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Aerogeneradores:
¿Máquinas de eje horizontal o vertical?
Aerogeneradores
de eje horizontal
La mayor parte de la tecnología descrita en
estas páginas se refiere a aerogeneradores de eje horizontal
(o "HAWTs", que corresponde a las siglas de la denominación
inglesa "horizontal axis wind turbines").
La razón es simple: todos los aerogeneradores
comerciales conectados a la red se construyen actualmente con
un rotor tipo hélice de eje horizontal (es decir, de eje
principal horizontal).
Por supuesto, la finalidad del rotor es la
de convertir el movimiento lineal del viento en energía
rotacional que pueda ser utilizada para hacer funcionar el generador.
El mismo principio básico es el que se utiliza en las
modernas turbinas hidraúlicas, en las que la corriente
de agua es paralela al eje de rotación de los álabes
de la turbina.
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Eole
C, un aerogenerador de eje vertical Darrieus de 4200 kW, con
un diámetro de rotor de 100 m, en Cap Chat, Québec
(Canadá). Esta máquina (que es el aerogenerador
más grande del mundo) ya no está operacional.
Fotografia
© 1997 Søren Krohn
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Aerogeneradores
de eje vertical
Como
probablemente recordará, en las clásicas norias
de agua el agua llegaba en ángulo recto (perpendicular)
respecto al eje de rotación de la noria.
Los aerogeneradores de eje vertical (o "VAWTs",
como algunos les llaman) son como las norias en ese sentido (algunos
tipos de turbinas de eje vertical realmente también podrían
trabajar con un eje horizontal, aunque apenas serían capaces
de mejorar la eficiencia de una turbina de tipo hélice).
La única turbina de eje vertical que
ha sido comercialmente fabricada a todos los volúmenes
es la máquina Darrieus, que debe su nombre al ingeniero
francés Georges Darrieus, quien patentó el diseño
en 1931 (fue producida por la compañía estadounidense
FloWind, que quebró en 1997). La máquina Darrieus
se caracteriza por sus palas en forma de C, que le hacen asemejarse
a un batidor de huevos. Normalmente se construye con dos o tres
palas.
Las principales ventajas teóricas
de una máquina de eje vertical son:
1) Puede situar el generador, el multiplicador,
etc. en el suelo, y puede no tener que necesitar una torre para
la máquina.
2) No necesita un mecanismo de orientación
para girar el rotor en contra del viento.
Las principales desventajas son:
1) Las velocidades del viento cerca del nivel
del suelo son muy bajas, por lo que a pesar de que puede ahorrase
la torre, sus velocidades de viento serán muy bajas en
la parte más inferior de su rotor.
2) La eficiencia promedio de las máquinas
de eje vertical no es impresionante.
3) La máquina no es de arranque automático
(es decir, una máquina Darrieus necesitará un "empuje"
antes de arrancar. Sin embargo, esto es sólo un inconveniente
sin importancia, ya que puede utilizar el generador como motor
absorbiendo corriente de red para arrancar la máquina).
4) La máquina puede necesitar cables
tensores que la sujeten, aunque esta solución no es practicable
en áreas muy cultivadas.
5) Para sustituir el cojinete principal del
rotor se necesita desmontar el rotor, tanto en las máquinas
de eje horizontal como en las de eje vertical. En el caso de
las últimas, esto implica que toda la máquina deberá
ser desmontada (esta es la razón por la que EOLE 4 del
dibujo ya no está en funcionamiento).
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