Rotor Savonius

Los rotores Savonius son un tipo de turbina eólica de eje vertical usadas para convertir el poder del viento en torsión sobre un eje rotatorio. Fueron inventadas por el ingeniero finlandés Sigurd J. Savonius en el año 1922.

Las Savonius son una de las turbinas más simples. Aerodinámicamente, son dispositivos de arrastre o resistencia que constan de dos o tres palas. Mirando el rotor desde arriba, las palas forman la figura de una S. Debido a la curvatura, las palas experimentan menos resistencia cuando se mueven en contra del viento que a favor de él. Esta diferencia causa que la turbina Savonius gire. Como es un artefacto de arrastre, la Savonius extrae mucho menos de la fuerza del viento que las turbinas de sustentación con similar tamaño. Por otro lado, no necesitan orientarse en la dirección del viento, soportan mejor las turbulencias y pueden empezar a girar con vientos de baja velocidad. Es una de las turbinas más ecónomicas y más fáciles de usar.

Multipala americano.

Las primeras bombas eólicas aparecieron en Estados Unidos en 1854, y fueron desarrolladas por Daniel Halladay. Se trataba de rotores de múltiples alabes (multipala) acoplados a una bomba de pistón (Fig. I-15).

En 1884, Steward Perry fabricó otro modelo con alabes metálicos. Ese molino, conocido como «multipala americano», era un molino mucho más ligero que sus antecesores y llegó a convertirse en el molino de viento más extendido de cuantos hayan existido. Tenía un rotor de 3 metros de diámetro, un número de palas que oscilaba entre 18 y 24 e iba montado sobre un eje horizontal en la parte superior de una torre metálica (Fig. I-16).

¿Cómo funciona un aerogenerador?

Todos hemos hecho funcionar molinillos de papel, observando como la fuerza del viento provoca un movimiento circular en el eje del molinillo. Los aerogeneradores funcionan igual, pero a una escala mucho mayor.

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Un aerogenerador moderno está diseñado para captar con la máxima eficacia posible la energía contenida en la presión del viento.

• La altura de la columna sobre la que se asienta la barquilla (hasta 90 metros) permite la instalación de aspas enormes, de hasta 45 metros de largo. La superficie de captación del viento (el círculo que cubren las aspas) es proporcionalmente grande, y por ende la cantidad de energía «atrapada».
• El lento giro de las aspas debe convertirse en un giro rápido para que el generador de electricidad trabaje correctamente. Esto se consigue mediante una serie de engranajes reductores, como los que en una bicicleta transmiten el giro de la pedalada a las ruedas.
• Las aspas son aerodinámicas, como las alas de un avión. Su diseño las fuerza a girar aun cuando el viento que reciban sea débil. Con vientos muy fuertes, la máquina debe pararse para evitar daños.

Los aerogeneradores domésticos son versiones a escala reducida de los enormes modelos que pueblan los parques eólicos.

SISTEMAS DE LOS AEROGENERADORES.

• Sistema de captación.- Rotor compuesto por una o varias palas unidas buje que tienen como misión transformar la energía cinética en energía mecánica.

• Sistema de orientación.- Sólo se utiliza en los aerogeneradores de eje horizontal para situar el rotor en la dirección del viento.

• Sistema de regulación.- Su misión es controlar la velocidad de rotación en el eje del motor, especialmente cuando los vientos son fuertes y pueden hacer peligrar la estructura.

• Sistema de transmisión.- Transmiten la energía mecánica conseguida en el eje del generador para producir energía eléctrica o trabajo mecánico.

Aerogenerador. Partes

Cada aerogenerador está constituido por los siguientes elementos básicos:

Torre.-Soporte capaz de aguantar el empuje del viento. Tiene cierta altura para evitar las turbulencias que se producen al ras del suelo.

Góndola.- esta estructura transmite las cargas del rotor mediante un tren de conversión al generador eléctrico.

El buje tiene como misión fijar las aspas o hélices al eje. Se subdividen en función del número de palas. Las palas se deben fabricar con materiales resistentes, rígidos, y de reducido peso. Los materiales más empleados son las resinas, fibra de vidrio reforzada y aceros ligeros. Debido a los cambios imprevisibles de la intensidad y la dirección del viento se requieren orientadores y engranajes multiplicadores entre la hélice y el generador para conseguir un ritmo de revoluciones constante.

¿Qué es el viento?

El viento está siempre presente en la superficie de la tierra. Es caprichoso, nunca se sabe con antelación cómo va a soplar, pero aún así fue el que permitió a los grandes navegantes de los siglos XV y XVI dar la vuelta al mundo.

El viento es aire que se mueve de un lugar a otro, bien sea de una ligera brisa o de un fuerte huracán. Tiene una procedencia directa de la energía solar. El calentamiento desigual de la superficie de la tierra produce zonas de altas y bajas presiones, este desequilibrio provoca desplazamientos del aire que rodea la tierra dando lugar al viento.

Además, en verano y durante el día, el sol calienta el aire sobre la tierra firme más que el que está sobre el mar. El aire continental se expande y eleva, disminuyendo así la presión sobre el terreno, provocando que el viento sople desde el mar hacia las costas. Lo contrario ocurre durante la noche, especialmente en invierno, donde la tierra se enfría más rápidamente que el mar.

Parques eólicos.

Un parque eólico es una instalación en la que se aprovecha la energía del viento para generar energía eléctrica. Está constituido por un conjunto de aerogeneradores en los que el movimiento de las aspas se aprovecha para obtener energía eléctrica.

• ¿Por qué tres palas?

  Cuando los ingenieros diseñan los aerogeneradores, deben tener en cuenta que el número de palas óptimo de la turbina depende de:

  • La velocidad del viento.
  • La estabilidad cuando se mueve.
  • El rendimiento.
  • El peso y el precio de los materiales.

  Cuando el viento tiene velocidades muy altas, es suficiente con un número pequeño de palas. Además, los aerogeneradores con un número impar de palas son más estables.

Cada aerogenerador está constituido por los siguientes elementos básicos:

INSTALACIÓN: Parques eólicos.

IMPACTO ATMOSFÉRICO:

• Ruido.

• Muerte de aves al impactar con las aspas.

IMPACTO ACUÁTICO: Limpia.

IMPACTO TERRESTRE: Contaminación visual e impacto paisajístico.

Energía Eólica. Cuestiones de repaso.

En el siguiente pdf podéis encontrar las cuestiones que os ayudaran a repasar y reforzar lo visto en clase.

Energía Eólica – Aerogeneradores.

Una infografía muy completa sobre todo el tema de energía eólica y aerogeneradores.  En ella podéis encontrar información sobre que es la energía eólica, ventajas e inconvenientes, evolución, parques eólicos, marítimos, aerogenerador, etc.

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Aerogeneradores, ¿Por qué tres palas?

Cuando los ingenieros diseñan los aerogeneradores, deben tener en cuenta que el número de palas óptimo de la turbina depende de:

• La velocidad del viento.
• La estabilidad cuando se mueve.
• El rendimiento
• El peso y el precio de los materiales.

Cuando el viento tiene velocidades muy altas, es suficiente con un número pequeño de palas. Además, los aerogeneradores con un número impar de palas son más estables.

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