Como funciona un aerogenerador

El aerogenerador es un equipo que transforma la energía cinética o de movimiento derivada del viento, en energía eléctrica. Las aspas de este aparato pueden girar entre 13 y 20 revoluciones cada minuto.

Posee un rotor que va cambiando su velocidad de acuerdo la velocidad del viento, proporcionándole más eficiencia. La importancia de este mecanismo radica en el aprovechamiento de energía renovable y limpia para el consumo humano y su beneficio, su nombre correcto es energía eólica.

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Partes de un aerogenerador

  • Góndola: Es una estructura que contiene elementos importantes del aerogenerador, entre ellos están: El multiplicador y el generador.
  • Palas: Son una especie de aspas como las de los molinos, que capturan el viento y transmiten su potencia hasta donde se encuentra el buje. En la actualidad, estas palas pueden alcanzar hasta 20 metros de largo y tienen un diseño parecido al que tienen las alas de un avión.
  • Buje: Es un componente cilíndrico en el cual se apoya y gira el eje lento de los aerogeneradores.
  • Eje Lento: Es el eje que une el buje con el multiplicador, puede girar incluso entre 19 a 30 r.p.m. Permite pasar la energía cinética para que sea luego aumentada en el multiplicador.
  • Multiplicador: Es una caja que actúa modificando la velocidad recibida desde el buje. Puede hacer girar el eje rápido hasta 50 veces más velozmente que el lento.
  • Eje Rápido: Adosado al multiplicador, permite accionar el generador o alternador eléctrico. Puede llegar a girar hasta alcanzar hasta 1500 r.p.m.
  • Generador eléctrico: Actúa como un alternador modulando la energía ingresada y transformándola en energía eléctrica. Comúnmente se trata de un generador de inducción, cuya potencia puede ir de 500 a 1500 KW.
  • Controlador electrónico: Es un dispositivo computarizado que va monitoreando de forma continua el estado que presenta el aerogenerador.
  • Unidad de refrigeración: Todo el mecanismo que funciona en un aerogenerador genera calor, es por ello que se necesita de una unidad de refrigeración, un ventilador eléctrico, para que mantenga frío el generador. También contiene un fluido refrigerante que refresca el aceite usado por el multiplicador.
  • Torre: Es la estructura que soporta la góndola y el rotor. A medida que la torre es más alta, la velocidad del viento aumenta. Los aerogeneradores modernos pueden tener torres de 40 o 60 metros de alto.
  • Mecanismo de orientación: Es una especie de sensor que se activa a través de un controlador electrónico y capta la dirección que lleva el viento por medio de una veleta.

Como funciona un aerogenerador?

La materia prima usada por los aerogeneradores es el viento. Este moviliza las palas o aspas, que a su vez hacen girar un rotor. De esta forma, la energía cinética se convierte en energía mecánica para después transformarse en energía cinética por medio de un alternador.

A continuación se explica con detalles los pasos del funcionamiento de un aerogenerador:

  1. El viento pasa a través de las palas haciendo que estas giren.
  2. El movimiento giratorio de las palas hace que un eje de velocidad lenta dentro de las góndolas empiece a girar.
  3. El eje se encuentra acoplado al multiplicador, que es una especie de caja de cambios que aumenta la velocidad que las palas ofrecen.
  4. Un eje rápido hace que la velocidad alcance el generador o alternador, el cual convierte la energía proveniente del rotor por medio de campos magnéticos.
  5. De esta forma, la energía rotativa es convertida en electricidad.

Capacidad de producción de un aerogenerador

Para que un aerogenerador produzca electricidad, es necesario que el viento tenga una velocidad de 3 a 4 metros por segundo. Con esta velocidad se puede producir una potencia de 15 metros cada segundo. Para evitar daños, los aerogeneradores se desconectan cuando el viento supera los 25 metros por segundo.

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Un aerogenerador produce alrededor de 690 voltios de energía, esta se debe adaptar al voltaje que está circulando a través de la red de distribución eléctrica. El valor está entre 20 a 132 Kilovoltios. Aunque se debe tomar en cuenta que todo depende de la potencia que tenga el aerogenerador y la cantidad de viento que sople.

Por ejemplo, un aerogenerador que está situado estratégicamente y que posee una potencia de 1,8 MW puede producir más de 4,7 millones de unidades eléctricas al año, lo que satisface más de 1500 hogares o, dicho en otras palabras, hace que un ordenador funcione por 1620 años.

Medidas de un aerogenerador

Los aerogeneradores grandes poseen rotores con más de 90 metros de diámetro. Por su parte, las estructuras más pequeñas cuentan con rotores de 30 metros de diámetro, aproximadamente. Las torres alcanzan una altura de entre 25 a 100 metros.

Como el viento es una energía difusa, se requiere de parques eólicos conformados por varios aerogeneradores para producir suficiente energía. Unas 20 unidades pueden llegar a ocupar hasta un kilómetro de superficie, pero solo se utiliza 1% del territorio, de manera que el espacio restante puede emplearse para otros usos preexistentes, tales como agricultura, ganadería o hábitat natural.