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¿Cómo funciona la energía eólica como fuente de energía viable?

¿Cómo funciona la energía eólica como fuente de energía viable?

La energía eólica es el proceso de aprovechar la energía mecánica del viento y transformarla en energía eléctrica. Si se ha dedicado a la energía verde y sostenible, o tal vez ha tomado una clase sobre el tema, entonces sabe que la reputación de la energía eólica está ahí arriba con la energía solar e hidráulica. Es una de las formas de energía más limpias, 100% libre de emisiones y residuos. También se estima que produce casi el 20% de la electricidad mundial. Antes de investigar el funcionamiento de un molino de viento, veamos primero cómo las turbinas eólicas producen electricidad.

¿Cómo producen electricidad las turbinas?

Una turbina es una máquina diseñada para capturar cierta cantidad de energía de un fluido en movimiento (como un líquido o un gas) para que pueda ser utilizada. La turbina de un molino de viento es uno de los tipos de turbina más simples. Las enormes palas del rotor que se ven en la parte delantera del molino de viento son la parte de la turbina del molino de viento. Las aspas están diseñadas con una forma curvada especial, similar a la de las alas de un avión.

Cuando el viento sopla más allá de las alas de un avión, proporciona una fuerza ascendente llamada elevación. El mismo viento que sopla sobre las palas de un molino produce un efecto de rotación sobre ellas. La cantidad de energía cinética que pierde el viento es casi la misma que la cantidad de energía cinética que recibe el molino, con la excepción del hecho de que se producen ciertas pérdidas de energía (como la fricción). La cantidad de energía que produce un molino de viento es directamente proporcional al área por la que pasan las palas del rotor. En otras palabras, cuanto más largas sean las palas, más energía podrá producir la turbina de un molino de viento. El factor que juega un papel clave en la producción de energía eólica es la velocidad del viento en sí. De hecho, si la velocidad del viento se duplica, la turbina será capaz de producir 8 veces la cantidad de energía que produce a la velocidad estándar del viento (la mitad de la velocidad). El otro término utilizado para la turbina es "palas del rotor".

Partes clave de un molino de viento

Aunque existen diferentes tipos de molinos de viento, en esta sección nos centraremos principalmente en el funcionamiento de un molino de viento horizontal. Como ya hemos visto, las palas de la turbina giran aprovechando la energía cinética del viento. Aunque las palas del rotor giran a velocidades muy altas, están soportadas por un eje de transmisión central que soporta las palas. El eje central o el eje de accionamiento gira muy lentamente en comparación con la turbina.

Cuchillas

En los aerogeneradores más modernos, las palas pueden girar sobre el buje en la parte delantera para encontrar el viento en el mejor ángulo o inclinación para que pueda aprovechar la energía del viento de la mejor manera posible. Este giro de las palas para hacer frente al viento en el ángulo correcto se conoce como el mecanismo de control de la inclinación. El mecanismo de control del paso de las palas se consigue con la ayuda de pequeños motores eléctricos o cilindros hidráulicos que controlan el giro con un control eléctrico preciso. Las turbinas más pequeñas tienen más control mecánico sobre su pivote, mientras que algunas otras no tienen ningún pivote.

Barquilla

A continuación, nos trasladamos al cuerpo principal del molino, conocido como barquilla. La góndola contiene dos componentes principales: la caja de cambios y el generador. La caja de engranajes convierte la rotación de baja velocidad del eje impulsor en rotaciones de alta velocidad que son lo suficientemente rápidas como para hacer funcionar con éxito un generador. La tasa de conversión usual de la caja de engranajes es de aproximadamente 16 rpm (rotaciones por minuto) del eje impulsor a aproximadamente 1600 rpm para el generador. El generador se coloca justo después de la caja de cambios en la góndola. Los generadores de los molinos de viento pueden producir 2 millones de vatios de energía a 700 voltios a la máxima capacidad bajo altas velocidades de viento.

Anemómetro

La siguiente parte importante en un molino de viento es el Anemómetro. El anemómetro es un dispositivo automático de medición de la velocidad que se coloca en la superficie de la góndola en la parte posterior. El anemómetro proporciona mediciones de la velocidad y dirección del viento. Utilizando estos parámetros, toda la góndola, junto con las palas, puede moverse con la ayuda de un motor de guiñada. El motor de guiñada se monta entre la góndola y la torre.

Si hay demasiado viento o si el clima es turbulento, se aplican frenos para evitar que el molino sufra daños. Esto se utiliza por razones de seguridad, ya que el aparato del molino de viento puede sufrir daños a velocidades tan altas. Los frenos también se aplican cuando se van a realizar comprobaciones de seguridad y trabajos de mantenimiento en el aerogenerador. La corriente eléctrica producida por un molino de viento se lleva a un transformador elevador, que aumenta el voltaje de la electricidad muchas veces. Esto es para que pueda ser efectivamente transmitido a la red a grandes distancias. Desde la red, la electricidad se transmite a varias subestaciones más pequeñas, que la distribuyen para el consumo doméstico e industrial.

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Creado por SuperredTV el 10/5/2018.