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¿Qué desventajas tienen los aerogeneradores de eje vertical?

marzo 17, 2022
¿Qué desventajas tienen los aerogeneradores de eje vertical?

El diseño de aerogenerador de eje vertical más eficiente

Las turbinas eólicas de eje horizontal, también abreviadas como HAWT, son el estilo común en el que la mayoría de nosotros pensamos cuando pensamos en una turbina eólica. Un HAWT tiene un diseño similar al de un molino de viento, tiene palas que parecen una hélice que giran sobre el eje horizontal.

Los aerogeneradores de eje horizontal tienen el eje del rotor principal y el generador eléctrico en la parte superior de una torre, y deben estar orientados hacia el viento. Las turbinas pequeñas se orientan mediante una simple veleta colocada en escuadra con el rotor (palas), mientras que las turbinas grandes suelen utilizar un sensor de viento acoplado a un servomotor para girar la turbina hacia el viento. La mayoría de las grandes turbinas eólicas tienen una caja de engranajes, que convierte la rotación lenta del rotor en una rotación más rápida, más adecuada para accionar un generador eléctrico.

Dado que una torre produce turbulencias detrás de ella, la turbina suele estar orientada a barlovento de la torre. Las palas de los aerogeneradores son rígidas para evitar que los vientos fuertes las empujen hacia la torre. Además, las palas se colocan a una distancia considerable delante de la torre y a veces se inclinan un poco hacia arriba.

Mejor vawt

Los aerogeneradores de eje vertical tienen 7 ventajas fundamentales que los hacen perfectos para la generación de energía a pequeña escala en regiones con viento inestable y zonas urbanas. Sin embargo, también tienen algunas desventajas. A lo largo de 5 años de investigación y desarrollo, también hemos encontrado y abordado ciertos problemas y mejoras de los aerogeneradores de eje vertical.

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Los aerogeneradores de eje vertical suelen tener una menor eficiencia de rotación. Debido al diseño del rotor, no todas las palas del rotor de eje vertical reciben el viento al mismo tiempo. De hecho, sólo las palas orientadas al viento son impulsadas por éste para girar, mientras que las demás simplemente las siguen. Durante la rotación, los rotores de eje vertical también se enfrentan a una mayor resistencia aerodinámica en las palas, especialmente en los aerogeneradores Savonius, ya que tienen superficies de pala más anchas.

La turbina eólica más eficiente

Este proyecto evaluó el rendimiento de una turbina eólica de eje vertical (VAWT) de pequeña escala conectada a la red, instalada en el campo de pruebas de turbinas eólicas de The Living City Campus (LCC) en Kortright, Vaughan, ON. La ventaja que se suele atribuir a los aerogeneradores de eje vertical sobre el diseño más popular de eje horizontal (HAWT) es que son capaces de aprovechar el viento de cualquier dirección sin necesidad de un mecanismo de guiñada. Dicho esto, también hay desventajas y éstas varían según los diferentes diseños de VAWT. Las VAWT de Darrieus utilizan la fuerza de sustentación para girar con alta velocidad y bajo par. Aunque su eficiencia es comparable a la de las HAWT, no son autoarrancables y requieren métodos adicionales de frenado por exceso de velocidad. Por otro lado, las VAWT de Savonius giran ahuecando el viento entrante, creando una fuerza de arrastre. Se trata de turbinas autoarrancadas y de baja velocidad, pero en general tienen poca eficiencia y suelen quedar relegadas a aplicaciones nicho que requieren un par elevado. La VAWT examinada en este estudio era un diseño híbrido Darrieus-Savonius de 700 W (denominado HiVAWT) que, según se afirma, tiene las propiedades de autoarranque de las turbinas Savonius al tiempo que mantiene los diseños Darrieus de mayor eficiencia.

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Turbina eólica vertical

En la actualidad, la energía eólica representa el 7% de la generación total de energía en Estados Unidos, y tiene un gran potencial de crecimiento. Pero cuando pensamos en cómo alimentar nuestro futuro, es importante considerar todos los aspectos de una fuente de energía.

El funcionamiento de las turbinas eólicas puede ser un poco complicado, pero esto es lo esencial: la energía cinética almacenada en el viento hace girar las palas de la turbina alrededor de un rotor. El rotor hace girar un generador dentro de la turbina, que es lo que crea la electricidad utilizable.

Es cierto que la fabricación, el transporte y la instalación de las turbinas eólicas liberan cierta contaminación. Sin embargo, no es ni mucho menos el nivel de emisiones que se produce al quemar combustibles fósiles.

El espacio entre cada turbina puede utilizarse para cosas como la agricultura, por lo que los parques eólicos son populares en las zonas rurales. Además, cada turbina tiene el potencial de producir mucha electricidad, suficiente para abastecer a unos 2.500 hogares.

Aunque los aerogeneradores tienen un coste inicial elevado, la energía que producen es barata. Esto se debe a varias razones, una de ellas es que no hay que pagar ningún combustible para las turbinas. El viento es gratis. Las turbinas también tienen unos costes de funcionamiento relativamente bajos una vez instaladas, y necesitan poco mantenimiento.

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