Cómo funciona un aerogenerador
Las turbinas eólicas están diseñadas para empezar a funcionar a unos 12-25 kilómetros por hora – una brisa suave o moderada. No están diseñadas para funcionar a más de 88 km/h, un fuerte vendaval, que podría dañar la turbina.
Cuando el viento sopla hacia la turbina, se encuentra con un obstáculo: la pala de la turbina. Las palas de las turbinas han evolucionado desde las palas planas y gruesas de madera que asociamos a los molinos de viento en Holanda. Ahora son elegantes y están diseñadas ergonómicamente para lograr el mejor rendimiento. Las palas dependen en gran medida de la aerodinámica del diseño, y las pruebas en el túnel de viento permiten a los diseñadores identificar los fallos y mejorar los diseños de las palas.
La aerodinámica se refiere a las propiedades de un objeto sólido y a cómo el aire que lo rodea interactúa con él. Cuando el viento interactúa con un objeto sólido, la velocidad del viento cambia y el aire se mueve alrededor del objeto. En la actualidad, las turbinas modernas tienen diseños de palas similares a los de las alas de un avión.
Las palas de las turbinas son ligeramente curvadas por un lado y planas por el otro. La parte más gruesa de la pala es donde el viento se encuentra por primera vez con la pala. A partir de ahí, el viento puede viajar por el lado curvo de la pala o por el lado relativamente plano. El viento que viaja por el lado curvo tarda más en llegar al extremo de la pala que el que viaja por la superficie plana. Esto hace que la baja presión se acumule en el lado curvo, “tirando” de la pala hacia la región de baja presión. Este proceso se conoce como elevación.
Energía eólica
Por: Julia LaytonYa en el año 3000 a.C. se utilizaba la energía eólica. A veces es difícil imaginar el aire como un fluido. Parece tan… invisible. Pero el aire es un fluido como cualquier otro, salvo que sus partículas están en forma de gas en lugar de líquido. Y cuando el aire se mueve rápidamente, en forma de viento, esas partículas se mueven rápidamente. El movimiento significa energía cinética, que puede ser captada, al igual que la energía del agua en movimiento puede ser captada por la turbina de una presa hidroeléctrica. En el caso de una turbina eólica, las palas de la turbina están diseñadas para capturar la energía cinética del viento. El resto es casi idéntico a una instalación hidroeléctrica: Cuando las palas de la turbina captan la energía del viento y se ponen en movimiento, hacen girar un eje que va desde el buje del rotor hasta un generador. El generador convierte esa energía rotativa en electricidad. En esencia, la generación de electricidad a partir del viento consiste en transferir energía de un medio a otro.
La energía eólica comienza con el sol. Cuando el sol calienta una determinada zona de tierra, el aire que la rodea absorbe parte de ese calor. A cierta temperatura, ese aire más caliente empieza a subir muy rápidamente porque un volumen determinado de aire caliente es más ligero que un volumen igual de aire más frío. Las partículas de aire que se mueven más rápido (más calientes) ejercen más presión que las que se mueven más lentamente, por lo que se necesitan menos para mantener la presión normal del aire a una altura determinada (véase Cómo funcionan los globos de aire caliente para saber más sobre la temperatura y la presión del aire). Cuando ese aire caliente más ligero se eleva repentinamente, el aire más frío fluye rápidamente para rellenar el hueco que deja el aire caliente. Ese aire que se precipita para rellenar el hueco es el viento.
Aerogenerador vertical
Los molinos de viento utilizan la fuerza del viento para generar electricidad o bombear agua, aprovechando el movimiento del aire que se produce de forma natural en la atmósfera terrestre. Las aspas de la turbina del molino capturan la energía del viento y la convierten en energía mecánica haciendo girar un generador que crea electricidad.
La mayoría de los molinos de viento del pasado se han utilizado para aplicaciones no eléctricas, y las bombas de agua eólicas eran meros mecanismos mecánicos situados en lo alto de una torre de madera, que bombeaban agua para regar el ganado y el riego.
Los sistemas de bombeo eléctrico generados por los molinos de viento combinan turbinas eólicas de alta fiabilidad y bajo mantenimiento con bombas eléctricas centrífugas de CA para proporcionar un sistema de suministro de agua resistente y sin problemas. El motor de CA trifásico de una bomba de agua eléctrica centrífuga es impulsado por la salida eléctrica de CA del alternador del aerogenerador.
A diferencia de las antiguas bombas eólicas, estos nuevos sistemas no necesitan un mantenimiento programado y pueden funcionar de forma autónoma durante años entre las inspecciones. En zonas con recursos eólicos modestos, los sistemas de bombeo eléctrico generados por molinos de viento pueden constituir una alternativa rentable a las pequeñas bombas de gasóleo, tanto para el agua potable como para el riego de pequeñas parcelas. Este sistema de agua puede encontrarse ahora en varios cientos de sitios en más de 20 países.
Generador de viento
Explora el funcionamiento de los molinos de viento para descubrir cómo crean energía. Explora la importancia de los molinos de viento para las energías renovables y la creación de parques eólicos. Por último, descubre dónde se ubican los molinos para aprovechar mejor el viento.
¿Qué son los molinos de viento? ¿Has utilizado alguna vez un ventilador en casa cuando hace demasiado calor? Tiene unas aspas que giran para producir viento y refrescarte. Pues bien, un molino de viento se parece a un ventilador, pero es mucho más grande y funciona de forma diferente. Los molinos de viento, también llamados aerogeneradores, son grandes estructuras que producen electricidad a partir de la energía eólica. Los molinos de viento se sitúan en el exterior y parecen postes altos con aspas en la parte superior. Los postes de los molinos de viento pueden tener de 200 a 300 pies de altura. Las aspas suelen tener más de 30 metros de largo. Por lo tanto, los molinos de viento pueden tener hasta 400 pies de altura o más, lo cual es tan alto como algunos rascacielos.
¿Por qué son importantes los molinos de viento? Los molinos de viento son muy importantes porque permiten producir electricidad sin contaminar, lo cual es una opción más saludable para nosotros y para la Tierra. Además, la energía eólica es un recurso renovable. Esto significa que seguirá estando disponible en la Tierra, ya que el viento se produce constantemente. Los molinos de viento son muy útiles y existen desde hace más de 500 años. La energía eólica es una gran opción en comparación con los recursos no renovables como el carbón y el petróleo. El carbón y el petróleo desaparecen una vez utilizados, sólo existen en cantidad limitada en la Tierra y pueden causar contaminación. ¿Cómo funcionan los molinos de viento? Cuando utilizas tu ordenador o ves la televisión, los conectas a un enchufe para obtener electricidad que les dé energía. Los molinos de viento funcionan a la inversa: en lugar de enchufar un molino de viento para obtener energía, en realidad fabrica energía, o electricidad, a partir del viento. Los molinos de viento crean electricidad a través de una serie de pasos. Estos pasos implican múltiples partes del molino de viento: el viento, las aspas, el rotor, el eje y el generador. Veamos con más detalle cómo funcionan estas partes: Paso 1: Los molinos de viento se construyen con enormes palas. Cuando las potentes ráfagas de viento pasan por delante de las aspas, éstas giran y se mueven de forma circular. Paso 2: Las aspas están construidas alrededor de una pieza conocida como rotor. El rotor también gira cuando las aspas se mueven.