¿Qué es una turbina eólica de eje vertical?

Típicamente construido con solo dos o tres palas, una turbina eólica de eje vertical (VAWT) es un tipo de turbina eólica en la que el eje del rotor principal funciona verticalmente en lugar de horizontalmente. Aunque existen diferentes estilos de este tipo de turbinas, una versión se parece mucho a un batidor de huevos. Su movimiento, por otro lado, es similar a una moneda que gira sobre su borde.

Cuando la mayoría de las personas escuchan la frase "turbina eólica", visualizan una turbina eólica de eje horizontal (HAWT). Un HAWT se parece mucho a una hélice de avión. La razón por la cual las personas asocian estrechamente un HAWT con el concepto de aerogenerador es simplemente porque el aerogenerador de eje vertical no es tan común como su contraparte horizontal. De hecho, los VAWT generalmente no se usan con fines comerciales, y rara vez están conectados a redes de energía eléctrica.

Por supuesto, a pesar de sus diferencias de apariencia y sus distintos modos de operación, tanto el VAWT como el HAWT generan electricidad al convertir la energía del viento en par mediante un eje giratorio. Es decir, el viento hace girar las aspas de la turbina eólica alrededor del rotor de la turbina. Ese rotor, a su vez, está conectado al eje principal de la turbina, y ese eje principal alimenta un generador, que genera la electricidad.

Hay algunos beneficios inherentes al diseño de la turbina eólica de eje vertical. El generador y la caja de engranajes de la turbina se pueden colocar cerca del nivel del suelo, lo que facilita el mantenimiento y reduce los costos iniciales de construcción. Tampoco necesitan enfrentar el viento como HAWT, lo que aumenta su capacidad de aprovechar la energía del viento y, por lo tanto, mejora su confiabilidad general. Los fabricantes también argumentan que el VAWT es menos ruidoso que su contraparte HAWT.

Sin embargo, la principal desventaja asociada con la turbina eólica de eje vertical es que su eficiencia se reduce porque las velocidades del viento son más bajas cerca del suelo. Este tipo de turbina generalmente no puede producir tanta electricidad como el diseño HAWT. Los VAWT tampoco se inician automáticamente, lo que es un obstáculo para la conectividad de la red eléctrica. Por estas razones, la turbina eólica de eje vertical a menudo se selecciona para la instalación cuando el costo o la confiabilidad son lo más importante. Cuando el rendimiento total y la eficiencia son las consideraciones más importantes, generalmente se utiliza la turbina eólica de eje horizontal.

Se están realizando investigaciones sobre VAWT en un esfuerzo por aumentar su producción de energía y minimizar su ruido mecánico y aerodinámico. Los ingenieros esperan mejorar este tipo de aerogenerador para que eventualmente pueda ser ampliamente utilizado en paisajes urbanos donde el espacio para instalaciones de parques eólicos es limitado.

De los muchos tipos de diseño de aerogeneradores de eje vertical, los dos más comúnmente construidos son las turbinas Savonious y Darrieus. Un ingeniero finlandés llamado Sigurd J. Savonius inventó la turbina simple de arrastre en 1922, y el ingeniero francés Georges Jean Marie Darrieus inventó su turbina de tipo elevador más práctica en 1927. Otros tipos de diseño de aerogenerador de eje vertical incluyen el turby, la corriente silenciosa , aerotectura, giromill y cicloturbina.

Los cálculos detallados sobre la aerodinámica del rotor de la turbina eólica de eje vertical están disponibles en línea.