Eólica

Una turbina eólica de hélice vertical no es adecuada para su hogar

Una turbina eólica de hélice vertical, así como los otros tipos de turbina eólica de eje vertical (VAWT) se están volviendo muy populares ahora, pero no son adecuados para su hogar y esta es la razón …

Primero, un par de definiciones para que podamos acordar de qué estamos hablando:

El eje del rotor de una turbina eólica vertical gira perpendicularmente a la superficie de la tierra. El eje del rotor de una turbina eólica horizontal gira paralelamente a la superficie de la tierra.

Las verticales se han apodado “batidores de huevo” por su aspecto y las turbinas horizontales se parecen al clásico molino de viento.

Las turbinas eólicas horizontales y verticales son similares en las siguientes formas:

1. Los mismos componentes básicos: sistema de cuchillas, generador, controlador y caja de cambios.

2. Ambos pueden ser demasiado ruidosos.

Ahí es donde terminan las similitudes.

Estos son los pros y los contras de las turbinas eólicas verticales para el hogar, para que pueda decidir por sí mismo:

Las ventajas de los sistemas verticales son:

1. Las verticales manejan el flujo turbulento mejor que las turbinas horizontales.

2. Las verticales generalmente se ubican más cerca del suelo, por lo que son más fáciles y más baratas de acceder cuando surgen problemas.

3. Son indiferentes a la dirección del viento: no tienen que “encontrar” el viento con cola

4. Más seguro para pájaros y murciélagos.

Las desventajas de los molinos de viento verticales son:

1. Cuesta mucho más.

2. Las verticales funcionan con un par muy alto, por lo que es difícil hacer que las aspas giren en condiciones de poco viento.

3. Las tensiones que les impone el tipo de viento en el que tienden a operar son mucho mayores que con los dispositivos de eje horizontal.

4. Las clasificaciones de eficiencia son más bajas con las verticales que con las horizontales.

Discusión más profunda de los problemas:

Para turbinas pequeñas para uso doméstico, las turbinas eólicas de eje vertical simplemente no son tan eficientes para generar energía como los sistemas de eje horizontal.

Hay 3 factores principales que contribuyen a la ineficiencia del molino vertical:

1. Falta de asistencia aerodinámica para girar los rotores de estilo “Savonius”.

2. Tensión que causa daños en el eje y los cojinetes debido al mayor torque.

3. Los molinos de viento de eje vertical tienden a montarse más cerca del suelo o en techos donde el aire es más turbulento. No residen en la altitud más alta que ofrece el viento constante y constante que es rico en energía.

Más sobre el primer factor: hay 2 categorías principales de diseño de sistemas verticales:

1. Los rotores sabrosos, que se parecen visualmente a un barril de 55 galones de alguna manera, se cortan por la mitad. Los sistemas de rotor Savonius son muy ineficientes (5-10% de eficiencia) porque no tienen asistencia de giro desde superficies aerodinámicas. La mayoría de los nuevos sistemas verticales son rotores tipo Savonius.

2. Rotores Darrieus, que parecen un batidor de huevos. Estos sistemas pueden acercarse a las eficiencias de los sistemas de eje horizontal porque sus aspas están diseñadas con propiedades aerodinámicas (crean elevación). (Los sistemas horizontales son teóricamente capaces de hasta un 59% de eficiencia). La turbina eólica de hélice vertical es de este tipo y puede demostrar eficiencias en el rango del 30%.

Con respecto al segundo factor, la eficiencia se ve afectada negativamente debido a las tensiones aplicadas a los sistemas verticales y al desgaste resultante. La forma en que las turbinas eólicas verticales se comercializan para los consumidores es que se pueden montar en un techo o muy cerca del suelo, eliminando así el gasto adicional de una torre. La baja altura de montaje afecta negativamente la eficiencia de dos maneras:

1. El viento que está cerca del suelo es turbulento y hace que la unidad se detenga / arranque y cambie la dirección de rotación con frecuencia. Esto causa desgaste mecánico en los cojinetes en la parte superior e inferior del eje del rotor, reduciendo la vida útil de la turbina.

2. La forma en que los fabricantes compensan el desgaste adicional es reforzando los materiales en la construcción de la turbina. Esto, por supuesto, hace que la turbina sea más cara.

Y, finalmente, el tercer factor: el viento cerca del suelo es caótico y turbulento debido a la interferencia de edificios y árboles. Ese entorno turbulento no es tan eficiente en ninguna parte como una turbina que funciona más arriba de la línea de árboles. Ahí es donde está la mayor parte de la energía eólica: más arriba, donde no hay obstrucciones para reducir la velocidad o hacer que se desvíe alrededor de los objetos y cambie de dirección.

Si las turbinas eólicas de eje vertical no son eficientes para producir electricidad, ¿por qué se están volviendo tan populares entonces?

Creo que hay 2 buenas razones:

1. Son más atractivos estéticamente que los dispositivos de eje horizontal. Estudios recientes en Europa han demostrado que incluso son algo hipnóticos debido al “efecto de frecuencia”. Calman como mirar las olas en la playa en la psique humana. No cambian ni cambian de dirección como lo hacen las horizontales que tienen cola. Ellos solo giran. Entonces, nos gusta verlos hacer su trabajo.

2. Además, el mito de que pueden trabajar cerca del suelo. Teóricamente, creemos que si pudiéramos desplegar un ejército de estos dispositivos en todos los techos, podríamos resolver la crisis energética.

Son fáciles de armar y poner en funcionamiento y no suelen estar montados en una torre. Eso los hace atractivos para aquellos que desean participar en energía eólica y renovable, pero no desean la molestia de un proyecto importante con un estudio de factibilidad para optimizar el viento, verter una base para una torre eólica y los costos de mantenimiento asociados con mayores sistemas de energía en el hogar.

La conclusión es la turbina eólica de hélice vertical y otros sistemas de viento de eje vertical para el hogar aún no están listos para el horario estelar.

Si su objetivo es crear una gran cantidad de energía eléctrica para su hogar a un precio que permita una recuperación antes de la vida útil del molino de viento, los verticales están fuera. La única buena opción por ahora es comprar o construir un sistema probado y verdadero de eje horizontal.

Sin embargo, si su objetivo es comenzar rápidamente y comenzar a generar energía eléctrica a partir del viento y no va a obsesionarse con los números, la hélice vertical y otras turbinas de eje vertical le harán sentir bien que está participando en renovables creación de energía y tomar alguna acción.

Solo podemos esperar que los fabricantes de aerogeneradores de hélice vertical continúen refinando sus diseños y superando estos aspectos negativos. Si eso sucede y se vuelven mucho más baratos, la promesa de una “turbina eólica en cada techo” puede ser una realidad algún día.

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