General Electric (un productor de tecnología de turbinas eólicas) notó un aumento en los precios del acero que afectó negativamente al suministro de energía eólica como resultado de la inflación. [57] El PTC tiene un beneficio por un período de 10 años a partir de la fecha de construcción, que varía de 1 centavo a 1,9 centavos por kWh. El crédito fue concebido como temporal, pero se renovó 13 veces. En algunos estados como Nebraska, ha habido una resistencia local contra los proyectos eólicos con grupos locales que rechazan los proyectos de energía eólica. [58] [59] Como resultado, la energía eólica suministra más del 8% de la energía de los Estados Unidos y alcanzó un pico récord del 24,5% de participación en la energía. [60] [61] Se requieren grandes proyectos para entregar la energía eólica a los mercados donde se necesita. En Colorado , Xcel Energy aprobó un proyecto de 1.700 millones de dólares para la transmisión de líneas eléctricas de 900 kilómetros. [62]
En Europa, la energía eólica se ha enfrentado a presiones similares debido a los precios mundiales del acero, además de la presión resultante de la guerra de Rusia en Ucrania . Como resultado, los fabricantes de equipos originales (OEM) de energía eólica europeos han enfrentado problemas de rentabilidad, ya que la participación de mercado se ha trasladado a China. [63] En los Estados Unidos, el Departamento de Energía estima que entre el 60% y el 75% de las torres y hasta el 30% y el 50% de las palas y los bujes se producen en el país. [61]
La energía eólica marina comenzó a expandirse más allá de las turbinas fijas de aguas poco profundas a partir de finales de la primera década de 2000. La primera turbina eólica flotante de gran capacidad para aguas profundas operativa del mundo , Hywind, comenzó a funcionar en el Mar del Norte frente a Noruega a fines de 2009 [64] [65] con un costo de aproximadamente 400 millones de coronas (alrededor de 62 millones de dólares ) para construirla e implementarla. [66]
Estas turbinas flotantes son una tecnología de construcción muy diferente (más parecida a las plataformas petrolíferas flotantes) que las tradicionales bases de monopilotes de fondo fijo para aguas poco profundas que se utilizan en otros grandes parques eólicos marinos hasta la fecha.
A finales de 2011, Japón anunció planes para construir un parque eólico flotante de unidades múltiples, con seis turbinas de 2 megavatios, frente a la costa de Fukushima , en el noreste de Japón, donde el tsunami de 2011 y el desastre nuclear habían creado una escasez de energía eléctrica. [67] La fase de evaluación inicial debía completarse en 2016, "Japón planea construir hasta 80 turbinas eólicas flotantes frente a Fukushima para 2020" [67] a un costo de unos 10-20 mil millones de yenes. [68] Sin embargo, el gobierno japonés gastó aproximadamente 60 mil millones de yenes en proyectos eólicos de prueba en Fukushima entre noviembre de 2013 y diciembre de 2020, cuando se decidió que una combinación de problemas técnicos y falta de comercialidad justificaba el cierre y desmantelamiento de las estructuras a partir de abril de 2021. [69]
Los sistemas de energía eólica aerotransportados utilizan perfiles aerodinámicos o turbinas que se sostienen en el aire gracias a la flotabilidad o a la sustentación aerodinámica. El objetivo es eliminar los gastos de construcción de torres y permitir la extracción de energía eólica de vientos más constantes y rápidos que se encuentran en zonas más altas de la atmósfera. Hasta el momento no se han construido plantas a escala de red. Se han demostrado muchos conceptos de diseño. [70] [71] [72]
