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¿Qué altura tiene una turbina eólica?

marzo 17, 2022
¿Qué altura tiene una turbina eólica?

Eficiencia de un aerogenerador

Existen varias guías de compra para ayudar a los consumidores a adquirir un sistema eólico. Se puede considerar el uso de la guía de compra anual de la revista HomePower. Hasta que los datos del Consejo de Certificación de Energía Eólica Pequeña sean más sólidos, ésta es una de las pocas fuentes que ofrecen comparaciones de aerogeneradores en paralelo.

Algunos expertos consideran que el uso de los factores de capacidad para hablar de las instalaciones eólicas pequeñas no es apropiado. (Gipe, 2006). Sin embargo, muchos consumidores descubren que el fabricante o el instalador citan los factores de capacidad durante el proceso de venta. En su lugar, debería pedir cálculos de la producción anual de energía. El factor de capacidad es una relación entre la producción real de la turbina y la cantidad de producción que podría tener si funcionara a pleno rendimiento el 100% del tiempo. Hay varias razones por las que esta medida no es útil. Sin embargo, si le citan un factor de capacidad, tenga en cuenta que los factores de capacidad de la pequeña eólica oscilan entre el 9% y el 22%. Una cifra más alta es mejor, pero los factores de capacidad superiores al 22% no son realistas para la pequeña eólica. Los factores de capacidad del 30 al 45 por ciento o más son típicos de las máquinas comerciales de 1,5 a 2,5 megavatios, pero no son posibles para las turbinas eólicas pequeñas.

Cuánto mide la pala de un aerogenerador

La altura del buje de un aerogenerador es la distancia desde el suelo hasta el centro del rotor de la turbina. La altura del buje de los aerogeneradores terrestres ha aumentado un 59% desde 1998-1999, hasta alcanzar los 90 metros en 2020. Eso es casi tan alto como la Estatua de la Libertad. Se prevé que la altura media del buje de las turbinas marinas en Estados Unidos aumente aún más: de 100 metros en 2016 a unos 150 metros en 2035, es decir, la altura del monumento a Washington.

El diámetro del rotor de una turbina, o la anchura del círculo barrido por las palas giratorias (los círculos punteados de la segunda ilustración), también ha crecido con los años. En 2010, ninguna turbina en Estados Unidos empleaba rotores de 115 metros (380 pies) de diámetro o más. En 2020, el 91% de las nuevas turbinas instaladas tenían este tipo de rotores. El diámetro medio del rotor en 2020 era de unos 125 metros (410 pies), más largo que un campo de fútbol.

Los diámetros de rotor más grandes permiten a los aerogeneradores barrer más superficie, capturar más viento y producir más electricidad. Una turbina con palas más largas podrá captar más viento que las palas más cortas, incluso en zonas con relativamente menos viento. La capacidad de captar más viento a menor velocidad puede aumentar el número de zonas disponibles para el desarrollo eólico en todo el país. Debido a esta tendencia, las áreas de barrido del rotor han crecido un 570% desde 1998-1999.

Generador eólico

El transporte de elementos tan grandes y de las grúas necesarias para montarlos suele plantear problemas en las zonas remotas donde suelen construirse. Hay que ensanchar las carreteras, enderezar las curvas y, en las zonas salvajes, construir caminos nuevos.

La torre de acero se ancla en una plataforma de más de mil toneladas de hormigón y barras de refuerzo de acero, de 30 a 50 pies de ancho y de 6 a 30 pies de profundidad. En ocasiones, se introducen pozos más profundos para ayudar a anclarla. Las cimas de las montañas deben ser voladas para crear un área nivelada de al menos 3 acres. La plataforma es fundamental para estabilizar el inmenso peso del conjunto de la turbina.

En el modelo de 1,5 megavatios de GE, sólo la góndola pesa más de 56 toneladas, el conjunto de palas pesa más de 36 toneladas y la propia torre pesa unas 71 toneladas, lo que supone un peso total de 164 toneladas. Los pesos correspondientes del Vestas V90 son 75, 40 y 152, un total de 267 toneladas; y los del Gamesa G87 72, 42 y 220, un total de 334 toneladas.

La caja de engranajes -que transforma el lento giro de las palas en una mayor velocidad del rotor- y el generador son enormes piezas de maquinaria alojadas en un contenedor del tamaño de un autobús, llamado góndola, en la parte superior de la torre. Las palas están unidas al buje del rotor en un extremo de la góndola. Algunas góndolas incluyen una plataforma de aterrizaje para helicópteros.

Aerogeneradores Ge

El segundo consiste en elevar las palas hacia la atmósfera, donde el viento sopla con mayor intensidad. Esto aumenta el «factor de capacidad» de la turbina, es decir, la cantidad de energía que realmente produce en relación con su potencial total (o más coloquialmente: la frecuencia con la que funciona).

La historia del desarrollo de la energía eólica ha sido la historia de la ingeniería de turbinas cada vez más altas con palas cada vez más grandes. Es un asunto complicado y delicado. Las cosas altas y delgadas, colocadas en vientos fuertes, tienden a doblarse y flexionarse. Cuando las palas largas de las turbinas se doblan, pueden chocar contra la torre o el buje, como le ocurrió a este sistema danés en 2008 después de que le fallara el «freno» y quedara fuera de control:

Así que el tercer reto de la ingeniería es encontrar diseños y materiales que puedan soportar las tensiones que conllevan la altura y los vientos más fuertes. Esas tensiones son bastante intensas: mira este vídeo en el que los ingenieros prueban una enorme pala de turbina tirando de ella de un lado a otro con «el peso de aproximadamente 16 elefantes africanos».

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