Aerogeneradores: ¿Qué son las turbinas eólicas y como funcionan?

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Como fuente inagotable de las renovables en el campo de generación de energías no podemos dejar atrás el protagonismo del aerogenerador o molino de viento, aparato buscado por las grandes y pequeñas empresas. Actualmente los parques eólicos en gran parte del mundo están siendo boom y cada día suman más y más los parques eolicos que cuentan con un equipo de aerogeneradores que suministran energías 100% verde.

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 ¿Qué es un aerogenerador?

Un aerogenerador es un complejo aparato que genera – produce electricidad que se obtiene mediante una fuente de energía renovable e inagotable, sostenible y que no produce emisiones nocivas a la atmósfera, como es la fuerza natural del viento.

Estos aparatos pueden instalarse a nivel terrestre o marino, los vemos en instalaciones de aerogeneradores verticales y también son conocidos como parques eólicos, por su relación con el viento.

¿Cómo funciona un aerogenerador eólico?

Para comprender el funcionamiento de un molino de viento generador de energía, detallaremos paso a paso como produce energía que retoma este aparato, es sumamente sencillo. 

Viento en energía

Inicialmente debemos saber que la principal fuente es el viento, éste crea una fuerza giratoria al transcurrir por las aspas, que rotan el eje del que parten, ubicado en una parte del aerogenerador denominada góndola. Ese eje o buje está comunicado con una caja de cambios que aumenta la rapidez de rotación del eje y da energía al generador eléctrico, al que está conectada. 

El generador se vale de campos magnéticos y transforma la energía rotacional en eléctrica. El último paso antes de llegar a las redes de distribución es pasar por un transformador que adecue la cantidad de energía, ya que el voltaje creado es excesivo para ellas.

Velocidad del viento

El aerogenerador comienza a captar la fuerza del viento a partir de que éste sople más de 3-4 m/s y consiguen producir una potencia máxima de 15 m/s. En la góndola cuentan con unos aparatos encargados de medir la velocidad y la dirección del viento con el objetivo de optimizar la máxima obtención de energía eólica. Gracias a ellos, las palas se colocan de cara al viento moviéndose hacia él o inclinándose.

Los aerogeneradores son totalmente autómatas ya que, si hay inclemencias meteorológicas con condiciones del viento muy fuertes, en concreto si hay una velocidad media de más de 25 m/s, están automatizados para desconectarse. 

 Principales partes de una turbina eólica

Si observamos las principales partes de una turbina eolica o molino de viento, podemos nombrar las siguientes:

  1. Rotor: El rotor esta conformado por un buje y aspas, los cuales tienen como objetivo transformar la energía del viento en energía mecánica. Cuanto mayor sea su tamaño y barrido del rotor, la generación de energía puede ser mayor.
  2. Góndola: Se trata del chasis principal del molino de viento, este tiene como objetivo el incluir todos los elementos mecánicos y eléctricos del mismo.  Esta góndola, se encuentra unida a una torre y gracias a una base dentada, se puede permitir su rotación hacia la orientación del viento.
  3. Multiplicadora: La multiplicadora es una caja de engranajes que tiene como objetivo el aumentar la velocidad del rotor hasta el punto de que lo necesite el aerogenerador. Por lo general, los rotores de los molinos de viento son muy lentos, llegando a velocidades entre 10 a 20 revoluciones por minutos, en aerogeneradores de 1500w. Con el uso de la multiplicadora, la velocidad puede aumentar a 1500 revoluciones.
  4. Generador: El objetivo principal del generador en el molino de viento es el transformar la energía mecánica en energía eléctrica. Estos generadores pueden ser de dos tipos: Generadores síncronos: Suministra energía de calidad, pero son de precios más elevados. Generadores asíncronos: Son los más utilizados.
  5. Sistema de giro y angulación: Es un sistema que mediante la medición del viento utilizando la veleta del aerogenerador, pueden ayudar a mover el molino de viento en la mejor posición con respecto a la ubicación y dirección del viento. Permitiendo aprovechar su máximo potencial a la hora de transformar la energía eólica.
  6. Sistema de refrigeración: El sistema de refrigeración en el aerogenerador tiene como principal objetivo el disipar el calor generado por el roce de los componentes mecánicos dentro del mismo. A pesar, que estas piezas puedan estar bien lubricadas, al someterse a exigencias mecánicas y de roce, pueden ocasionar aumento en la temperatura de sus componentes.
  7. Torre: La torre de un aerogenerador tiene como finalidad el ubicar los componentes del aerogenerador en una altura optima para aprovechar la fuerza del viento de forma eficiente. Este tipo de estructuras son por lo general cilíndricas y alargadas.

¿Qué materiales emplea una turbina eólica en sus aspas?

Las aspas de los aerogeneradores son fabricadas de diversos materiales. En su mayoría están fabricadas de poliéster reforzado con fibra de vidrio. En otros casos se pueden utilizar para su fabricación el Kevlar y fibra de carbono.

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¿Qué mantenimiento posee un generador eólico?

Los molinos de vientos generadores de energía eléctrica poseen dos tipos de mantenimiento:

    • Mantenimiento preventivo: Este es un mantenimiento periódico que se realizan a los aerogeneradores con la finalidad de revisar cada una de las partes mecánicas y eléctricas con cierta periodicidad, con el objetivo de evitar inconvenientes en su funcionamiento que afecten la operatividad del aerogenerador.
    • Mantenimiento correctivo: Este tipo de mantenimiento tiene como objetivo el corregir y cambiar piezas que forman parte del aerogenerador, que puedan estar generan inconvenientes en su funcionamiento. Como puede ser el caso de aspas rotas, rotor con desperfectos, entre otros.

Ruido de los parques eólicos y la contaminación sónica

A pesar de las grandes ventajas que nos ofrecen los parques eólicos en la creación de energía eléctrica en base a fuentes renovables como es la enérgica eólica. Una de las principales problemáticas de estos, es la contaminación sónica que generan. En Chile, el Ministerio del ambiente ha buscado diversa estrategia para regular esta problemática. Entre las cuales podemos nombrar al Decreto Supremo N°38  de  Guía que establece norma de emisión de ruidos generados por fuentes que indica, para proyectos de parques eólicos en el Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA).

 Dada la complejidad de la fabricación e instalación de parques eólicos, es necesario que especialistas realicen la debida verificación y monitoreo en cuanto a la contaminación sónica que pueda generar el mismo. Existen muchas recomendaciones técnicas que ellos pueden brindar para poder cumplir con la normativa vigente y evitar inconvenientes a futuro.