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¿Cómo funciona un aerogenerador o turbina eólica?

marzo 17, 2022
¿Cómo funciona un aerogenerador o turbina eólica?

Ventajas e inconvenientes de la energía eólica

La turbina se asienta en unos cimientos de hormigón armado, cuyas dimensiones dependen del tamaño de la turbina. La cimentación es una estructura sustancial diseñada para garantizar que la turbina resista vientos muy fuertes. Siempre está por debajo del nivel del suelo y no es visible una vez terminada la construcción.

La mayoría de las turbinas eólicas tienen tres palas o (menos comúnmente) dos palas, que giran alrededor de un cubo central en un eje horizontal. Las palas están fabricadas con diversos materiales, como fibra de vidrio, fibra de carbono o laminados de madera.

Los aerogeneradores generan electricidad aprovechando la fuerza natural del viento. Las palas de un aerogenerador son como el ala de un avión: cuando el aire pasa por la pala, provoca una elevación que crea una fuerza de giro.

Las palas giran en un eje dentro de la góndola, que va a la caja de engranajes. La caja de cambios aumenta esa velocidad de rotación para el generador, que utiliza campos magnéticos para convertir la energía de rotación en energía eléctrica. Algunas turbinas utilizan la tecnología de accionamiento directo, que conecta el cubo giratorio directamente con el generador. La electricidad del generador va por cables a un transformador y luego a la subestación del parque eólico, donde se convierte en el voltaje adecuado para la red eléctrica o local. La red o la red local transmite la electricidad a los hogares y las empresas.

Pequeña turbina eólica

La gente ha utilizado la fuerza del viento durante miles de años. El viento ha movido barcos a lo largo del río Nilo, ha bombeado agua y molido grano, ha apoyado la producción de alimentos y mucho más. Hoy en día, la energía cinética y la potencia de las corrientes de aire naturales llamadas viento se aprovechan a gran escala para crear electricidad. Una sola turbina eólica moderna en alta mar puede generar más de 8 megavatios (MW) de energía, suficiente para abastecer limpiamente a casi seis hogares durante un año. Los parques eólicos terrestres generan cientos de megavatios, lo que convierte a la energía eólica en una de las fuentes de energía más rentables, limpias y disponibles del planeta.

La energía eólica es la fuente de energía renovable a gran escala de menor coste y es la mayor fuente de energía renovable en Estados Unidos en la actualidad. Hay casi 60.000 aerogeneradores con una capacidad combinada de 105.583 megavatios (MW). Eso es suficiente para suministrar energía a más de 32 millones de hogares.

El proyecto Frontier Windpower I, en el condado de Kay (Oklahoma), lleva funcionando desde 2016 y se está ampliando con el proyecto Frontier Windpower II. Una vez completados, Frontier I y II generarán un total de 550 megavatios de energía eólica, suficiente para alimentar 193.000 hogares.

Generador eólico

La producción de electricidad a partir del viento ha crecido considerablemente en los últimos 30 años. Los avances en la tecnología de la energía eólica han reducido el coste de la producción de electricidad a partir del viento, y los incentivos gubernamentales y de otro tipo en Estados Unidos y en otros países han fomentado el crecimiento de la energía eólica.

El total de la generación anual de electricidad de Estados Unidos a partir de la energía eólica aumentó de unos 6.000 millones de kilovatios hora (kWh) en 2000 a unos 338.000 millones de kWh en 2020. En 2020, las turbinas eólicas fueron la fuente de alrededor del 8,4% de la generación total de electricidad a escala de servicios públicos en Estados Unidos. La escala de servicios públicos incluye instalaciones con al menos un megavatio (1.000 kilovatios) de capacidad de generación de electricidad.

El mayor aerogenerador

La energía eólica consiste en convertir la energía del viento en electricidad mediante el uso de turbinas eólicas. Un aerogenerador suele tener tres palas en forma de hélice llamadas rotores. Las torres eólicas de las zonas residenciales tienen una altura media de unos 20 metros. La razón por la que la torre es tan alta es que los vientos son más fuertes a mayor altura del suelo y hay menos efecto de golpeo.Turbinas de eje vertical y horizontal utilizadas para la generación de electricidad residencial

El viento procede de los cambios atmosféricos: los cambios de temperatura y presión hacen que el aire se mueva por la superficie de la tierra. Todo ello es provocado por el sol. Así que, en cierto modo, la energía eólica es otra forma de energía solar.Un aerogenerador capta el viento, que luego produce una fuente de energía renovable. El viento hace girar el rotor; al girar el rotor, el movimiento de las palas acciona un generador que crea energía. El movimiento de las aspas al girar es energía cinética. Es esta energía la que convertimos en electricidad.

La energía eólica se convierte en electricidad gracias a los imanes que pasan por bobinas estacionarias de alambre conocidas como estator. Cuando los imanes pasan por el estator, se produce electricidad de corriente alterna. A continuación, se convierte en electricidad de corriente continua. Esto puede cargar las baterías que almacenan la energía eléctrica o puede alimentar un inversor interactivo para alimentar la red eléctrica.

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