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¿Qué es un aerogenerador y qué tipos existen?

marzo 18, 2022
¿Qué es un aerogenerador y qué tipos existen?

Altura de los 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 de mayor tamaño 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.

Parque eólico

Los aerogeneradores surgieron hace más de un siglo. Tras la invención del generador eléctrico en la década de 1830, los ingenieros empezaron a intentar aprovechar la energía del viento para producir electricidad. La generación de energía eólica tuvo lugar en el Reino Unido y Estados Unidos en 1887 y 1888, pero se considera que la energía eólica moderna se desarrolló por primera vez en Dinamarca, donde se construyeron aerogeneradores de eje horizontal en 1891 y una turbina eólica de 22,8 metros comenzó a funcionar en 1897.

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El viento se utiliza para producir electricidad utilizando la energía cinética creada por el aire en movimiento. Ésta se transforma en energía eléctrica mediante turbinas eólicas o sistemas de conversión de energía eólica. El viento golpea primero las palas de un aerogenerador, haciéndolas girar y haciendo girar la turbina conectada a ellas. Esto transforma la energía cinética en energía de rotación, moviendo un eje que está conectado a un generador, y produciendo así energía eléctrica a través del electromagnetismo.

La cantidad de energía que se puede cosechar del viento depende del tamaño de la turbina y de la longitud de sus palas. La producción es proporcional a las dimensiones del rotor y al cubo de la velocidad del viento. En teoría, cuando la velocidad del viento se duplica, el potencial de energía eólica se multiplica por ocho.

Peso del aerogenerador

Tipos de aerogeneradoresExisten dos tipos diferentes de aerogeneradores. Estos aerogeneradores suelen utilizarse para la microgeneración, lo que significa que pueden instalarse en una vivienda para generar electricidad. Ambos tipos de aerogeneradores tienen ventajas y desventajas.

Las turbinas eólicas de eje horizontal son las más utilizadas por su resistencia y eficiencia. La base de las torres tiene que ser extremadamente fuerte, lo que permite que el eje del rotor se instale en la parte superior de la torre, lo que permite que la turbina esté expuesta a vientos más fuertes. Al estar las palas de la turbina perpendiculares al viento, la rotación de las palas puede generar más energía en comparación con la turbina eólica de eje vertical. Sin embargo, la construcción de este tipo de turbina requiere un soporte pesado para que la torre soporte el peso de las palas, la caja de engranajes y el generador, así como la utilización de una grúa de tamaño considerable para elevar los componentes a la parte superior de la torre.

  ¿Cuánto terreno ocupa un aerogenerador?

En una situación en la que el viento sopla hacia abajo, la estructura de la turbina puede sufrir fatiga metálica, lo que podría provocar un fallo estructural. Esto se resuelve diseñando las turbinas con un diseño contra el viento. Los aerogeneradores de eje horizontal necesitan un control de guiñada adicional para seguir la dirección del viento y evitar que se dañe la turbina[3].

Turbina eólica vertical

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 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 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.

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