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¿Cuáles son los tipos de aerogeneradores de eje horizontal?

marzo 16, 2022
¿Cuáles son los tipos de aerogeneradores de eje horizontal?

Eje horizontal y eje vertical son los tipos de

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:

Aerogenerador de eje horizontal – wikipedia

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.

Aerogenerador de eje horizontal pdf

El hombre ha utilizado los molinos de viento holandeses desde hace mucho tiempo. De hecho, los molinos de viento para moler el grano que se utilizaban ampliamente en Europa desde la Edad Media eran holandeses. Estos molinos de viento funcionaban gracias al empuje ejercido por el viento. Las aspas, generalmente cuatro, estaban inclinadas con respecto al plano de rotación. El viento, al ser desviado por las aspas, ejercía una fuerza en la dirección de rotación. Las aspas estaban hechas de velas o listones de madera.

Los modernos molinos de viento para el bombeo de agua tienen un gran número de aspas -generalmente de madera o metálicas- que accionan una bomba de pistón. Como el molino debe colocarse directamente sobre el pozo, el criterio de selección del emplazamiento se refiere a la disponibilidad de agua y no a la capacidad del viento. Por lo tanto, el molino debe poder funcionar con vientos lentos. El gran número de palas proporciona un par elevado, necesario para accionar una bomba centrífuga, incluso a bajas velocidades de viento. De ahí que a veces se les llame molinos de abanico. Como se supone que estos molinos de viento se instalan en lugares remotos, sobre todo como unidades individuales, los criterios principales son la fiabilidad, la solidez y el bajo coste, y no la eficiencia. Las palas están formadas por placas de acero planas que funcionan con el empuje del viento. Están articuladas a un anillo metálico para garantizar la resistencia estructural, y la baja velocidad de rotación contribuye a la fiabilidad. La orientación se consigue generalmente mediante una aleta de cola.

Desventajas de los aerogeneradores de eje vertical

Los aerogeneradores de eje horizontal son lo que la mayoría de la gente imagina cuando habla de turbinas eólicas: los gigantescos ventiladores blancos que se alzan a lo largo de las costas o en vastos campos. Debido a su alto rendimiento y a su gran potencia, son las turbinas más utilizadas, sobre todo en instalaciones comerciales e industriales.

El rotor de un aerogenerador de eje horizontal incluye tres largas palas conectadas a un eje horizontal. En lugar de ser completamente planas, las palas del rotor tienen una forma aerodinámica similar a la de las alas de un avión, de modo que pueden recoger la fuerza de sustentación del viento. La fuerza ascendente genera un par motor que provoca la rotación. Cuando reciben el viento, las palas giran como un ventilador. Los modernos aerogeneradores de eje horizontal suelen tener un diámetro de entre 40 y 90 metros de largo.

Conectada con el rotor, la góndola alberga los componentes operativos que soportan el generador de electricidad de un aerogenerador. Entre ellos se encuentran la caja de engranajes, el generador, el freno y el controlador.

El rotor suele girar a menor velocidad. La caja de engranajes, situada entre el rotor y el generador, convierte la lenta rotación de las palas en una rotación más rápida, más adecuada para accionar un generador eléctrico. Por término medio, mientras el rotor gira a una velocidad de 20 rpm, el generador necesita 1000 rpm para generar electricidad.

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