Tipos de rotor para aerogeneradores

Tipos de rotor de los aerogeneradores

Abstract—En este documento se presenta un breve análisis
sobre los tipos de rotores para aerogeneradores, sus ventajas,
desventajas y distintas configuraciones que ofrecen en cada caso
distintos comportamientos, en relación a la acción del viento y a
su arquitectura propia.
Index Terms—aerogeneradores, rotor, máquinas eléctricas

I. I NTRODUCCIÓNESDE hace aproximadamente 250 años, la producción
de energía en el mundo ha estado ligada al consumo
combustibles fósiles, tales como el carbón, el petróleo, el
gas natural, etc. Sin embargo, estos recursos no renovables
de la naturaleza han sido explotados en la industria de tal
manera que todos estos elementos corren el peligro inminente
de agotarse en el futuro. Ante ello surge lanecesidad de
encontrar nuevas fuentes de producción de energía. Muchos
países han adoptado la energía hidroeléctrica como fuente
primaria, tomando la fuerza del agua en movimiento como
fuerza generadora de energía mecánica, que luego se transformará en energía eléctrica para el consumo. Pero el agua
también empezó a dar indicios de futura carestía en el mundo,
ante lo cual se vio la necesidad deencontrar nuevas fuentes
energéticas. Se planteó como posibilidad el uso de energía
nuclear, pero esto conllevaría un gran aumento en la contaminación ambiental, lo cual, sumado a la carestía del agua,
podrían convertirse en las causas de un agotamiento natural
de orden mundial. Por lo tanto, los científicos e investigadores
han volcado su mirada hacia la energía eólica, la cual utiliza
lafuerza del viento como elemento primario de generación de
energía. La energía eólica, así como la hidráulica, aparecieron
en el mundo hace cientos de años, siendo ya aprovechada en
algunos países; pero, no es hasta la actualidad que se le ha
vuelto a dar gran importancia. Según la ubicación geográfica,
el aprovechamiento del aire es diferente, lo que a llevado a
desarrollarse aerogeneradores condiferentes tipos de rotor,
cada uno de ellos con diferentes niveles de potencia, velocidad
y resistencia a la fuerza del aire. De ahí que se ha considerado
la importancia del tema que abarca un breve repaso de los tipos
de rotores para aerogeneradores para esta investigación.

II. D ESARROLLO
El desarrollo de la energía eólica a través de los tiempos
ha conllevado a distintosinvestigadores a desarrollar diversos mecanismos para aprovechar la energía del aire como
elemento motor de una turbina de generación de energía.
Máquinas Eléctricas II. Universidad Politécnica Salesiana

Se han construido varios modelos de aerogeneradores, cuyo
principio de funcionamiento está en función tanto de la forma
y dirección de impacto del viento como de la arquitectura
misma de cada modelo.Diversos estudios se han realizado
sobre cada uno de estos modelos de aerogenerador, donde
se ha llegado a aproximar los modelos matemáticos que, al
ser comparados con la realidad, han permitido determinar la
eficiencia de cada uno de ellos, en función de la potencia
suministrada y la velocidad del giro del rotor. A continuación
analizaremos algunos de los principales modelos de rotor paraaerogeneradores:
A. Rotor Savonius
Fue desarrollado en 1924 por el ingeniero Sigurd Savonius
[1]. Este rotor es de tipo arrastre, es decir, su fuerza de
arrastre es la que produce energía mientras que su condición de
elevación no es influyente. Constituye el modelo más sencillo
de aerogeneradores, al estar formado por dos o más aspas en
forma de semi cilindros huecos desfasadassimétricamente uno
del otro. En la figura 1 presenta la forma de las aspas del un
aerogenerador Savonius.

Figure 1. Tipos de molinos de viento Savonius [1]

Este tipo de rotor presenta ciertas desventajas en cuanto a la
eficiencia a la hora de generar energía. Debido a la forma de
sus aspas, la fricción con el viento en la parte convexa genera
un torque negativo que produce una pérdida de...