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¿Cómo funciona un generador de energía eólica casero?

marzo 18, 2022
¿Cómo funciona un generador de energía eólica casero?

Pequeña turbina eólica

Hace varios años compré una propiedad remota en Arizona. Soy astrónomo y quería un lugar para practicar mi afición lejos de la terrible contaminación lumínica que se encuentra cerca de las ciudades de cualquier tamaño real. Encontré una gran propiedad. El problema es que es tan remota que no hay servicio eléctrico disponible. Eso no es realmente un problema. Sin electricidad no hay contaminación lumínica. Sin embargo, sería bueno tener al menos un poco de electricidad, ya que gran parte de la vida en el siglo XXI depende de ella.

Una cosa que noté enseguida en mi propiedad es que la mayor parte del tiempo sopla el viento. Casi desde el momento en que la compré, tuve la idea de poner un aerogenerador y hacer algo de electricidad, y más tarde añadir algunos paneles solares. Esta es la historia de cómo lo hice. No con una turbina cara, comprada en una tienda, sino con una construida en casa que apenas costó nada. Si tienes algunas habilidades de fabricación y algunos conocimientos de electrónica, tú también puedes construir una.

Más detalles sobre este proyecto y mis otros proyectos de energía alternativa, incluyendo mis paneles solares construidos en casa, y mi gasificador de biomasa construido en casa se puede encontrar en mi sitio web.Add TipAsk QuestionCommentDownloadStep 14: UpdateI have completed the rebuild of the charge controller. Ahora está en una caja semi impermeable y también he añadido un medidor de voltaje incorporado. Ambos fueron comprados barato en Ebay. También he añadido algunas nuevas características. La unidad ahora tiene provisiones para entradas de energía de múltiples fuentes. También ha incorporado una distribución de energía de 12V con fusibles para tres cargas externas.

La energía eólica en el mundo

Para muchos entusiastas del medio ambiente, los aerogeneradores de eje horizontal (HAWT) -del tipo que parecen molinos de viento girando lentamente en la distancia- son una imagen bastante familiar. Por desgracia, hay bastantes salvedades que dificultan su adopción, a pesar de que el aprovechamiento de las fuentes de energía renovables es más sostenible que depender del gas natural y de los combustibles que pueden agotarse. Al estar orientados en un solo eje, tienen que ser capaces de seguir el viento, o de lo contrario, sacrificar la capacidad de maximizar la producción de energía. Además, en condiciones de turbulencia y ráfagas, las HAWT se enfrentan a una fatiga acelerada al cosechar.

El desarrollo de la turbina eólica de eje vertical (VAWT) resuelve varios de estos problemas. Además, las turbinas suelen estar más cerca del suelo y la sustitución de la caja de cambios es más sencilla y eficiente. El mantenimiento es más accesible debido al tamaño de las turbinas, por lo que no suele ser necesaria maquinaria pesada para acceder a los componentes cruciales in situ. Además, la caja de cambios, por la naturaleza de su funcionamiento, se fatiga menos y es capaz de funcionar con vientos turbulentos, lo que reduce el índice de fallos.

Cómo funciona un aerogenerador

Vortex Bladeless es un generador eólico resonante de vibración inducida por vórtices. Aprovecha la energía eólica a partir de un fenómeno de vorticidad llamado Vortex Shedding.  Básicamente, la tecnología Bladeless consiste en un cilindro fijado verticalmente con una varilla elástica. El cilindro oscila en un rango de viento, que luego genera electricidad a través de un sistema de alternador.  En otras palabras, es un aerogenerador que no es realmente una turbina.

El cilindro exterior está diseñado para ser en gran parte rígido y tiene la capacidad de vibrar, permaneciendo anclado al vástago inferior. La parte superior del cilindro no está sujeta y tiene la máxima amplitud de oscilación. La estructura se construye con resinas reforzadas con fibra de carbono y/o de vidrio, materiales utilizados en las palas de los aerogeneradores convencionales.

La parte superior de la varilla soporta el mástil y su parte inferior está firmemente anclada al suelo. Está construida con polímero reforzado con fibra de carbono, lo que le proporciona una gran resistencia a la fatiga y tiene una mínima fuga de energía cuando oscila.

Naturalmente, el diseño de este tipo de aerogenerador es bastante diferente al de una turbina tradicional. En lugar de la habitual torre, góndola y palas, nuestro dispositivo sólo tiene un mástil de materiales ligeros sobre una base. Esto reduce el uso de materias primas y la necesidad de una cimentación más profunda.

Pala de aerogenerador

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.

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