Funcionamiento y Clasificación de la Energía Eólica y Aeroturbinas

Introducción a la Energía Eólica

La energía eólica tiene como fuente el viento. Lo que se aprovecha es su energía cinética.

Origen del Viento

El viento se origina como consecuencia de los siguientes factores:

• La cantidad de sol: La radiación que incide sobre el aire, calentándolo, produce que este se eleve y origine que otras masas de aire ocupen su lugar, dando como resultado el viento.
• La rotación de la Tierra.
• Las condiciones atmosféricas: Factores climáticos de un lugar concreto.

Clasificación de Máquinas Eólicas

Aeroturbinas de Eje Horizontal

Son las más utilizadas debido a su desarrollo tecnológico y comercial avanzados. Para su funcionamiento, necesitan mantener su eje paralelo a la dirección del viento, a fin de que esta incida sobre las palas y haga girar el eje. Se clasifican en:

De potencias bajas o medias (hasta 50 kW)

El número de aspas suele ser alto. Se utilizan en el medio rural para bombear agua y como suministro complementario de la electricidad para viviendas. Funcionan a pleno rendimiento cuando la velocidad del viento es de 5 m/s y arrancan cuando esta es de 2 m/s.

De potencias altas (más de 50 kW)

Suelen tener dos o tres aspas de perfiles aerodinámicos. Necesitan vientos de unos 5 m/s para arrancar. El máximo rendimiento se suele alcanzar a 15 m/s. Las aeroturbinas de eje horizontal suelen agruparse formando parques eólicos.

Aeroturbinas de Eje Vertical

Su desarrollo tecnológico está menos avanzado que las de eje horizontal y su uso es bastante escaso. No necesitan dispositivos de orientación y ofrecen menos problemas de resistencia y vibraciones estructurales. Se amarran con cables. Las aeroturbinas más usadas son:

• Aeroturbina Darrieus: Está constituida por dos palas de perfil biconvexo unidas la una con la otra, produciendo el giro del eje al que están unidas.
• Aeroturbina Savonius: Se compone de dos semicilindros iguales colocados de forma opuesta. El viento, al actuar sobre la superficie del cilindro, produce el giro del eje.

Cálculo de la Potencia Eólica

La potencia generada se define mediante la siguiente fórmula:

P = 0,37 · S · v³

Donde:

• S: Sección barrida por las aspas al girar (m²).
• v: Velocidad del viento (m/s).
• P: Potencia (en vatios).