¿Qué es una turbina eólica?

Una turbina eólica es un gran dispositivo giratorio que convierte la energía del viento en energía mecánica. Esta energía mecánica se puede utilizar para tareas mecánicas simples, como girar ruedas grandes para moler grano, en cuyo caso la turbina eólica se conoce como un molino de viento. También se puede utilizar como fuente de energía eléctrica, ya sea para una aplicación cercana o después de ser transferido a través de líneas de alta tensión a una estación central de conmutación, en cuyo caso se le conoce como generador eólico.

La turbina eólica ha estado en uso durante siglos en forma de molino de viento. Muchas partes del mundo todavía usan turbinas ampliamente para moler granos y bombear agua. Los molinos de viento permiten que las personas sin acceso a las bombas eléctricas obtengan agua de debajo del nivel del agua subterránea, lo que ayuda a garantizar el acceso al agua limpia y a protegerse contra las enfermedades transmitidas por el agua.

En los últimos años, la turbina eólica como generador eléctrico ha comenzado a utilizarse como una fuente importante de generación de energía en todo el mundo. En el alejamiento global de la energía de los combustibles fósiles hacia formas de energía más sostenibles, la energía eólica se ha convertido en un jugador importante. Es relativamente asequible, se puede usar en muchas regiones diferentes del mundo y puede ser bastante eficiente. Aunque existen algunas preocupaciones medioambientales sobre los generadores eólicos, en general son menores y se producen más de 120 gigavatios (GW) de electricidad en todo el mundo mediante el uso de energía eólica.

Las turbinas pueden separarse en dos grupos distintos: aerogeneradores de eje horizontal (HAWT) y aerogeneradores de eje vertical (VAWT). La mayoría de las turbinas que la gente está acostumbrada a ver son HAWT, basadas en el diseño familiar de los molinos de viento. Los HAWT modernos son generalmente de tres palas, en la parte superior de enormes torres para llevarlos a una altitud donde la cizalladura del viento es mucho más alta.

La mayoría de los HAWT son controlados por computadoras para convertirse automáticamente en viento, para aprovechar al máximo el viento que esté presente. Los HAWT no requieren ningún tipo de retroceso, ya que sus aspas siempre se mueven perpendiculares al viento. Como resultado, todo el tiempo que rotan generan electricidad, en contraste con los VAWT. Sin embargo, los HAWT son increíblemente caros de transportar, ya que son enormes, y es común que el 20% del costo total se gaste solo en transporte. Además, su altura puede hacerlos estéticamente desagradables, y la instalación es un proceso difícil, costoso y lento.

Una turbina eólica de eje vertical (VAWT), por otro lado, tiene el eje del rotador pegado hacia arriba en el aire, con láminas que atrapan el viento y giran todo el eje. El tipo más común visto es la turbina eólica Darrieus, que se parece más o menos a un gran batidor de huevos. Los VAWT requieren mucha menos altura, y son mucho menos costosos de transportar e instalar, y pueden producir electricidad con velocidades de viento mucho más lentas que los HAWT. Sin embargo, su eficiencia general es aproximadamente del 50% de la de los HAWT, y debido a que están más cerca del suelo, tienden a experimentar velocidades de viento mucho más bajas.

Además de los dos tipos principales de aerogeneradores, que constituyen la gran mayoría de las turbinas del mundo, también hay varios diseños no estándar. Estos tienden a ser variaciones de HAWT o VAWT, como el aerogenerador o la turbina de rotor canalizado. Incluso se han propuesto variantes más extrañas, como la turbina eólica de levitación magnética y la turbina eólica aerotransportada, y en algunos casos se han experimentado. Sin embargo, la mayoría de los diseños alternativos aún no han tenido una aceptación comercial generalizada.