Tecnologia aerogeneradores

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Tecnología de generadores eólicos

Información histórica Los veleros impulsados por el viento fueron el primer uso de la energía eólica que hizo el ser humano. Posteriormente se crearon los molinos de viento (de eje vertical) que según señala la historia ya existía en la antigüedad (AC) en Persia, Irak, Egipto y China. (fig uno)

Fig. 1: molino de granos (a la izq.) y rueda de viento parabombeo de agua (derecha) En la Edad Media los molinos de viento aparecieron en Italia, Francia, España y Portugal (Fig 2) y un poco más tarde en Gran Bretaña, Holanda y Alemania; estas máquinas eran generalmente de eje horizontal, con cuatro aletas dispuestas en cruz normalmente sus palas eran de madera y estaban cubiertas de tela que había que recoger en caso de vientos fuertes, además contaban convigas de madera de manera de orientar los molinos en la dirección del viento de forma manual.

Fig. 2: Molino medieval europeo de cuatro palas, con eje rotatorio y viga para apuntar en la dirección del viento. A partir de 1870 el aeromotor lento de multipalas hace su aparición en América y después en Europa. El número de palas varía de 12 a 24 y cubren casi la totalidad de la superficie de larueda.(Fig 3)

Fig. 3: Molino de multipalas para bomba de agua. En los comienzos de siglo XX aparecen en Francia los primeros molinos rápidos que arrastran generadores eólicos, extendiéndose luego al mundo entero.

Fig. 4: De izquierda a derecha, molino monopala, molinos dipala, molino tripala y molino de eje vertical Darrieus. Tipo de aerogeneradores Las turbinas de los aeromotores utilizadospara captar la energía del viento pueden clasificarse en dos categorías: las de eje horizontal (rápidos y lentos) y as de eje vertical (arrastre diferencial, pantalla, válvulas abatibles, palas giratorias etc.) Aerogeneradores de eje horizontal Dentro de estos se encuentran los aerogeneradores de eje horizontal lentos (Fig 3), estos se caracterizan por poseer un gran número de palas, se adaptansobre todo a vientos de pequeña velocidad. Arrancan en vacío con vientos de 2 a 3 m/s. Su momento de arranque es relativamente elevado. Las potencias desarrolladas son relativamente pequeñas por dos motivos: 1. Utilizan principalmente vientos de velocidades entre 3 y 7 m/s. 2. El peso de las palas es tal que casi no se construyen en diámetros mayores de 7 o 8 m. Estos aerogeneradores sonespecialmente útiles para trabajos de baja potencia en regiones donde persisten vientos de 4 a 5 m/s, por ejemplo para el bombeo de agua. Los aerogeneradores de eje horizontal rápidos (Fig 4) poseen desde una a cuatro palas, sin embargo en la actualidad se ha generalizado el uso de los tripala. A igual potencia son mucho más livianos que los aerogeneradores lentos; uno de sus principales inconvenientes esla dificultad para arrancar, requieren un viento mínimo de 5 m/s para que comiencen a funcionar. Las velocidades de rotación son más elevadas y aumenta a medida que disminuye el número de palas. Existe la posibilidad de utilizar aerogeneradores monopalar con contrapeso, estos tienen la ventaja de permitir una regulación sencilla con un costo reducido, sus desventajas radican en vibraciones másacentuadas y aspecto poco estético.

Aerogeneradores de eje vertical Los aerogeneradores de eje vertical fueron utilizados ampliamente en el pasado por una ventaja desde el punto de vista estructural (Fig 4 derecha y Fig 5). Las máquinas de arrastre (anemómetro de cucharillas) son el modelo más sencillo. Otros modelos relevantes son el rotor Savonius y el Darrieus. Las máquinas de eje vertical soncapaces de trabajar con vientos provenientes de cualquier dirección, es decir son omnidireccionales por lo que no requieren de un mecanismo que los oriente continuamente al viento. El eje del motor vertical simplifica la instalación y mantención del generador y el multiplicador ubicados cercanos al suelo, haciendo la estructura mucho más simple. Uno de los grandes problemas, siendo uno de los...
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