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¿Cómo se clasifican los aerogeneradores?

marzo 16, 2022
¿Cómo se clasifican los aerogeneradores?

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Todo lo que se mueve tiene energía cinética, y los científicos e ingenieros están utilizando la energía cinética del viento para generar electricidad. La energía eólica, o energía del viento, se crea utilizando un aerogenerador, un dispositivo que canaliza la fuerza del viento para generar electricidad.

El viento mueve las palas de la turbina, que están unidas a un rotor. El rotor hace girar un generador para crear electricidad. Hay dos tipos de turbinas eólicas: las de eje horizontal (HAWT) y las de eje vertical (VAWT). Las HAWT son el tipo más común de turbina eólica. Suelen tener dos o tres palas largas y finas que se parecen a las hélices de un avión. Las palas están colocadas de forma que se orientan directamente hacia el viento. Las VAWT tienen palas curvadas más cortas y anchas que se asemejan a los batidores de una batidora eléctrica.

Las pequeñas turbinas eólicas individuales pueden producir 100 kilovatios de potencia, suficiente para alimentar una casa. Los aerogeneradores pequeños también se utilizan en lugares como estaciones de bombeo de agua. Los aerogeneradores un poco más grandes se asientan en torres de hasta 80 metros de altura y tienen palas de rotor de unos 40 metros de largo. Estas turbinas pueden generar 1,8 megavatios de potencia. Hay aerogeneradores aún más grandes encaramados en torres de 240 metros de altura y con palas de más de 162 metros de longitud. Estas grandes turbinas pueden generar entre 4,8 y 9,5 megavatios de potencia.

Tamaños y tipos de aerogeneradores

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 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 accionadas 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].

Altura del aerogenerador

Como hemos explicado en Cosas que no sabes 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.

De qué están hechos los aerogeneradores

El diseño más común de las turbinas modernas se basa en la estructura de eje horizontal. Los aerogeneradores de eje horizontal se montan sobre torres. La función de la torre es elevar el aerogenerador por encima del suelo para interceptar los vientos más fuertes y así aprovechar más energía.

Las HAWT pueden clasificarse en turbinas a barlovento y a sotavento en función de la dirección en que reciben el viento. En la estructura a barlovento, el rotor está orientado directamente hacia el viento, mientras que en la estructura a sotavento, el rotor está colocado a sotavento de la torre.

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