¿Qué es un aerogenerador? La energía del viento es aprovechada por enormes dispositivos llamados aerogeneradores. El aerogenerador funciona aprovechando la energía cinética del viento, convirtiéndola en energía mecánica y posteriormente en energía eléctrica.
Existen diversos factores a tomar en cuenta para la implementación de un aerogenerador, sin embargo, se podría decir que los más importantes son la densidad y velocidad del viento. La densidad influye de manera directa la energía cinética de cualquier cuerpo. Es decir, mientras mayor sea la densidad del aire, mayor será su peso y, por lo tanto, la cantidad de energía que puede captar la turbina.
La energía eólica y su relación con el viento
Cuanto mayor sea la velocidad del viento en la zona, mayor será la cantidad de energía que puede ser aprovechada por el generador. La velocidad del viento puede ser afectada por factores como la geografía del terreno o la presencia de obstáculos, motivos por los cuales muchos generadores llegan a ser increíblemente altos o incluso construidos en el mar.
Esto, buscando que a mayor altura, la presencia de obstáculos que modifiquen la velocidad del viento sea casi nula, y lo mismo aplica cuando esto se construyen a mitad del mar. Dependiendo de las características de cada aerogenerador, estos pueden operar con vientos de velocidades de entre 11 km/h y hasta 90 km/h. Cabe mencionar que cuando hay vientos de mayores velocidades es común apagarlos hasta que se calmen un poco las cosas, ya que no todos los aerogeneradores soportan funcionar a velocidades tan altas.
Existen diversos tipos de aerogeneradores, el más utilizado la turbina de eje horizontal. Este tipo de aerogenerador se ha establecido como el más utilizado debido a su alta eficiencia, confiabilidad y capacidad para adaptarse a diversas potencias.
Principales partes de los aerogeneradores
Las principales partes de estos son el buje, las palas, la góndola y la torre. Para la generación de energía eléctrica se aprovecha la fuerza del viento para hacer girar las palas del aerogenerador para que esto sea posible, las palas se fabrican con materiales ligeros y resistentes comúnmente fibra de vidrio.
La espalda al estar conectadas al buje, hacen que este también gira a la misma velocidad. Este movimiento de rotación se transmite al interior de la góndola a través de un eje de baja velocidad. Como el nombre de esta pieza indica, la velocidad a la que el viento hace girar las palas sigue siendo demasiado lenta como para generar energía eléctrica. Razón por la cual dentro de la góndola, este movimiento se transmite a una caja multiplicadora, la cual aumenta la velocidad de rotación hasta 100 veces y la transmite mediante otro eje llamado eje rápido a un generador.
De esta forma, el generador utiliza una energía cinética mucho mayor a la que proporciona el viento para generar una cantidad considerable de energía eléctrica. Por último, la energía generada pasa a través de un transformador, el cual eleva su tensión y la deja lista para inyectarse a la red eléctrica y ser utilizada.
Algunos aerogeneradores también cuentan con veletas acopladas a la góndola, lo cual les permite detectar la dirección del viento en todo momento. De este modo, ajustar su orientación para captar lo mejor, manteniendo siempre el mayor rendimiento posible.
Existen diversos tipos de aerogeneradores y estos se pueden clasificar de muchas formas de acuerdo con sus características de los ejes, ya sea vertical o horizontal.
Aerogeneradores según su orientación
Los aerogeneradores de eje vertical, poseen un eje de rotación en dirección perpendicular al suelo. Estos no requieren de orientación, ya que son capaces de captar la energía del viento desde cualquier dirección. Sin embargo, son menos eficaces y muchas veces requieren de un empuje externo para iniciar sus operaciones.
Respecto a los aerogeneradores de eje horizontal, estos son los más utilizados y su eje de rotación se encuentra paralelo al suelo. Sin embargo, existen diversas formas de clasificar los aerogeneradores de eje horizontal de acuerdo con sus características.
Algunas de estas clasificaciones son las siguientes. Según su emplazamiento, esta categoría se refiere a la ubicación en la que se coloca el aerogenerador, es decir terrestres, y se instala en tierra firme o marino si se instala en alta mar.
Según su potencia. La potencia hace referencia a la cantidad de energía que son capaces de producir los aerogeneradores. En este caso existen de media y alta potencia. Se dice que un generadores de media potencia cuando es capaz de producir aproximadamente 150 kilowatts de energía. En caso de tener una mayor capacidad de generación, se dice que el aerogeneradores de alta potencia, y esto es comúnmente, son utilizados para la producción de energía eléctrica a escala comercial.
Según su número de palas. El nombre de esta categoría es bastante explicativo, se puede colocar un distinto número de palas en cada aerogenerador, lo cual afectará su eficiencia y los costes de su producción. Algunos ejemplos de esto son aerogeneradores, mono, pala o de una pala.
Estos requieren de una alta velocidad de giro para la producción de energía eléctrica, lo cual provoca esfuerzos muy variables que acortan la vida útil de la instalación.
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Otros aerogeneradores ¿Qué es un aerogenerador?
Aerogeneradores Bisbal, es decir, de 2 palas. No son comunes este tipo de aerogeneradores, ya que el hecho de tener un número par de palas puede dar problemas de estabilidad a la turbina en una estructura rígida.
Aerogeneradores tripa, la de 3 palas. Estos se han establecido como los mejores, razón por la cual son los más utilizados.
Aerogeneradores multi palas de cuatro o más palas. Estos conservan algunas similitudes con los antiguos molinos del río y son especialmente útiles para lugares con vientos y mucha fuerza.
También se pueden clasificar según la orientación de su rotor. Se le llama rotor a la sección del Aerogenerador compuesta por el buje y las palas. Su orientación puede ser a barlovento o sotavento, y generalmente se orienta hacia barlovento, lo cual ayuda a reducir cargas de fatiga en el Aerogenerador.
Según su tecnología de control draw. Por último, los aerogeneradores pueden clasificarse de acuerdo con la velocidad a la que gira el rotor. Estas categorías son velocidad fija y velocidad variable. En los de velocidad fija la velocidad de giro del Rotor permanece constante sin importar la velocidad del viento. Así mismo, se determina desde el diseño del aerogenerador.
Por otro lado, los de velocidad variable están diseñados para siempre alcanzar la máxima eficiencia posible para un amplio rango de velocidades del viento, motivo por el cual son los más utilizados, ya que esto significa una mayor potencia.
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