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La energía eólica se genera gracias a grandes equipos denominados aerogeneradores. Los aerogenerador ahí es se agrupan en parques eólicos. Sin embargo existen otras posibilidades de aprovechar la energía del viento a pequeña escala y con inversiones más reducidas.
Existen en el mercado turbinas eólicas pequeñas que presentan capacidades desde pocos vatios hasta 20 kilovatios.
El uso de estos equipos suele ser doméstico, en particular el uso más frecuente es la recarga de baterías. Los equipos algo más grandes son adecuados para pequeñas industrias edificios comerciales y viviendas.
Es arriesgado comentar el ratio de coste frente a otras tecnologías renovables como la energía solar o la biomasa, ya que el continuo avance y mejora de estas tecnologías hace fluctuar el precio de unos meses a otros. En cualquier caso si la localización dónde se pretende instalar este tipo de energía es adecuada probablemente se trate de una buena inversión a medio largo plazo.

Tipos de turbinas eólicas pequeñas

Generalmente, estos sistemas tienen un generador de imanes permanentes de accionamiento directo que limita las pérdidas mecánicas de transmisión. Los sistemas inferiores a 2 kilovatios presentan una capacidad entre 24 y 48 voltios. Están diseñados para cargar baterías o para un circuito de corriente continua compatible con la red de suministro.

Según la inclinación del eje de la turbina lo podemos clasificar en: turbinas eólicas de eje vertical y turbinas eólicas de eje horizontal

Turbinas eólicas de eje vertical

Los patrones de viento en un entorno urbano son complejos. Las corrientes de aire pasan alrededor y por encima de los edificios lo que genera turbulencias. Estas condiciones hacen que las turbinas eólicas de eje vertical sean más adecuadas que las turbinas de eje horizontal.
Las turbinas de eje vertical funcionan mejor con velocidades de viento más bajas y están menos sometidas a las tensiones ocasionadas por las turbulencias. Las turbinas eólicas de eje horizontal instaladas sobre los tejados de los edificios transmiten vibraciones poco recomendables para su estructura.
Las turbinas de eje vertical no son afectadas por los cambios de dirección del viento ni por las turbulencias. Son idóneas para colocarlas en los muros o en los tejados. Existen muchas referencias de turbinas de eje vertical colocadas en los laterales de las plataformas petrolíferas en el Mar del Norte.
Otra ventaja que presentan las turbinas eólicas de eje vertical consiste en que el generador de electricidad puede estar colocado debajo de los rotores, y por tanto, puede colocarse dentro de la envolvente del edificio.
Una posible combinación con la energía solar es la instalación de células fotovoltaicas en el exterior de los aerogeneradores verticales. De esta forma podríamos generar energía durante la noche.
Este tipo de aparatos son silenciosos, fiables, fáciles de instalar, y con bajo coste de mantenimiento.

Tipos de turbina eólicas pequeña vertical

La turbina helicoidal generalmente se instala sobre una torre pero también se puede insertar en el lateral de un edificio. Lo s principales tipos son:

  • Rotor-S presenta palas en forma de S
  • Rotor Darrieus consta de tres palas elípticas asistidas por un deflector eólico. Las tres palas verticales están ancladas a unas extensiones ubicadas en el eje central. Requiere un arranque asistido.
  • Turbina lange presenta tres palas con forma de vela
  • Turbina spiral flugel tiene unas para las gemelas que forman un perfil espiral
  • Turbina eólica swift se caracteriza por tener una tecnología de rotor aerodinámico silencioso. Está gestionado gestionado por un sistema de control electrónico. Tiene las ventajas de ser más silencioso con niveles inferiores a 35 decibelios y no transmite vibraciones.

Turbinas eólicas de eje horizontal

Las turbinas de eje horizontal son más frecuentes que las de eje vertical. Las turbinas de eje horizontal presentan sistemas de frenado eficientes ante una velocidad de viento excesiva. Existen varios sistemas siendo el más habitual la llamada posición helicóptero qué consiste en inclinar las palas para no presentar oposición a la fuerza del viento.

Un tipo de turbina de eje horizontal que destaca es Windsave Esta turbina empieza a generar energía con una velocidad del viento de 5 km por hora no obstante es más eficiente a 32 kilómetros por hora.

Ventajas de las turbinas de eje horizontal

  • Son más competitivas debidos a una mayor producción
  • Es una tecnología probada
  • Tiene arranque automático
  • Genera una alta producción

Inconvenientes de las turbinas de eje horizontal

  • Requieren un mástil alto
  • Requieren estructuras sólidas para el soporte
  • En entornos urbanos requieren cambios de orientación y de velocidad de la pala
  • Con frecuencia generan problemas de ruidos relacionados con el frenado con viento fuerte
  • Tiene mala integración visual con el edificio
  • Las turbinas de eje vertical son más adecuadas para entornos urbanos veamos sus ventajas
  • Mejor integración visual en el edificio
  • Son silenciosos

Ubicación de las turbinas eólicas pequeñas

La Universidad de Tecnología de Delft y Ecofys definieron cinco tipos de condiciones de los edificios para analizar el rendimiento de las turbinas eólicas. Esta clasificación se basa en el efecto que tienen los edificios sobre la velocidad del viento. Las cinco categorías son: receptores de viento, colectores de viento, distribuidores de viento, concentradores de viento, y aneheladores de viento.
Los receptores de viento son idóneos para las pequeñas turbinas. Generalmente son altos y se benefician de un flujo de viento libre. En estas ubicaciones pueden ser adecuados pequeños turbinas de eje horizontal.
Los edificios colectores de viento tienen un perfil más bajo y pueden presentar turbulencias de viento. En estos lugares las turbinas de eje vertical alcanzan su máximo potencial.
Los edificios distribuidores de viento se encuentran en áreas industriales y parques de oficinas.
En los edificios concentradores de viento los tejados presentan una altura relativamente uniforme y sus construcciones están ampliamente espaciadas. Esto favorece la presencia de fuertes vientos y turbulencias.
La última categoría, los anheladores de viento, se refiere a edificios de escasa altura.
La tendencia actual consiste en estudiar condiciones de viento más fuertes en entornos urbanos. El motivo se debe a que las predicciones del cambio climático prevén que las velocidades del viento aumentaran a medida que la atmósfera se caliente y la consecuencia serán vientos con mayor intensidad.

 

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