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¿Qué tan grande es una turbina eólica?

marzo 17, 2022
¿Qué tan grande es una turbina eólica?

La mayor turbina eólica

En su nueva estrategia de bajas emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) hasta 2050, presentada a la Organización de las Naciones Unidas (ONU), el Ministerio de Transición Energética y Desarrollo Sostenible (MEM) de Marruecos propuso aumentar la proporción de capacidad renovable en el conjunto de la capacidad instalada de energía del país hasta el 80%.

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El aerogenerador SeaTitan™ de 10 MW diseñado por la empresa estadounidense de tecnologías energéticas AMSC es actualmente la mayor turbina eólica del mundo. La turbina de accionamiento directo, con un diámetro de rotor de 190 m, tiene una potencia nominal de 10 MW y una altura de buje de 125 m.

AMSC comenzó a desarrollar la turbina en 2010 y completó el diseño en 2012. El generador de la turbina eólica ha sido probado por la Marina de los Estados Unidos en duras condiciones en alta mar. AMSC está negociando con posibles socios para construir y comercializar los aerogeneradores SeaTitan de 10 MW.

Producción de aerogeneradores

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…

Generador eólico

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 unos 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 (330 pies) en 2016 a unos 150 metros (500 pies), es decir, la altura del Monumento a Washington, en 2035.

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 contaban con 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.

Longitud de las palas del aerogenerador

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.

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