¿Sabes lo que es una turbina eólica? Estas instalaciones están muy popularizadas en la actualidad y brindan ventajas impresionantes, por lo que desde Energía Evoluciona vamos a contarte todos los detalles.
¡No te pierdas los secretos de este aparato diseñado para aprovechar la energía eólica!
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¿Qué es una turbina eólica y para qué sirve?
Una turbina eólica es una máquina que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica mediante un proceso de conversión.
Su diseño consiste en un rotor con palas (o aspas) que gira alrededor de un eje horizontal o vertical. A medida que el viento desplaza las palas, el rotor gira y la energía cinética se transfiere a un generador que lleva a cabo la transformación de la energía.
Estos aparatos suelen utilizarse para generar electricidad a partir de una fuente renovable y limpia, es decir, que carece de emisiones de gases de efecto invernadero.
Los lugares donde habitualmente se encuentran instaladas son aquellos donde el viento es constante y fuerte, como en las costas, en grandes praderas o en la cima de montañas.
Además, gracias a su capacidad de aprovechar el viento incluso en zonas apartadas, sirven para suministrar energía a áreas remotas que no tienen acceso a la red eléctrica convencional.
En los casos donde la corriente de aire sea inconstante, esta tecnología puede combinarse con otras fuentes de energía renovable, como la energía solar, para proporcionar energía constante y fiable.
¿Cuántos tipos de turbinas eólicas existen?
Como es de esperar, existen varios tipos de turbinas eólicas, y se pueden clasificar según diferentes criterios. Algunos de los criterios comunes incluyen el eje de rotación, la orientación del rotor y la disposición de las palas.
A continuación, te describimos algunos de los tipos más frecuentes de turbinas eólicas.
Turbinas eólicas con palas y eje horizontal
Las turbinas eólicas con palas y eje horizontal son más conocidas por todo el mundo. Poseen un rotor con tres palas que gira alrededor de un eje horizontal y se instalan en lugares donde hay vientos constantes y fuertes.
El funcionamiento es exactamente igual que el proceso que explicamos al principio, pues se las considera la base del resto.
Las aspas de estas turbinas pueden variar en tamaño y forma según el modelo, y generalmente están hechas de materiales ligeros y resistentes, como la fibra de vidrio o la fibra de carbono.
Los modelos más grandes pueden llegar a tener palas de más de 60 metros de largo, con una potencia de megavatios muy elevada.
Turbinas eólicas con palas y eje vertical
Las turbinas eólicas con palas y eje vertical son una alternativa a las anteriores. Como su propio nombre indica, el rotor con palas gira alrededor de un eje vertical.
Con este cambio en el diseño, son más adecuadas en ciertas situaciones, como en áreas urbanas o en terrenos montañosos, donde los vientos son variables y cambian de dirección con frecuencia.
Esto es debido a que pueden capturar el viento desde cualquier dirección y no necesitan ajustarse a la dirección de la que proviene.
Las palas de estas turbinas se encuentran en forma de hélice y generalmente están dispuestas en una configuración en forma de S, permitiéndoles aprovechar mejor el viento en lugares con turbulencias o corrientes extremas.
Además, son más compactas y silenciosas que las turbinas con eje horizontal.
Aunque no todo es positivo, pues su eficiencia energética es menor en comparación con las turbinas con eje horizontal, dado que las palas no están expuestas al mismo flujo de viento y, por tanto, no generan la misma cantidad. Incluso requieren una mayor velocidad del viento para empezar a girar.
Turbinas eólicas sin palas
Las turbinas eólicas sin palas, también conocidas como de vórtice, son una alternativa relativamente nueva a las turbinas eólicas convencionales con palas.
En lugar de servirse de las aspas para capturar la energía cinética del viento, aprovechan el efecto de vórtice generado por cilindros o postes verticales para generar electricidad.
Tienen un diseño más compacto y simple que las convencionales, lo que se traduce en menos gasto de espacio y ser más fáciles de instalar (y mantener). Por si fuera poco, reduce impacto visual y producen menos ruido.
El fenómeno de Karman es el que le da sentido a su funcionamiento; pues es la vibración que se produce en los objetos cuando se expone a un flujo de aire constante.
Los cilindros o postes verticales que forman la estructura de la turbina están pensados para generar un flujo de aire en forma de vórtice alrededor de ellos.
Este flujo de aire en vórtice produce vibraciones que se convierten en energía eléctrica a través de un generador ubicado en la base de la turbina.
¿Cuánto produce una turbina eólica?
Antes de determinar una cantidad, hay que tener en cuenta que la energía que produce depende de varios factores, como la velocidad del viento, el tamaño de la turbina, la altura del rotor y la densidad del aire.
En general, cuanto mayor sea la velocidad del viento, mayor será la cantidad de energía que produce la turbina.
El rendimiento también es una razón de peso a la hora de calcular su capacidad para convertir la energía del viento en energía eléctrica utilizable.
Dicha eficiencia puede variar entre el 30% y el 50%, dependiendo de algunos datos extra; diseño de la turbina, calidad de los componentes o la ubicación de la instalación
En promedio, una turbina eólica moderna de tamaño medio (por ejemplo, una turbina de 2 MW) puede generar alrededor de 5 a 6 millones de kilovatios-hora (kWh) de electricidad al año, lo que es suficiente para alimentar aproximadamente 1,500 hogares.
Las turbinas eólicas más grandes y modernas, como las turbinas offshore de 8 MW o más, pueden generar aún más energía.