¿Qué es una turbina de hélice?

Una turbina de la hélice pertenece a un grupo de máquinas que convierten la energía de flujo o fluido de gas en movimiento de rotación. Como indica esta descripción, estas máquinas se dividen en dos categorías básicas: turbinas de hélice de viento o agua. La fuerza de rotación que producen estas máquinas se usa más comúnmente para generar energía eléctrica y, en menor medida, entrega un trabajo mecánico. Ejemplos comunes de variantes de trabajo mecánico de la turbina de la hélice son molinos de viento y ciertos tipos de molinos impulsados ​​por el agua. Debido a la naturaleza abundante, renovable y barata de la fuente de energía de la turbina de la hélice, es uno de los métodos de producción de energía más rentables y ecológicos jamás idados.

Una turbina de hélice aplica la teoría de la hélice convencional en reversa para aprovechar la energía cinética latente en los flujos de gas y líquidos. Las hélices consisten en un eje central con un mínimo de dos cuchillas o paletas en forma de perfil aerodinámica opuestos. Estos generalmente son girados por una energía externaFuente para producir empuje empujando o desplazando el aire o el líquido sobre las cuchillas. En una turbina de hélice, este principio se voltea; Un flujo o aire o líquido desplaza las cuchillas que les hacen girar el eje.

Las turbinas eólicas se usan ampliamente en todo el mundo para aprovechar la energía eólica para generar electricidad, manejar fábricas o bombear agua. Las turbinas de hélice impulsadas por el viento pueden ser de diseño de eje horizontal o vertical. La variante más fácilmente reconocida es la turbina del eje horizontal que incluye molinos de viento tradicionales y generadores de viento con hélices tipo aeronaves. Igualmente efectivos son la nueva generación de diseños de eje vertical que cuentan con paletas planas o curvas que conducen un eje vertical. Estos incluyen la paleta curva Savonio, la giromill de paleta plana y los distintivos tipos de Darrieus "Eggbeater".

Las turbinas horizontales más antiguas requieren que la cabeza de la turbina se mantenga convertida en el viento altodos los tiempos. En el caso de ejemplos más pequeños, un timón de estilo de paleta de clima simple gira la cabeza de turbina giratoria. Las turbinas más grandes utilizan un sistema de sensores de viento y servomotores para mantener la hélice convertida en el viento. La mayoría de los diseños de turbina de hélice impulsados ​​por el viento hacen uso de una caja de cambios para conducir el generador o la bandeja de la bomba a la velocidad correcta.

Las turbinas de hélice impulsadas por el agua se asocian comúnmente con grandes plantas de generación hidroeléctrica, aunque hay varias aplicaciones industriales y agrícolas más pequeñas. Estas turbinas funcionan de la misma manera que sus hermanos impulsados ​​por el viento, aunque su diseño básico difiere sustancialmente. Estas máquinas son generalmente mucho más grandes y presentan diseños de cuchillas que son típicamente más cortos que las variantes impulsadas por el viento. La más común de estas turbinas impulsadas por el agua más grandes es la turbina Kaplan. Las turbinas de Kaplan son unidades de reacción de baja cabeza, alto flujo y reacción utilizadas en la mayoría de las instalaciones hidroeléctricas grandes.

La variante de Kaplan presenta anuncios de lanzamientoLas cuchillas justables que conducen a niveles de eficiencia típicamente superiores al 90 por ciento en una amplia gama de niveles de agua y condiciones de flujo. Una gran parte de la eficiencia se logra mediante una ruta de flujo de agua cuidadosamente diseñada que hace que el fluido de salida se desacelere. Esta desaceleración conduce a una transferencia de la cantidad máxima de energía cinética al mecanismo de la hélice. Las turbinas de Kaplan pueden producir potencias de 100 megavatios (100,000,000 vatios) o más.

La turbina de la hélice aprovecha las fuentes de energía que son renovables y libres o extremadamente baratos en comparación con las opciones de combustible fósil. Los avances en las tecnologías utilizadas en estos dispositivos extienden continuamente los límites de su eficiencia y capacidad, y pueden ser un reemplazo viable para el combustible convencional en el futuro cercano. La tecnología de turbina de hélice también se está volviendo cada vez más accesible, lo que mejora aún más su papel en el ámbito de un escenario de suministro de energía más limpio y ecológicamente amigable.

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