Peso del aerogenerador
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 con el empuje que ejercía 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 movimiento alternativo. 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 aspas 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.
Producción de aerogeneradores
Los aerogeneradores funcionan según un principio muy sencillo: en lugar de utilizar la electricidad para producir viento -como un ventilador- los aerogeneradores utilizan el viento para producir electricidad. El viento hace girar las palas de la turbina, parecidas a las hélices, alrededor de un rotor, que hace girar un generador que crea electricidad.
Los aerogeneradores de eje horizontal son los que la mayoría de la gente imagina cuando piensa en turbinas eólicas; suelen tener tres palas y funcionan “contra el viento”, con la turbina girando en la parte superior de la torre para que las palas estén orientadas hacia el viento.
Los aerogeneradores de eje vertical existen en varias variedades, como el modelo Darrieus, de estilo batidor de huevos, que lleva el nombre de su inventor francés, y son omnidireccionales, lo que significa que no es necesario ajustarlos para que apunten hacia el viento para funcionar.
El tamaño de los aerogeneradores terrestres oscila entre los 100 kilovatios y los varios megavatios. Los aerogeneradores más grandes son más rentables y se agrupan en centrales eólicas, que suministran energía a la red eléctrica.
Muchas de las turbinas utilizadas en aplicaciones distribuidas son pequeños aerogeneradores. Los aerogeneradores individuales pequeños -de menos de 100 kilovatios- suelen utilizarse en aplicaciones residenciales, agrícolas, comerciales e industriales.
Diferentes aerogeneradores
Hay muchas variaciones sobre el tema de las turbinas eólicas, algunas con diferentes propósitos, beneficios y usos. A grandes rasgos, los aerogeneradores pueden dividirse en dos variedades principales: HAWT y VAWT.
HAWT significa turbina eólica de eje horizontal. Son los aerogeneradores más tradicionales que se parecen a una gran hélice situada en el extremo de un poste o una torre. Las palas de la turbina giran sobre un eje horizontal, por lo que deben alejarse lo suficiente de la base para que los vientos fuertes no las doblen hacia el mástil. Este tipo de turbina suele estar inclinada hacia delante, hacia el viento.
Este tipo de turbinas depende de estar orientadas hacia el viento, por lo que suelen incorporar una aleta de cola para mantener las palas orientadas hacia el viento. Esto también ayuda a evitar los problemas de turbulencia del mástil. Las HAWT se encuentran habitualmente en propiedades rurales en las que la construcción de una torre o mástil alto no suscita demasiadas objeciones por parte de los vecinos. La mayoría de los parques eólicos utilizan este tipo de torres, ya que la tensión en el eje horizontal es mucho menor, lo que significa menos problemas de mantenimiento con el tiempo.
Altura de los aerogeneradores
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.