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¿Cómo se clasifican los aerogeneradores eólicos?

marzo 17, 2022
¿Cómo se clasifican los aerogeneradores eólicos?

Altura de los aerogeneradores

El tamaño de los aerogeneradores varía mucho. La longitud de las palas es el principal factor que determina la cantidad de electricidad que puede generar un aerogenerador. Los pequeños aerogeneradores que pueden alimentar una sola vivienda pueden tener una capacidad de generación de electricidad de 10 kilovatios (kW). Las mayores turbinas eólicas en funcionamiento tienen capacidades de generación de electricidad de hasta kilovatios (10 megavatios), y se están desarrollando turbinas más grandes. Las grandes turbinas suelen agruparse para crear centrales eólicas, o parques eólicos, que suministran energía a las redes eléctricas.

Las turbinas de eje horizontal tienen palas como las hélices de los aviones y suelen tener tres palas. Las mayores turbinas de eje horizontal son tan altas como edificios de 20 pisos y tienen palas de más de 30 metros de largo. Las turbinas más altas con palas más largas generan más electricidad. Casi todas las turbinas eólicas que se utilizan actualmente son de eje horizontal.

Las turbinas de eje vertical tienen palas unidas a la parte superior e inferior de un rotor vertical. El tipo más común de turbina de eje vertical -la turbina eólica Darrieus, llamada así por el ingeniero francés Georges Darrieus, que patentó el diseño en 1931- tiene el aspecto de un gigantesco batidor de huevos de dos palas. Algunas versiones de la turbina de eje vertical miden 30 metros de alto y 50 de ancho. Hoy en día se utilizan muy pocos aerogeneradores de eje vertical porque no funcionan tan bien como los de eje horizontal.

¿Cuáles son las desventajas de la energía eólica?

Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Cientos de miles de grandes turbinas, en instalaciones conocidas como parques eólicos, generan actualmente más de 650 gigavatios de energía, a los que se añaden 60 GW cada año[1]. Son una fuente cada vez más importante de energía renovable intermitente, y se utilizan en muchos países para reducir los costes energéticos y la dependencia de los combustibles fósiles. Un estudio afirmaba que, a partir de 2009[actualización], la energía eólica tenía las «menores emisiones relativas de gases de efecto invernadero, las menores demandas de consumo de agua y… los impactos sociales más favorables» en comparación con la fotovoltaica, la hidráulica, la geotérmica, el carbón y el gas[2].

Las turbinas eólicas más pequeñas se utilizan para aplicaciones como la carga de baterías para la energía auxiliar de barcos o caravanas, y para alimentar las señales de tráfico. Las turbinas más grandes pueden contribuir al suministro de energía doméstica y vender la energía no utilizada al proveedor de servicios públicos a través de la red eléctrica.

La rueda de viento de Héroe de Alejandría (10 d.C. – 70 d.C.) es uno de los primeros ejemplos registrados de máquinas alimentadas por el viento en la historia[3][4]. Sin embargo, las primeras centrales eólicas prácticas conocidas se construyeron en Sistán, una provincia oriental de Persia (actual Irán), a partir del siglo VII. Estos «Panemone» eran molinos de viento de eje vertical, que contaban con largos ejes de transmisión verticales con palas rectangulares[5]. Fabricados con entre seis y doce velas cubiertas de estera de caña o material de tela, estos molinos se utilizaban para moler grano o extraer agua, y se empleaban en las industrias de la molienda y la caña de azúcar[6].

De qué están hechos los aerogeneradores

El viento es aire en movimiento. Es una forma de energía solar. La radiación solar calienta cada parte de la superficie terrestre de forma desigual debido a las irregularidades y a la rotación de la Tierra. Los patrones de flujo del viento se ven modificados por el terreno terrestre, las masas de agua y la cubierta vegetal. Cuando el aire se mueve, provocando el viento, tiene energía cinética. La energía cinética del viento puede ser captada por un aerogenerador y convertida en otras formas de energía, como electricidad o energía mecánica.

Los aerogeneradores se clasifican principalmente en dos tipos en función del eje en el que gira la turbina. Son las turbinas eólicas de eje horizontal (HAWT) y las de eje vertical (VAWT). La tabla que se presenta a continuación describe las ventajas y desventajas de las HAWT y las VAWT.

Todos los aerogeneradores comerciales conectados a la red se construyen hoy en día con un rotor de eje horizontal que se instala en la parte superior de una torre. La mayoría de las turbinas de eje horizontal construidas hoy en día son de dos o tres palas, aunque algunas tienen menos o más palas. La finalidad del rotor es convertir el movimiento lineal del viento en energía rotativa que pueda utilizarse para accionar un generador. La mayoría de los sistemas tienen una caja de engranajes, que convierte la rotación lenta de las palas en una rotación más rápida que es más adecuada para accionar un generador eléctrico.

Tipos de aerogeneradores comerciales

Como hemos explicado en Cosas que no sabe sobre los aerogeneradores, un generador de energía se compone de dos partes principales: la turbina eólica, que convierte la energía del viento en energía mecánica, y el generador, que se utiliza para transformar la energía mecánica en electricidad. En función de las diferentes estructuras y técnicas que adoptan, y del modo en que se integran, los aerogeneradores pueden clasificarse en las siguientes categorías.

En cuanto a la dirección del eje principal de los aerogeneradores, pueden clasificarse en 2 tipos. El tipo de eje horizontal, como su nombre indica, tiene su eje de rotación paralelo al suelo. Equipado con un sistema de guiñada, puede ajustar su dirección de cara al viento. En cambio, el tipo de eje vertical tiene su eje de rotación perpendicular al suelo. Este tipo de aerogenerador tiene un diseño simplificado y es fácil de usar, ya que puede funcionar sin estar de cara al viento. Además, este diseño reduce la fuerza giratoria de los aerogeneradores. Con estas ventajas, el tipo de eje vertical se ha convertido en una tendencia en la industria de la energía eólica.

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