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¿Cómo funciona el aerogenerador Darrieus?

marzo 17, 2022
¿Cómo funciona el aerogenerador Darrieus?

Ventajas y desventajas del aerogenerador de eje vertical

Un Darrieus es un tipo de generador de turbina eólica de eje vertical (VAWT). A diferencia del aerogenerador Savonius, el Darrieus es un VAWT de tipo elevador. En lugar de recoger el viento en copas arrastrando la turbina, un Darrieus utiliza las fuerzas de sustentación generadas por el viento al chocar con las aspas para crear la rotación.

Un aerogenerador Darrieus puede girar a muchas veces la velocidad del viento que incide sobre él (es decir, la relación de velocidad de punta (TSR) es superior a 1). Por tanto, un aerogenerador Darrieus genera menos par que un Savonius, pero gira mucho más rápido. Esto hace que los aerogeneradores Darrieus sean mucho más adecuados para la generación de electricidad que para el bombeo de agua y actividades similares. Las fuerzas centrífugas generadas por una turbina Darrieus son muy grandes y actúan sobre las palas de la turbina que, por tanto, tienen que ser muy fuertes; sin embargo, las fuerzas sobre los rodamientos y el generador suelen ser menores que en el caso de una Savonius.

Los aerogeneradores Darrieus no son autoarrancables. Por lo tanto, se necesita un pequeño motor para iniciar la rotación y, cuando tiene suficiente velocidad, el viento que pasa por las aspas empieza a generar un par y el rotor es impulsado por el viento. En la ilustración anterior se muestra una alternativa. Se montan dos pequeños rotores Savonius en el eje de la turbina Darrieus para iniciar la rotación. Éstos ralentizan la turbina Darrieus cuando se pone en marcha, pero hacen que todo el dispositivo sea mucho más sencillo y fácil de mantener.

Turbina eólica de rotor H

Georges Jean Marie Darrieus fue uno de los grandes ingenieros franceses. Aunque en el mundo anglosajón se le conoce sobre todo por su patente sobre las turbinas eólicas de eje vertical (VAWT), fue un prolífico inventor en diversos campos, desde la balística hasta los turboalternadores.

Al considerar el papel de Darrieus en la energía eólica conviene recordar la época en que vivió. Darrieus solicitó la patente de su «turbina con eje giratorio transversal al flujo de la corriente» en Francia en 1925, y un año después en Estados Unidos.

Tras la Gran Guerra, el campo de la aeronáutica estaba en pleno apogeo y Darrieus era contemporáneo de Frederick Lanchester, Ludwig Prandtl y Albert Betz (de la fama del límite de Betz). La patente de Darrieus establece específicamente el vínculo con las teorías de los tres. Por lo tanto, Darrieus estaba muy bien fundamentado en lo que entonces era el pensamiento aerodinámico moderno.

Aunque la patente ilustra la VAWT de configuración Φ que ha llegado a asociarse más estrechamente con su nombre, no fue el primer diseño que decidió describir. No, lo primero que describe es un rotor articulado de palas rectas de eje vertical que conocemos como giromill o cicloturbina. Su extensa patente describe otras formas de rotores en H en lo que él llama acertadamente una «jaula de ardilla» que puede utilizarse no sólo en el viento, sino también en ríos y corrientes de marea.

Turbina eólica vertical

Este artículo incluye una lista de referencias generales, pero carece de las correspondientes citas en línea. Por favor, ayude a mejorar este artículo introduciendo citas más precisas. (Marzo de 2013) (Aprende cómo y cuándo eliminar este mensaje de la plantilla)

El aerogenerador Darrieus es un tipo de turbina eólica de eje vertical (VAWT) utilizada para generar electricidad a partir de la energía eólica. La turbina consiste en una serie de palas aerodinámicas curvadas montadas en un eje o marco giratorio. La curvatura de las palas permite que éstas se esfuercen sólo en tensión a altas velocidades de rotación. Hay varios aerogeneradores estrechamente relacionados que utilizan palas rectas. Este diseño de la turbina fue patentado por Georges Jean Marie Darrieus, un ingeniero aeronáutico francés; la presentación de la patente fue el 1 de octubre de 1926. La protección de la turbina Darrieus contra las condiciones extremas de viento y su autoarranque presentan grandes dificultades.

En las versiones originales del diseño Darrieus, las aspas aéreas están dispuestas de forma simétrica y tienen un ángulo de rigging nulo, es decir, el ángulo en que las aspas aéreas están colocadas con respecto a la estructura sobre la que están montadas. Esta disposición es igualmente eficaz independientemente de la dirección en que sople el viento, a diferencia del tipo convencional, que debe girarse para orientarse hacia el viento.

Ventajas del aerogenerador de eje vertical

Los aerogeneradores de eje vertical son turbinas eólicas cuyos rotores giran alrededor de un eje vertical con palas orientadas verticalmente. Producen electricidad utilizando la energía eólica del mismo modo que los aerogeneradores de eje horizontal: el viento hace girar el rotor, la rotación se conecta al generador y éste convierte la energía mecánica en electricidad.

Considerados actualmente como un producto para un nicho de mercado, los aerogeneradores de eje vertical son, de hecho, los primeros registrados. El uso de estos modelos mecánicos se remonta a la época persa, en el siglo VII, para la molienda y el bombeo. En 1887, el ingeniero eléctrico y académico escocés James Blyth construyó uno de los primeros aerogeneradores de generación de electricidad de los que se tiene constancia, utilizando también la estructura de eje vertical.

La particularidad de los aerogeneradores de eje vertical es la variedad de diseños posibles -palas, estructuras, formas- que determinan el principio de funcionamiento, el rendimiento y las aplicaciones. Los aerogeneradores de eje vertical tienen muchas formas, pero técnicamente pueden clasificarse en dos grupos en función de sus principios de funcionamiento:

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