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¿Cuántos watts produce un aerogenerador?

marzo 18, 2022
¿Cuántos watts produce un aerogenerador?

Eficiencia de un aerogenerador

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 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].

Potencia nominal del aerogenerador

Según la Administración de Información Energética de EE.UU., el hogar medio estadounidense consume 893 kilovatios-hora (kWh) de electricidad al mes. Según la base de datos de aerogeneradores de EE.UU., la capacidad media de los aerogeneradores que alcanzaron el funcionamiento comercial en 2020 es de 2,75 megavatios (MW). Con un factor de capacidad del 42% (es decir, la media de los aerogeneradores construidos recientemente en Estados Unidos, según la edición de 2021 del informe sobre el mercado eólico terrestre del Departamento de Energía de Estados Unidos), esa turbina media generaría más de 843.000 kWh al mes, suficiente para más de 940 hogares estadounidenses medios. Dicho de otro modo, la turbina eólica media que entrara en funcionamiento en 2020 generaría suficiente electricidad en sólo 46 minutos para abastecer a un hogar medio estadounidense durante un mes.

Para mantener nuestro nivel de vida, cada persona en Estados Unidos necesita más de 40.630 libras de minerales cada año: 10.765 libras de piedra 7.254 libras de arena y grava 685 libras de cemento 148 libras de arcilla 383 libras de sal 275 libras de mineral de hierro 168 libras de roca fosfórica 35 libras de ceniza de sosa 34 libras de aluminio 12 libras de cobre 11 libras de plomo 6 libras de zinc 5 libras de…

Vatios de la turbina eólica

La cantidad de electricidad que produce un aerogenerador depende de su capacidad nominal de potencia y de la fiabilidad de los vientos. En otras palabras, necesitan vientos constantes a la velocidad adecuada para crear la cantidad de energía para la que están construidos.

Por tanto, un aerogenerador convierte el viento en electricidad. Según la Administración de Información Energética de Estados Unidos (AIE), hay dos tipos básicos de turbinas eólicas: la turbina eólica de eje vertical (VAWT) y la turbina eólica de eje horizontal (HAWT).

Un aerogenerador produce energía convirtiendo la energía cinética en energía rotativa que luego producirá electricidad. Por ejemplo, en un aerogenerador de eje horizontal, sus palas, similares a las de un avión, captan el viento y giran.

La rotación de las palas del rotor hace girar la caja de engranajes del generador dentro de la góndola y crea electricidad. Más concretamente, las palas se conectan a un eje que gira a unas 30-60 rotaciones por minuto, según el modelo.

Ese eje se conecta entonces a una caja de cambios que aumenta esas rotaciones entre 30 y 100 veces, alcanzando una velocidad de rotación que genera electricidad. Cuanto más grandes sean las palas del rotor del aerogenerador, mayor será el par de rotación y la potencia generada.

Cuánta energía produce un aerogenerador

Se pueden encontrar aerogeneradores en las laderas de las montañas, cerca de las fábricas, encima de las casas e incluso en el océano. Los aerogeneradores son un recurso energético atractivo porque dependen de la naturaleza para producir energía y su coste de mantenimiento es bastante bajo, pero antes de comprar uno, hay que saber cómo calcular la producción de los aerogeneradores.

Los fabricantes miden la capacidad nominal de la máquina y la producción real que se puede esperar de ella para determinar cuánta energía eléctrica se produce en megavatios (MW). Un MW equivale a un millón de vatios. Si se calcula la potencia durante un periodo de tiempo, se mide en megavatios-hora (MWh) o kilovatios-hora (kWh). Un kW equivale a mil vatios. Si el aerogenerador produce una potencia de 1 MW en una hora, esto equivale a 1 MWh de energía producida.

Los aerogeneradores deben captar el viento de forma eficiente. Lo ideal es que los aerogeneradores conviertan en energía el 100% del viento que pasa, pero debido a la fricción, esto es poco probable en el mundo real. Puedes calcular el valor así: potencia = [(los aerogeneradores de aire d sólo tienen una eficiencia del 30-50% de intensidad) por (área de barrido de las palas) por (velocidad del viento al cubo)] dividido por 2.

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