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¿Que genera aerogeneradores?

marzo 16, 2022
¿Que genera aerogeneradores?

Pequeño aerogenerador

Las turbinas eólicas 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 turbinas eólicas de eje horizontal en 1891 y una turbina eólica de 22,8 metros comenzó a funcionar en 1897.

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.

Funcionamiento del aerogenerador

Hay varios tipos de generadores que pueden acoplarse a las pequeñas turbinas eólicas: sobre todo los de corriente continua o alterna y los síncronos o asíncronos que funcionan con imanes permanentes o con excitación de campo eléctrico, respectivamente. La elección depende de varios factores, como la aplicación (autónomo o conectado a la red), el tipo de carga, la posibilidad de fabricación, la potencia nominal, la velocidad de la turbina y el coste. No obstante, todas estas máquinas eléctricas son dispositivos electromecánicos que funcionan según la ley de Faraday de la inducción electromagnética.

Como se explica en la precuela de este artículo, la parte giratoria de un generador contiene algún tipo de componente que crea un campo magnético. Por lo tanto, constituye polos giratorios. Hay dos tipos de componentes que pueden cumplir esta tarea.

Para una configuración muy básica del generador, hemos aprendido en la precuela de este artículo que la potencia producida será electricidad de CA. La parte que permite que una dinamo produzca energía de CC sin rediseñar completamente el concepto se llama conmutador. En su forma más simple, es básicamente un interruptor fijo que se conecta y desconecta a los dos contactos finales diferentes del circuito de potencia del generador a medida que el eje gira. Esto permite que el conmutador cambie constantemente la polaridad de la corriente de salida para que, al final, la salida sea siempre de la misma polaridad.

La energía eólica en el mundo

La energía eólica es la generación de electricidad a partir del viento. La energía eólica aprovecha el flujo de energía primaria de la atmósfera generado por el calentamiento desigual de la superficie de la Tierra por el Sol. Por tanto, la energía eólica es una forma indirecta de aprovechar la energía solar. La energía eólica se convierte en energía eléctrica mediante turbinas eólicas[2].

Varios factores diferentes influyen en el recurso eólico potencial de una zona. Los tres principales factores que influyen en la producción de energía son: la velocidad del viento, la densidad del aire y el radio de las palas[3] Los aerogeneradores tienen que estar en zonas con mucho viento de forma regular, lo que es más importante que tener vientos fuertes ocasionales.

La velocidad del viento determina en gran medida la cantidad de electricidad generada por una turbina. Una mayor velocidad del viento genera más energía porque los vientos más fuertes permiten que las palas giren más rápido[3] Una rotación más rápida se traduce en más potencia mecánica y más energía eléctrica del generador. En la figura 2 se muestra la relación entre la velocidad del viento y la potencia de una turbina eólica típica.

Ventajas y desventajas de la energía eólica

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.

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