El diseño de aerogenerador pequeño más eficiente
Si hay un factor clave a la hora de generar energía a partir del viento, es el tipo de aerogenerador. La elección determina directamente la eficacia con la que un parque eólico convierte la energía cinética de las corrientes de viento en electricidad.
Hasta el último detalle de los parques eólicos que vemos a diario está diseñado para producir el máximo de energía: su ubicación, la fuerza media del viento, el tipo de turbina… Veamos, pues, con más detalle la importancia del aerogenerador elegido.
1. Aerogeneradores de palas y eje horizontal. Son los más comunes que podemos ver en la mayoría de los parques eólicos españoles. El eje de giro es paralelo al suelo, y tienen una gran altura de buje y un mecanismo de rotor que guía al aerogenerador para seguir los cambios de dirección del viento.
2. Aerogeneradores con palas y eje vertical. El eje de rotación es perpendicular al suelo. Los bordes no tienen que estar orientados hacia el viento y no necesitan mucha altura vertical para aprovechar su potencia. ¿La advertencia? Son menos eficientes.
¿Qué tipo de aerogenerador es más eficiente?
Aerogeneradores de palas y eje horizontal.
Los modelos habituales de aerogeneradores de eje horizontal utilizan tres palas, la solución más eficiente.
¿Qué turbina eólica es más eficiente, la vertical o la horizontal?
Los aerogeneradores de eje horizontal (HAWT) son la tecnología de captación eólica dominante porque tienen mayores índices de eficiencia [14]. Su principal ventaja es que las palas se mueven perpendicularmente al flujo del viento, por lo que pueden generar energía durante toda la rotación [14].
¿Cuál es el aerogenerador más eficiente para uso doméstico?
Kit generador eólico WINDMILL 1500 W
Más caro que muchos aerogeneradores, el Windmill 1500W es también uno de los kits de generador eólico más potentes y completos disponibles. Con una potencia nominal de 1.500 W y una velocidad de entrada del viento de 8 km/h, esta turbina puede empezar a generar energía incluso con condiciones de viento relativamente bajas.
Altura del aerogenerador
Aproximadamente el 2% de la energía solar que incide sobre la superficie terrestre se transforma en energía cinética en el viento. Los aerogeneradores convierten la energía cinética del viento en electricidad sin emisiones.1 La distribución de la energía eólica es heterogénea, tanto en la superficie de la Tierra como verticalmente a través de la atmósfera. En general, se considera comercialmente viable una velocidad media anual del viento de 6,5 m/s o superior a 80 m. Sin embargo, las nuevas tecnologías están ampliando los recursos eólicos disponibles para proyectos comerciales.3 En 2021, el 9,2% de la electricidad de EE.UU. se generó a partir de energía eólica, pero la capacidad eólica está aumentando rápidamente.4
Las políticas que apoyan la energía eólica y otras renovables pueden abordar las externalidades asociadas con la electricidad convencional, como los efectos sobre la salud de la contaminación, el daño ambiental de la extracción de recursos y el almacenamiento de residuos nucleares a largo plazo.
Tipos de aerogeneradores
Este artículo presenta la comparación de la eficiencia de varios aerogeneradores, incluidos los aerogeneradores de eje vertical habituales (Savonius y Darrieus) y los aerogeneradores de eje horizontal de tres palas típicos. Entre ellos, el aerogenerador Savonius es un aerogenerador de arrastre, y tanto el aerogenerador Darrieus como el aerogenerador de eje horizontal tripala son de tipo elevador. A continuación se muestra la tabla comparativa de eficiencia de varios aerogeneradores y vídeos relacionados. Si desea comprender qué son los aerogeneradores Savonius y Darrieus, consulte => Principios básicos y tipos de aerogeneradores de eje vertical.
En el gráfico de comparación de la eficiencia de los aerogeneradores, la ordenada es la eficiencia y la abscisa es el «Tip Speed Ratio», que es la relación entre la velocidad de la punta de la pala y la velocidad del viento. Cuando el valor es 1, la velocidad de las palas es igual a la del viento, un valor de 2 significa que la velocidad de las palas es el doble de la del viento, y así sucesivamente. El valor máximo teórico de la eficiencia de un aerogenerador se denomina Límite de Betz, y su valor es de aproximadamente 0,59.
Turbina eólica eficiente
Un estudio de investigadores de la Universidad Oxford Brookes ha descubierto que el diseño de turbinas eólicas verticales es considerablemente más eficiente que el formato tradicional en los parques eólicos a gran escala, y en una determinada disposición puede aumentar el rendimiento hasta en un 15%.
La investigación sugiere que la imagen ya conocida de los tradicionales aerogeneradores de hélice podría ser sustituida por la de parques eólicos con turbinas verticales más compactas y eficientes.
Los aerogeneradores de eje vertical (VAWT) giran alrededor de un eje vertical al suelo, como una veleta gigante, y presentan el comportamiento opuesto a las turbinas horizontales. Aunque en los últimos años se han experimentado y mejorado las turbinas verticales, aún no se utilizan a escala industrial como las horizontales.
Un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería, Informática y Matemáticas de Oxford Brookes realizó un estudio sobre las VAWT utilizando más de 11.500 horas de simulaciones por ordenador para demostrar que los parques eólicos pueden funcionar de forma más eficiente utilizando turbinas verticales. La investigación descubrió que las VAWT aumentan el rendimiento de las demás cuando se disponen en formaciones de rejilla; colocar las turbinas para maximizar la producción es fundamental para el diseño de parques eólicos.