Turbina eólica para niños
Una turbina eólica o turbina de viento es una turbina accionada por la energía eólica. Se trata de una turbomáquina motora que intercambia cantidad de movimiento con el viento, haciendo girar un rotor. La energía mecánica del eje del rotor puede ser aprovechada para diversas aplicaciones como moler, en el caso de los molinos de viento; bombear agua, en el caso de las aerobombas; o para la generación de energía eléctrica, en los aerogeneradores.
Cientos de miles de turbinas grandes, en instalaciones conocidas como parques eólicos, ahora generan más de 650 gigavatios de energía, con 60 GW agregados cada año. Las turbinas eólicas son una fuente cada vez más importante de energía renovable intermitente y se utilizan en muchos países para reducir los costos de energía y reducir la dependencia de los combustibles fósiles. Un estudio de 2009 afirmó que, la eólica tuvo las "emisiones relativas más bajas de gases de efecto invernadero, la menor demanda de consumo de agua y los impactos sociales más favorables" en comparación con las fuentes de energía fotovoltaica, hidroeléctrica, geotérmica, carbón y gas.
Las turbinas eólicas se clasifican, según la orientación del eje del rotor, en verticales y horizontales.
Contenido
Turbinas de eje vertical
Tipos
Savonius
Las turbinas Savonius son un tipo de turbinas de eje vertical usadas para convertir el poder del viento en torsión sobre un eje rotatorio. Fueron inventadas por el ingeniero finlandés Sigurd J. Savonius en 1922.
Puede arrancar con poco viento, siendo muy sencilla su fabricación; tiene una velocidad de giro pequeña y su rendimiento es relativamente bajo.
Darrieus
Debe su nombre al ingeniero francés Georges Darrieus, quien patentó el diseño en 1931. Requiere vientos de 4 a 5 m/s, manteniendo grandes velocidades de giro y un buen rendimiento.
Está constituida por 2-4 palas de perfil biconvexo unidas la una con la otra produciendo el giro del eje al que están unidas.
Ventajas de las turbinas verticales
- No se necesita una torre de estructura poderosa.
- Como las palas del rotor son verticales no se necesita orientación al viento, y funcionan aun cuando este cambia de dirección rápidamente.
- Pueden ser ubicadas cerca del suelo, haciendo fácil el mantenimiento de las partes.
- Pueden tomar ventaja de aquellas irregularidades del terreno que incrementan la velocidad del viento.
- Necesitan una menor velocidad del viento para empezar a girar.
- Son menos propensas a romperse con vientos fuertes.
- Son fácilmente evitadas por los pájaros.
Desventajas
- La mayoría de las turbinas verticales producen energía al 50% de la eficiencia de las turbinas horizontales.
- No toman ventaja de los vientos fuertes de mayor altura.
Turbinas de eje horizontal
Tipos
Molino de viento
Los molinos de viento son estructuras bajas, generalmente de cuatro aspas, que se construyeron en Europa a partir del siglo XII. Quizá sean los más famosos y conocidos, entre ellos y gracias a Don Quijote, los de La Mancha, pero los había por todas partes aunque muy especialmente en España, donde las corrientes de los ríos no eran tan importantes como en otros países europeos.
Aerogenerador
Las turbinas eólicas modernas, conocidas también como aerogeneradores tienen su origen en Dinamarca en la década de 1980. Hoy en día la industria eólica utiliza generadores con rotores de hasta 149 metros de diámetro fabricados con alta tecnología.
Son usadas en parques eólicos para la producción comercial de electricidad.
La gran mayoría tiene tres palas, están pintadas de un tono claro, tienen una eficiencia alta y están controladas por computadora.
- Componentes
Las turbinas eólicas modernas o aerogeneradores tienen una serie de componentes:
- rotor: contiene las aspas o palas.
- barquilla: es una especie de caja que se conecta al rotor y dentro de ella está la caja de engranajes y generador. En algunos modelos de turbinas eólicas de grandes dimensiones incluso puede aterrizar un helicóptero.
- caja de engranajes: se encarga de multiplicar la rotación del rotor para que el generador reciba el número de revoluciones por minuto suficientes para poder transformar energía eólica en eléctrica. Existen sistemas de aerogeneradores que utilizan otras tecnologías en lugar de caja de engranajes
- generador eléctrico: contiene una serie de imanes y bobinas que al rotar generarán energía eléctrica.
- torre del aerogenerador: estructura de soporte, sostiene a la góndola y al rotor. Su interior se usa también para poder subir a la turbina y llevar el cableado. La torre tiene un motor que permite que la turbina pueda girar en direcciones de viento favorable.
Ventajas de las turbinas horizontales
Se usan para generar grandes potencias, según su altura.
Desventajas
- Las turbinas horizontales tienen problemas para funcionar cerca del suelo, debido a las turbulencias.
- Las torres altas y las palas largas son difíciles de transportar. El transporte puede costar un 20% del costo de equipamiento.
- Las turbinas altas son difíciles de instalar y necesitan grúas poderosas y operadores hábiles.
- Las turbinas altas pueden afectar los radares de los aeropuertos.
- Presentan impacto visual en el entorno, y con frecuencia suscitan reclamaciones por afeamiento del paisaje.
- Exigen un control cuidadoso, de lo contrario, son propensas a la fatiga de material y los daños estructurales.
- Tienen que orientarse hacia el viento.
Véase también
En inglés: Wind turbine Facts for Kids
- Turbina
- Energía eólica
- Aerogenerador
- Molino de viento
- Aerobomba
Para más información
- Tony Burton, David Sharpe, Nick Jenkins, Ervin Bossanyi: Wind Energy Handbook, John Wiley & Sons, 2nd edition (2011), ISBN 978-0-470-69975-1
- Darrell, Dodge, Early History Through 1875 , TeloNet Web Development, Copyright 1996–2001
- Ersen Erdem, Wind Turbine Industrial Applications
- Robert Gasch, Jochen Twele (ed.), Wind power plants. Fundamentals, design, construction and operation, Springer 2012 ISBN 978-3-642-22937-4.
