¿Cuánto miden las hélices eólicas?

¿Cuánto miden las hélices eólicas? 2022

Cuando un agricultor le dice cuánta tierra cultiva, suele indicar una superficie en hectáreas o acres. Con un aerogenerador ocurre prácticamente lo mismo, aunque en la agricultura eólica cultivamos una superficie vertical en lugar de horizontal.

La imagen da una idea del tamaño normal de los rotores de los aerogeneradores: Una turbina típica con un generador eléctrico de 600 kW suele tener un rotor de unos 44 metros de diámetro. Si se duplica el diámetro del rotor, se obtiene una superficie cuatro veces mayor (dos al cuadrado). Esto significa que también se obtiene cuatro veces más potencia del rotor.

a las condiciones locales del viento: Un generador más grande, por supuesto, necesita más potencia (es decir, vientos fuertes) para girar. Por tanto, si se instala un aerogenerador en una zona con poco viento, se maximizará la producción anual utilizando un generador bastante pequeño para un tamaño de rotor determinado (o un tamaño de rotor mayor para un generador determinado). Para una máquina de 600 kW, los diámetros de rotor pueden variar entre 39 y 48 m. La razón por la que se puede obtener más producción de un generador relativamente más pequeño en una zona con poco viento es que la turbina funcionará más horas al año.

Aerogenerador de eje horizontal

En términos sencillos, las turbinas eólicas producen electricidad utilizando la energía cinética o en movimiento del viento para crear movimiento. La fuerza del viento hace girar las palas de la turbina, que a su vez hacen girar un eje de transmisión. Esto es posible gracias al diseño aerodinámico especial de las palas, que hace que la velocidad del viento que sale de la turbina sea menor que la velocidad del viento que se acerca a ella, creando un efecto de giro. Este movimiento giratorio del eje de transmisión, alimentado a través de una caja de engranajes, proporciona el movimiento necesario para que una unidad de generación produzca electricidad utilizando el movimiento para crear un campo magnético y generar una corriente eléctrica.

La cantidad de electricidad que es capaz de producir una sola turbina depende de su tamaño, de la velocidad del viento y de la eficacia con la que esa turbina eólica específicamente diseñada es capaz de convertir la energía eólica en energía eléctrica. En la actualidad, la mayor turbina eólica fabricada tiene una capacidad de 6 MW. Con un factor de carga del 31%, puede producir unos 16.300 MWh al año (6 MW*8760*0,31). Por término medio, esto basta para abastecer las necesidades eléctricas de unos 2.700 hogares al año (16.300/5,93) y satisfaría las necesidades energéticas totales de 607 hogares al año.

Aerogenerador

Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Cientos de miles de grandes turbinas, en instalaciones conocidas como parques eólicos, generan en la actualidad más de 650 gigavatios de potencia, a los que se añaden 60 GW cada año[1]. Los aerogeneradores son una fuente cada vez más importante de energía renovable intermitente, y se utilizan en muchos países para abaratar los costes energéticos y reducir la dependencia de los combustibles fósiles. Un estudio afirmaba que, en 2009,[update] la eólica tenía las “menores emisiones relativas de gases de efecto invernadero, las menores demandas de consumo de agua y los impactos sociales más favorables” en comparación con las fuentes de energía fotovoltaica, hidráulica, geotérmica, de carbón y de gas[2].

Las turbinas eólicas más pequeñas se utilizan para aplicaciones como la carga de baterías para la energía auxiliar de barcos o caravanas, y para alimentar señales de advertencia de tráfico. Las turbinas más grandes pueden contribuir al suministro eléctrico doméstico y vender la energía no utilizada a la compañía eléctrica a través de la red.

La rueda de viento de Héroe de Alejandría (10 d.C.-70 d.C.) es uno de los primeros ejemplos documentados de máquinas movidas por el viento[3][4], pero las primeras centrales eólicas prácticas conocidas se construyeron en Sistán, provincia oriental de Persia (actual Irán), en el siglo VII. Estos “Panemone” eran molinos de viento de eje vertical, que tenían largos ejes de transmisión verticales con aspas rectangulares[5]. Formados por entre seis y doce velas cubiertas de estera de junco o material de tela, estos molinos se utilizaban para moler grano o extraer agua, y se empleaban en las industrias molinera y de la caña de azúcar[6].

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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 66% desde 1998-1999, hasta alcanzar los 94 metros en 2021. 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, aproximadamente 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 de Estados Unidos empleaba rotores de 115 metros de diámetro o más. En 2021, el diámetro medio del rotor era de 127,5 metros, más largo que un campo de fútbol.

Los rotores de mayor diámetro permiten a los aerogeneradores barrer más superficie, captar 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 velocidades más bajas puede aumentar el número de zonas disponibles para el desarrollo eólico en todo el país. Debido a esta tendencia, las superficies barridas por los rotores han crecido alrededor de un 600% desde 1998-1999.