Definición de aerogenerador vertical
Un aerogenerador vertical es un tipo de turbina eólica que se monta en lo alto de un mástil o torre. Las palas forman un ángulo de 90 grados con la torre y giran alrededor del mástil.
Los aerogeneradores verticales suelen utilizarse para aplicaciones de baja velocidad, como el bombeo de agua o el suministro de energía a pequeñas viviendas. Pueden instalarse en entornos urbanos con poco esfuerzo.
Las turbinas eólicas verticales tienen menos piezas móviles que otros tipos de turbinas, por lo que es menos probable que se averíen o necesiten reparaciones.
Comparación con aerogeneradores de eje horizontal
Las turbinas eólicas verticales y las turbinas eólicas horizontales son dos tipos diferentes de turbinas eólicas. Un aerogenerador vertical es un tipo de turbina con palas que giran alrededor de un eje vertical. Un aerogenerador horizontal es un tipo de turbina con palas que giran alrededor de un eje horizontal.
Los aerogeneradores verticales tienen muchas ventajas sobre los horizontales. Los aerogeneradores verticales suelen ser más potentes que los horizontales, porque el diseño de las palas permite un mayor flujo de aire por rotación. También tienden a ser más eficientes, porque son capaces de captar más energía del viento a su paso que sus homólogos horizontales.
La principal desventaja de los aerogeneradores verticales es que tienen un coste inicial más elevado que los horizontales, pero este coste se compensa con su eficiencia a lo largo del tiempo y su capacidad para producir más energía que otros modelos de coste similar.
Tipos de Aerogeneradores Verticales
Las turbinas eólicas verticales son una incorporación relativamente nueva al panorama de las energías renovables. A diferencia de los aerogeneradores horizontales, que se montan en torres y giran como un ventilador, los verticales se montan en lo alto de edificios u otras estructuras y giran como una hélice.
Hay dos tipos de aerogeneradores verticales: Savonius y Darrieus.
Aerogeneradores Darrieus
Los aerogeneradores Darrieus son un tipo de turbina eólica de eje vertical. Deben su nombre al ingeniero francés Georges Jean Marie Darrieus, que patentó el diseño en 1926 y lo desarrolló en los años siguientes.
La turbina consta de un eje vertical sobre el que se montan varias palas. Suelen estar inclinadas unos 45 grados respecto a la dirección del viento y giran alrededor del eje vertical del árbol.
El diseño es sencillo y robusto, pero no es tan eficiente como otros tipos de turbinas eólicas, por lo que sólo se utiliza para aplicaciones a pequeña escala, como instalaciones residenciales en tejados y sistemas de generación de energía a pequeña escala.
Aerogeneradores Savonius
Los aerogeneradores Savonius son turbinas eólicas que utilizan un rotor con dos o más aletas (alas) para mover el aire y generar electricidad. La idea de este tipo de aerogenerador fue concebida por primera vez en 1922 por el ingeniero finlandés Sigurd Savonius, pero no fue hasta la década de 1960 cuando se puso en práctica como medio viable de generar energía.
Los aerogeneradores Savonius se utilizaron inicialmente como parte de un proyecto para suministrar electricidad a zonas remotas de México. También se utilizaron en parques eólicos construidos en California, donde se comprobó su eficacia para generar electricidad incluso sin una velocidad óptima del viento.
Otros tipos de aerogeneradores verticales
La turbina mixta y los aerogeneradores Giromill son la combinación perfecta de ambas tecnologías. La turbina mixta es una turbina híbrida que combina las ventajas de las turbinas eólicas de eje vertical (VAWT) y las turbinas eólicas de eje horizontal (HAWT).
La turbina mixta tiene un rotor VAWT montado sobre un generador HAWT, lo que le permite captar tanto el viento directo como el indirecto.
El aerogenerador Giromill es una variante del aerogenerador Savonius con dos palas curvadas que giran en sentidos opuestos. Está diseñado para montarse en un edificio, con una pala apuntando hacia arriba en ángulo y otra hacia abajo en ángulo. El Giromill capta tanto el viento directo como el indirecto, pero sólo cuando se mueve en la misma dirección que la rotación de las palas.
Ventajas de la turbina eólica vertical
Capacidad de capturar el viento desde múltiples direcciones
La turbina eólica vertical tiene muchas ventajas sobre los modelos horizontales tradicionales. En primer lugar, puede captar el viento desde múltiples direcciones, lo que significa que podrá generar energía incluso en momentos en que el viento no sople directamente encima de la turbina.
En segundo lugar, este tipo de turbina eólica tiene un tiempo de respuesta largo, lo que significa que las palas giran más despacio y son más estables que las de las turbinas horizontales tradicionales.
Huella física más pequeña
El aerogenerador vertical es una opción más pequeña y energéticamente más eficiente para quienes desean suministrar energía a sus hogares o empresas.
Tiene una huella física más corta que otros tipos de aerogeneradores, lo que significa que ocupa menos espacio en su propiedad. También tiene la ventaja de poder responder rápidamente a los cambios de velocidad del viento.
Idoneidad para entornos urbanos
Los aerogeneradores verticales son una gran opción para los entornos urbanos porque pueden colocarse encima de los edificios, lo que significa que los propietarios pueden generar su propia energía sin tener que preocuparse por la instalación o el mantenimiento.
Los aerogeneradores verticales también tienen un tiempo de respuesta más corto que los horizontales, por lo que son capaces de producir más energía.
Desventajas de los aerogeneradores verticales
Menor producción de energía en comparación con los aerogeneradores de eje horizontal
Los aerogeneradores de eje vertical tienen varias desventajas que los hacen menos deseables que los de eje horizontal.
En primer lugar, los aerogeneradores de eje vertical producen mucha menos energía que los de eje horizontal. Esto se debe a que deben ser mucho más altas para captar la misma cantidad de viento que una turbina de eje horizontal.
También tienen un tiempo de respuesta más lento, lo que significa que deben ser capaces de soportar más tensión que otros tipos de turbinas para arrancar y parar rápidamente cuando el viento cambia de dirección.
Mayores costos de fabricación e instalación
La principal desventaja de las turbinas eólicas verticales es su mayor coste de fabricación e instalación. Al tener que montarse sobre edificios, la instalación de cada turbina es más cara que la de un aerogenerador horizontal.
La otra gran desventaja de los aerogeneradores verticales es su mayor tiempo de respuesta. Como las palas están situadas en una posición fija, el rotor sólo puede moverse en una dirección. Esto significa que las palas no podrán responder con suficiente rapidez cuando se produzca un cambio en la dirección o la velocidad del viento.
Mayores requisitos de mantenimiento
En primer lugar, son más difíciles de mantener que las horizontales, ya que tienen componentes más grandes y más piezas móviles. Los requisitos de mantenimiento de los aerogeneradores verticales pueden ser mayores que los de los horizontales, lo que significa que probablemente tendrá que contratar a un experto para que haga el trabajo por usted.
En segundo lugar, el tiempo de respuesta de los aerogeneradores verticales es mayor que el de los horizontales. Mientras que una turbina horizontal empieza a girar casi inmediatamente después de encenderse, una vertical puede tardar varios minutos en ponerse en marcha.
Aplicaciones de Aerogeneradores Verticales
Las aplicaciones de las turbinas eólicas verticales son diversas debido a su tamaño y forma. Un aerogenerador vertical típico mide unos 9 metros de alto y tiene palas de unos 6 metros de largo.
Esto significa que pueden colocarse en lugares donde las turbinas eólicas horizontales no pueden utilizarse debido a sus limitaciones de altura o a su necesidad de tener vistas despejadas del cielo por encima de ellas para poder funcionar con eficacia.
Áreas urbanas
Las zonas urbanas, como Chicago o Nueva York, tienen mucho viento. Pero también tienen mucha gente y edificios. Es difícil encontrar un lugar donde instalar un aerogenerador que no interfiera con la gente.
Las zonas urbanas también son muy densas, lo que significa que el viento se mueve rápido pero no puede ir muy lejos antes de chocar con algo y detenerse. Esto significa que las zonas urbanas suelen necesitar turbinas más grandes que las rurales.
Instalaciones en alta mar
Las turbinas eólicas verticales se utilizan en aplicaciones marinas porque pueden soportar los fuertes vientos y olas habituales en estas zonas. La ventaja de un aerogenerador vertical es que tiene un perfil más bajo que uno horizontal.
Esto significa que puede instalarse cerca del suelo, lo que reduce el coste de instalación y mantenimiento. También tiene el potencial de ser más eficiente que las turbinas horizontales porque las palas no están sujetas al arrastre del suelo o de obstáculos como árboles o edificios.
Complementar la energía de otras fuentes
La energía eólica es una forma estupenda de complementar las necesidades energéticas de su hogar, sobre todo en zonas donde el viento sopla con regularidad. Un aerogenerador vertical puede colocarse en el suelo o montarse en una torre para aprovechar más energía del viento.
Los aerogeneradores verticales se utilizan sobre todo en zonas rurales que carecen de electricidad, pero también en ciudades, donde proporcionan energía suplementaria a los hogares en momentos de máxima demanda energética o cuando se producen apagones.
Ejemplos de tecnologías de aerogeneradores verticales
Aerogenerador de rotor H
La turbina eólica de rotor en H es una de las tecnologías de turbinas eólicas verticales más comunes. Consta de un rotor y un generador colocados verticalmente para aprovechar al máximo la energía del viento.
Este diseño lo convierte en una opción excelente para lugares con vientos de baja velocidad y donde hay mucha turbulencia en el aire.
El rotor en H se presenta en dos variantes: eje horizontal o eje vertical. Cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes, pero ambos son muy populares entre los fabricantes por su sencillez, durabilidad y rentabilidad.
Aerogenerador Darrieus asistido por Lidar
El aerogenerador Darrieus asistido por Lidar es una singular turbina eólica vertical que utiliza la tecnología Lidar para mejorar la eficiencia de su diseño.
Lidar (Light Detection and Ranging) es un método informático para medir la distancia entre objetos mediante la luz.
El aerogenerador Darrieus asistido por Lidar se parece a un aerogenerador vertical normal, pero con una característica adicional: tiene un láser acoplado que ayuda a guiar los movimientos de la turbina mientras gira.
Esto permite a la turbina maximizar su eficiencia al tener siempre el ángulo más óptimo de cara al viento.
Turbina helicoidal
La turbina helicoidal es una tecnología de turbina eólica vertical que utiliza la forma de una hélice para captar la energía del viento. El diseño helicoidal se utiliza normalmente en aplicaciones comerciales a gran escala, pero también en sistemas residenciales de pequeña escala instalados en tejados.
La ventaja de este diseño es que proporciona un largo tiempo de respuesta y funciona eficazmente a velocidades de viento más bajas. También tiene niveles de ruido muy bajos, lo que lo hace ideal para zonas urbanas donde la contaminación acústica puede ser un problema.
Conclusión
Las turbinas eólicas verticales son una tecnología relativamente nueva que está ganando popularidad en EE.UU. Son una forma estupenda de aprovechar la energía del viento y utilizarla para producir electricidad, y son mucho más eficientes que las turbinas horizontales.
Funcionan haciendo girar un gran rotor vertical en lo alto de una torre y captando la energía cinética del aire en movimiento. Esta electricidad puede almacenarse en baterías o utilizarse inmediatamente. Como no necesitan estar orientadas hacia el viento, funcionan bien incluso con vientos flojos y son silenciosas.
Estas turbinas son mucho más pequeñas que las horizontales, por lo que no ocupan tanto espacio en su propiedad ni bloquean las vistas como podrían hacerlo otras turbinas si se colocan en campo abierto o cerca de viviendas o comercios. También necesitan menos mantenimiento porque tienen menos piezas móviles que los modelos más grandes.
También es importante saber cuánta energía puede producir un aerogenerador vertical antes de instalar uno en su zona. Debe saber cuánta electricidad necesitará antes de instalar un aerogenerador vertical para no acabar teniendo demasiada o muy poca energía para sus necesidades.