¿Qué son los generadores eólicos verticales?

 ¿Qué son los aerogeneradores eólicos verticales?
María Dolores Delgado, Responsable de Generación Renovable en Cuerva
Escrito el 14 de febrero de 2023
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El Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) persigue la reducción de un 23% de las emisiones de efecto invernadero o GEI respecto a 1990; de ahí la importancia de fomentar el uso de energías renovables, como la eólica.

En este sentido, España es uno de los países que más apuestan por la generación de esta energía limpia e inagotable, ya que la orografía y las condiciones climáticas son ideales para ello. Sin ir más lejos, según datos de la Agencia Empresarial Eólica, esta es la primera fuente renovable de generación eléctrica en España a día de hoy, y es que solo en 2021 se lograron generar 28.139 MW de potencia acumulada.

Los aerogeneradores son los dispositivos que aprovechan la fuerza del viento   ―una fuente natural, inagotable y renovable― y la convierten en energía. Actualmente, existen dos tipos principales de aerogeneradores: los de eje horizontal y los de eje vertical.

En este artículo, nos centraremos en los segundos, esto es, los aerogeneradores o generadores eólicos verticales*

*Los generadores eólicos verticales consisten en un mecanismo que incluye un eje de rotación vertical, el cual, a su vez, se alinea con el viento, sea cual sea su dirección.

¿Qué tipos de generadores eólicos verticales hay?

Los generadores eólicos verticales poseen el eje del rotor instalado en posición vertical: además, los avances tecnológicos han permitido que dispongamos de diversas tipologías.

Rotor Darrieus o de varias palas

Este tipo de generador eólico vertical está formado por dos o tres palas biconvexas, como si fueran óvalos, que se unen al eje vertical tanto por la parte inferior como superior. Esto permite orientar la dirección del flujo del viento, lo que facilita que se aproveche el viento en una banda ancha de velocidades.

Rotor Savonius

Las palas forman la figura de una S. De esta manera, se caracteriza por dos semicírculos que se mueven horizontalmente a una distancia determinada para que el aire se desplace a través de los mismos. Cabe mencionar, por otra parte, que su desarrollo de potencia no es muy grande.

Rotor Gorlov o helicoidal

Las palas de este tipo de generador eólico vertical se fabrican con forma helicoidal, lo que hace que la estructura de rotación sea uniforme, lo que, a su vez, reduce la carga sobre la zona de soporte. No obstante, la curvatura diagonal de las palas hace que acelere con facilidad, algo que permite una gran eficiencia en el flujo de viento.

Rotor de eje vertical

Las palas se ubican de forma vertical, ofreciendo un eje paralelo al eje vertical. Parecido al rotor Darrieus, permite una aceleración en la velocidad del trabajo, mostrando un diseño confiable a la vez que confiere una baja emisión de ondas sonoras.

Partes de los generadores eólicos verticales

Los aerogeneradores eólicos verticales pueden alcanzar las 20 toneladas de peso y algunos miden hasta 200 metros. En cualquier caso, su estructura suele ser compleja y esta siempre busca optimizar la generación de energía a través del aprovechamiento de la velocidad del viento. Las partes de un generador eólico vertical son las siguientes:

  • Base: parte esencial; la base debe ser fuerte para sujetar bien el aerogenerador vertical, por lo que incluye cimentación subterránea de hormigón armado.
  • Torre: es la parte que también soporta el gran peso del aerogenerador o y que hace que las palas estén elevadas sobre el suelo. También está construida de hormigón armado y generalmente suele estar hueca, para que se pueda acceder a la góndola del aerogenerador.
  • Palas y rotor: las palas se fabrican en poliéster con refuerzos de fibra de carbono o vidrio y deben disponer de una amplia suavidad de giro. Por su parte, el rotor se sitúa a barlovento de la torre para reducir la carga cíclica.
  • Góndola: es el cubículo que gira alrededor de la torre para que la turbina mire en dirección al viento. Aquí se ubica el eje principal, la caja de cambios, el generador, el freno, el mecanismo de giro y el sistema de control.
  • Caja de cambios: adecúa la velocidad del giro del eje principal.
  • Generador: existen tres tipos de turbinas en los aerogeneradores actuales, que se diferencian únicamente en el comportamiento del generador cuando se expone a vientos demasiado fuertes y trata de evitar sobrecargas. Los sistemas son los generadores de inducción de jaula de ardilla, los generadores de inducción bifásica y los generadores síncronos.
  • Sistema de frenado: sistema de seguridad con discos que se usa en caso de emergencia o de mantenimiento para que la estructura no se dañe. El objetivo es frenar y paralizar el equipo para evitar problemas y daños, es decir, frena su funcionalidad, como su propio nombre indica.
  • Sistema de control: controla y automatiza el generador eólico vertical.

Funcionamiento del generador eólico vertical

Para comprender su eficiencia y funcionamiento, conviene conocer el principio por el que se rige. Y es que, toda corriente de aire encuentra obstáculos. En el caso de los aerogeneradores, dichos obstáculos aparecen en forma de pala de turbina eólica.

De esta manera, al golpear con la superficie de las palas del aerogenerador, el viento crea una presión. La influencia de esta presión hace que el rotor gire y se transmita por medio de una caja de cambios al generador, que es el que genera la corriente eléctrica.

Ventajas de los generadores eólicos verticales

Los generadores eólicos verticales proporcionan diversas ventajas en el proceso de generación de energía eléctrica. Entre ellas, destacan:

  • Su tamaño es menor.
  • Siempre funcionan, aunque la fuerza del viento sea baja. En este sentido, no importa la condición atmosférica, ya que puede generar energía con cualquier tipo de viento.
  • No hacen ruido, dado que no llegan siquiera a los 20 dB.
  • Emiten una cantidad de radiación electromagnética muy baja.
  • No obstaculizan el vuelo de las aves.
  • Los costes de mantenimiento y operativos son bajos.

A pesar de las ventajas que presentan los generadores eólicos verticales, cabe mencionar que los aerogeneradores horizontales son más eficientes, porque alcanzan una mayor velocidad de rotación y, gracias a la elevación de la construcción de estos aerogeneradores, se aprovecha más el aumento de la velocidad del viento.

En Cuerva somos expertos en la generación de energía renovable, entre ellas, la energía eólica. Sin ir más lejos, contamos con varios parques eólicos, como el Parque Eólico Experimental de Guadix, además de los parques de Mamut, Alba de Tormes o el parque eólico Antonio Valverde de Aldeire, nuestro activo eólico más reciente, que producen un total de 28 GWh por año, lo que representa la tecnología eólica como un 29% del total de nuestra producción. Asimismo, diseñamos, planificamos y ejecutamos planes de mantenimiento continuo en todos nuevos activos y en centrales de generación renovable externas. Planes integrales, predictivos, preventivos y correctivos. ¿Quieres convertir tu energía en algo mejor? Te ayudamos.

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Sobre el autor

María Dolores Delgado, Responsable de Generación Renovable en Cuerva
María Dolores Delgado Domínguez, Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos por la Universidad de Granada, es jefa de Desarrollos Renovables en Cuerva. Se incorporó a Cuerva en 2016 y en la actualidad, dirige el desarrollo los proyectos de generación renovable de la compañía, en las tres tecnologías: solar, eólica e hidroeléctrica; incluyendo la evaluación del emplazamiento, la toma de posesión de terrenos y la obtención de todos los permisos necesarios para la construcción y puesta en marcha de las instalaciones.
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