Aerogeneradores de eje vertical y horizontal: Tipos y funcionamiento

Un aerogenerador es un dispositivo diseñado para convertir la energía cinética del viento en energía eléctrica mediante el uso de un rotor y un generador. Estos aerogeneradores se dividen en dos tipos principales: los aerogeneradores de eje vertical y los aerogeneradores de eje horizontal. Ambos tienen características únicas y son aplicados en diferentes situaciones dependiendo del entorno y las necesidades de la instalación.

Tipos de aerogeneradores

Existen dos grandes categorías de aerogeneradores:

• Aerogenerador de eje vertical (VAWT): Logra captar el viento desde cualquier dirección y tiene un bajo nivel de producción de energía, lo que lo hace ideal para lugares de baja intensidad de viento o áreas urbanas donde la normativa impide la instalación de grandes estructuras.
• Aerogenerador de eje horizontal (HAWT): Es el más utilizado en grandes parques eólicos. Su eficiencia es mayor y se aprovecha mejor en zonas donde el viento tiene mayor intensidad y es más constante.

Aerogenerador de eje Vertical

Los aerogeneradores de eje vertical, conocidos como VAWT, son aquellos en los que el eje del rotor está en posición vertical respecto al suelo. Una de sus principales ventajas es que no necesitan mecanismos de orientación para captar el viento, puesto que pueden funcionar independientemente de la dirección del viento. Además, el generador eléctrico puede estar ubicado en el suelo, lo que facilita el mantenimiento.

Estos aerogeneradores tienen un rendimiento energético menor frente a los de eje horizontal, pero siguen siendo efectivos en zonas donde la velocidad del viento es baja o cambiante. Además, requieren inicio motorizado, ya que no pueden arrancar por sí solos en la mayoría de los casos.

Tipos de aerogeneradores de eje vertical

Dentro de los VAWT, existen varios subtipos:

1. Aerogenerador Savonius

El Savonius es uno de los modelos más simples y robustos. Se caracteriza por tener dos semicírculos desplazados horizontalmente, a través de los cuales pasa el viento, lo que genera un movimiento rotacional. Aunque su eficiencia es baja, es un buen opción donde se requieren sistemas con bajo mantenimiento.

2. Aerogenerador Giromill

Este tipo de aerogenerador cuenta con un conjunto de palas verticales unidas a dos barras que conforman el eje vertical. Su capacidad energética varía entre 10 y 20 kW, siendo una opción más eficiente que el Savonius para pequeñas instalaciones residenciales o comerciales.

3. Aerogenerador Darrieus

El Darrieus es un tipo más avanzado que se compone de dos o tres palas biconvexas. Su diseño permite que el aerogenerador aproveche mejor el viento en rangos amplios de velocidad. Sin embargo, tiene como inconveniente la necesidad de un rotor Savonius u otro sistema para ponerse en marcha.

Funcionamiento de un aerogenerador de eje vertical

El funcionamiento de los VAWT es relativamente sencillo. Las palas giran impulsadas por la fuerza del viento que se mueve en distintas direcciones. Estos aerogeneradores están siempre alineados con el viento, lo que permite que sigan funcionando incluso cuando la velocidad del viento es baja.

Debido a que son más compactos, los aerogeneradores de eje vertical generan menos energía en comparación con sus homólogos de eje horizontal. Sin embargo, son lo suficientemente eficientes para aplicaciones como calentar un hogar, mantener luces encendidas o incluso recargar un coche eléctrico.

Aerogeneradores de eje Horizontal

Los aerogeneradores de eje horizontal son los más comunes, especialmente en los grandes parques eólicos. Estos aerogeneradores tienen un mejor rendimiento energético debido a su capacidad para generar energía de manera más eficiente a partir de altas velocidades de viento.

Los componentes de estos aerogeneradores se colocan en una góndola situada en lo alto de la torre. El rotor, que consta de tres palas, capta el viento y genera un movimiento rotacional que se multiplica a través de una caja de engranajes para producir electricidad. Este movimiento, generado por el viento, es llevado a un generador que crea la energía que se transporta a la red.

¿Qué aerogenerador es más eficiente?

Los aerogeneradores de eje horizontal suelen ser más eficientes. Esto se debe a que pueden alcanzar velocidades de rotación más altas y aprovechar mejor el viento a mayores alturas, donde la velocidad del viento es más constante y fuerte. Además, necesitan menos engranajes para aumentar la velocidad de rotación, lo que permite aprovechar mejor la energía cinética del viento.

Innovaciones en aerogeneradores

En los últimos años, hemos visto grandes innovaciones en tecnología eólica. Una de las más prometedoras han sido los molinos sin aspas de Vortex, desarrollados por una empresa española. Este tipo de aerogenerador sin partes móviles tiene como objetivo reducir los costes de mantenimiento y eliminar el impacto visual que los grandes aerogeneradores tradicionales generan en el paisaje.

Otro proyecto ambicioso es el Wind Tree. Este diseño utiliza 72 turbinas en forma de hojas, dispuestas en un árbol mecánico que genera energía con vientos muy ligeros. Este tipo de estructura sería ideal para ubicarse en ciudades, proporcionando una fuente de energía renovable y estéticamente agradable.

Uso histórico y moderno de los aerogeneradores

El uso de la energía eólica no es nada nuevo. Los primeros molinos de viento se emplearon para bombeo de agua o para moler grano en áreas rurales. Sin embargo, fue en los años 70 cuando Dinamarca hizo una apuesta real por la energía eólica a gran escala, lo que permitió a este país convertirse en el principal fabricante de tecnología eólica.

Actualmente, aerogeneradores que comenzaron como pequeñas instalaciones en zonas rurales han dado paso a parques eólicos gigantes que generan cientos de megavatios de energía limpia para el consumo en todo el mundo. Grandes empresas como Siemens y Vestas lideran la producción de estas tecnologías.

El futuro de los aerogeneradores pasa por grandes desarrollos a nivel de eficiencia y coste. Se espera que, con la instalación de turbinas flotantes en alta mar, la energía eólica marina juegue un papel aún más importante en la transición hacia las energías renovables.

Gracias al desarrollo de este tipo de innovaciones, la energía eólica ha dejado de ser una solución experimental para convertirse en una de las principales fuentes de energía renovable a nivel global.