Para poder convertir la energía eólica, es decir, la energía que proviene del viento; en energía eléctrica es necesario contar con por lo menos una turbina eólica.
Descubre en este artículo qué es una turbina eólica, cuáles son los elementos o piezas que la conforman, cómo funciona y qué tipos existen.
Pero antes de hablar de esto repasemos qué es la energía eólica.
Qué es la energía eólica
Se conoce como energía eólica a aquella que se obtiene del viento y que se aprovecha gracias a aerogeneradores o turbinas eólicas.
Estos aparatos capturan con sus aspas la energía cinética del viento, producen con ella energía mecánica y tras un proceso de transformación generan energía eléctrica que es distribuida al área beneficiada a través de un cableado.
La energía eólica se caracteriza por ser inagotable y renovable, limpia, completamente natural, y por no emitir ningún tipo de contaminante que ponga en peligro la salud del ser humano, animales, plantas ni de las condiciones del planeta.
Por estas razones, últimamente está en boca de todos y cada vez son las más los que quieren unirse a su uso.
Qué es una turbina eólica
La turbina eólica es un aparato mecánico que convierte la fuerza del viento en electricidad.
Estas turbinas eólicas se han inventado y diseñado para mediante el movimiento de un eje transformen la energía cinética del viento en energía mecánica.
Elementos de una turbina eólica
Los elementos principales de una turbina eólica son los siguientes:
- Torre de contención: soporta la góndola y el rotor. Permite capturar el viento a su mayor velocidad. Está diseñada para ser alta, en lo posible entre 40 a 100 metros.
- Sistema de orientación: vigila la dirección del viento y orienta el rotor.
- Góndola: agrupa los elementos mecánicos clave del aerogenerador.
- Generador: transforma la energía mecánica en energía eléctrica. Luego la electricidad se transfiere mediante el cableado.
- Anemómetro: mide la velocidad del viento.
- Veleta: determina la dirección del viento.
- Eje de baja velocidad: conecta el buje al multiplicador para transmitir la energía captada por las palas.
- Eje de alta velocidad: activa el funcionamiento del generador eléctrico.
- Palas: capturan la energía cinética del viento.
- Buje: une las palas con el sistema de rotación.
- Rotor: transforma la energía del viento en energía mecánica.
- Multiplicador: aumenta la velocidad a la que gira el eje del rotor.
- Controlador electrónico: monitoriza las condiciones del aerogenerador y controla el mecanismo de orientación.
- Caja de engranajes: Se utiliza dentro de la turbina para incrementar la frecuencia en la producción eléctrica.
- Turbinas: contienen generadores con una capacidad máxima de 600 kilovatios y 2 MW.
Funcionamiento de la turbina eólica
Utilizando la veleta y el anemómetro, el aerogenerador se orienta de manera automática para que pueda captar toda la energía del viento.
Las palas o aspas giran mientras el viento no exceda los 25m/s, si esto llega a pasar se desconecta el sistema de manera que no se produzcan daños en la estructura y los componentes internos del generador.
La energía cinética es transferida al generador y posteriormente la energía eléctrica ya obtenida se conduce hacia la parte inferior de la torre.
Desde ahí es conducida a la línea subterránea y a la subestación para ser distribuida en los hogares, granjas, hospitales, escuelas. En fin, a todo lo que esté conectado a la red.
Tipos de turbinas eólicas
Aunque todas las turbinas parecieran ser iguales, lo cierto es que no lo son, aquí tienes los tipos existentes:
De eje horizontal
Estamos ante la turbina eólica más usada, esto es gracias a que su eje de rotación está paralelo al suelo y aprovecha mejor el viento.
En esta categoría están incluidos los antiguos molinos de viento y los aerogeneradores.
De eje vertical
A diferencia de los anteriores, en estos el eje de rotación está en dirección perpendicular al suelo. Se caracterizan por reaccionar y adaptarse muy bien al cambio en la dirección del viento.
Aquí nos encontramos con las turbinas eólicas de tipo Savonious y de tipo Darrieus.
Tipo Savonious: Inventadas en 1922 por el ingeniero finés Sigurd J. Savonius, convierten el pod3r del viento en torsión.
No obstante, no son muy recomendadas porque su rendimiento y generación de energía son considerablemente bajas.
Tipo Darrieus: en 1931, Georges Darrieus, patentó el diseño de esta turbina eólica. A diferencia de la anterior tiene un mayor rendimiento porque posee dos o más paletas.
De media potencia
Las turbinas eólicas de media potencia son aquellas que producen unos 150Kw de energía.
De alta potencia
Por último tenemos a la turbina eólica de alta potencia, es decir, la que produce mucho más de 150Kw de energía (incluso gigavatios) que es empleada especialmente con fines comerciales.
Instalación de turbinas eólicas
Al momento de realizar una instalación de turbinas eólicas hay que tomar en consideración que hay que elegir una buena localización donde se puedan ubicar correctamente.
Las apreciaciones concretas de la velocidad del viento son criticas al momento de un estudio de factibilidad en cualquier localización.
Algo que va a determinar la vida de la turbina son las ráfagas de viento las cuales ejercen tensiones muy altas sobre el rotor. Por eso es que la mayoría de los parques eólicos están ubicados en zonas rurales donde ni los edificios, ni arboles no les sirvan de obstáculos.
Las condiciones del suelo y de la altura de las turbinas eólicas deben ser convenientes en todo caso. Para que se lleve a cabo de manera satisfactoria las fundaciones de las torres.
En cuestión de la altura de la torre debe ser exacta para que no le afecte la cantidad de potencia ni las tensiones sobre el rotor.
Y para la elección de la localización esta puede limitarse por regulaciones sobre la manera en que se usa la tierra y la capacidad de obtener los permisos necesarios por partes del gobierno y de las autoridades competentes de la zona.
