Menú
Un aerogenerador o turbina eólica es una máquina que se refiere al proceso de crear electricidad utilizando el viento, o flujos de aire que ocurren naturalmente en la atmósfera de la tierra, en otras palabras, un artefacto diseñado para capturar energía cinética del viento y transformarla en energía eléctrica.
Hay tres tipos principales de aerogeneradores: (i) Turbinas que varían en tamaño desde 100 kilovatios (W) hasta varios megavatios (MW), donde la electricidad generada se entrega a la red eléctrica y se distribuye al usuario final a través de los servicios públicos u operadores del sistema eléctrico; (ii) Las mini turbinas, distribuidas, que son máquinas pequeñas e individuales de menos de 100 W que se utilizan para alimentar directamente una casa, granja o pequeña empresa y no están conectadas a la red y; (iii) Turbinas marinas, que aprovechan los vientos sobre el mar o grandes cuerpos de agua, generalmente en la plataforma continental – generalmente son más grandes que las turbinas terrestres y pueden generar más energía.
No obstante, esos tres tipos de turbinas funcionan con el mismo principio. Cuando el viento que sopla las atraviesa, sus aspas capturan la energía cinética del viento y se ponen en movimiento, girando y convirtiéndola en energía mecánica. Esta rotación, a su vez se transmite a un eje interno, típicamente conectado a una caja de engranajes (“caja de cambios”) que aumenta la velocidad de rotación de otro eje en un factor del orden de 100. Ese otro eje es el eje del rotor de un generador que produce electricidad. Existen también modelos que no tienen caja de cambio, en los que el eje del rotor es el mismo que el del generador y que los ajustes de velocidad los consigue en base a imanes permanentes y una circuitería más compleja.
Los elementos principales, distinguibles a simple vista, de un aerogenerador son: la torre tubular (③) que lo sostiene las partes móviles a una altura de a lo menos unos 80 metros; una caseta o “góndola” (⑥) que aloja principalmente la caja de cambios, el generador y los elementos de control; las aspas (⑪) diseñadas para optimizar la captura de energía y; un buje o rotor (⑬) al que se conectan y sostiene las aspas. Sobre la góndola usualmente se instalan sensores (⑧) que recogen las mediciones del viento, que permiten dirigir la nariz de turbina para rotar y enfrentar el viento más fuerte.
Un aerogenerador típico comienza a generar electricidad cuando la velocidad del viento alcanza unos 11 kilómetros por hora (kph), conocida como la velocidad de arranque; a mayor velocidad de viento más energía genera, no obstante, si el viento sopla demasiado fuerte, aproximadamente a unos 90 kph, se detiene para evitar daños al equipo.
En el transcurso de un año, las actuales modelos de turbinas pueden generar cantidades útiles de electricidad durante el 90 por ciento del tiempo, aunque a no plena capacidad de generación. Una medida de la capacidad de generación de un sitio es su factor de capacidad o factor de planta, que mide la cantidad de electricidad que produce un aerogenerador en un período de tiempo determinado (generalmente un año) en relación con la capacidad máxima del mismo.
Por ejemplo, la producción teórica máxima de un aerogenerador de 4 MW en un año es de 35.040 MW-hora (cuatro veces 8.760 horas, la cantidad de horas en un año). Sin embargo, si la turbina solo puede producir 15.764 MW-hora en el transcurso del año, porque el viento en aquel sitio no siempre soplaba lo suficientemente fuerte como para generar la cantidad máxima de electricidad que la turbina era capaz de producir, en este caso, el aerogenerador tiene un FP del 45 por ciento (15.764 dividido por 35.040). El promedio mundial de FP es del orden de 35%, en tanto, los parques eólicos actuales a menudo tienen factores de capacidad superiores al 40 por ciento, que está cerca de algunos tipos de centrales eléctricas de carbón o gas natural. En Chile, el promedio ponderado de FP, a Abril de 2020, alcanzó un 26% – cifra que contrasta con el esperado para Parque Eólico la Punta, de alrededor de 40%.
A menudo, una gran cantidad de turbinas eólicas se construyen juntas y constituyen como una unidad generadora, se conoce como un proyecto o parque eólico. Un parque eólico funciona como una sola planta de energía y envía su electricidad a la red.
