Tipos de molinos eólicos: maximiza la producción de energía eléctrica

“Con mucha diferencia, los molinos eólicos más utilizados en la actualidad son los de eje horizontal, orientados a barlovento. Estos son de tipo tripala y de alta potencia, por encima de los 1.000 kW (kilovatios)”, explica Tomás Romagosa, director técnico de la Asociación Empresarial Eólica (AEE) española.

Más allá de esta explicación técnica, ya son como de la familia y forman parte del paisaje en cualquier país que impulsa la sostenibilidad, entre otras cosas, con inversión eólica. “Es el tipo de aerogenerador instalado en la práctica totalidad de losparques eólicos de todo el mundo”, añade el experto.

Son molinos que se han convertido en gigantes, las palas terrestres ya superan los 75 metros de longitud y las marinas alcanzan los 100. Pero tienen hermanos pequeños también de eje horizontal, paralelo al suelo. Se trata de aerogeneradores con potencias pequeñas (de 1 a 100 kW, la gama minieólica) o medianas (de 100 a 1.000 kW). Estas se suelen utilizar en autoconsumo urbano o rural. Además, pueden usarse para suministro de instalaciones industriales de un tamaño accesible.

Ante la minieólica se despliega un futuro prometedor. Según Red Eléctrica Española, los equipos modestos, de 1,5 a 3 kW, son los más populares y se emplean como complemento para reducir la factura de la luz o combinarse con paneles solares fotovoltaicos.

Eje vertical y prototipos de molinos eólicos

Por su parte, los aerogeneradores con su eje en posición vertical “se usan sobre todo en pequeñas instalaciones y prototipos experimentales”, indica Romagosa. Tienen ventajas: son capaces de captar viento en cualquier dirección, no necesitan orientarse de cara, como los de eje horizontal, y su construcción, montaje y mantenimiento resultan más sencillos porque la conexión con el generador eléctrico puede realizarse a ras de suelo. Entre los inconvenientes, su mayor fatiga mecánica.

Los verticales se dividen a su vez en tres tipologías: savonius, con dos palas en forma de semicírculos; el giromil monta palas verticales unidas al eje mediante dos barras; y el darrieus, dos o tres palas biconvexas (con dos superficies convexas opuestas).

A partir de ahí, la imaginación al diseño. Existen prototipos y nuevos modelos de aerogeneradores como Vortex, de la empresa Deutectno, que prescinde de las partes móviles (sería más barato de producir a gran escala) y genera electricidad a partir de la vibración que produce el viento en un cilindro central semirrígido anclado al terreno. O el proyecto Wind Tree, que incorpora decenas de pequeñas palas con forma a mitad de camino entre hoja y caracola, que hacen de turbinas verticales y serían capaces de generar energía incluso con brisas mínimas.

Molinos eólicos más robustos

Otra clasificación específica atañe a las condiciones meteorológicas que deben soportar los aerogeneradores: a vientos más agresivos, mayor robustez de la maquinaria. La norma internacional IEC 61400 establece hasta seis tipologías, tres en función de la velocidad (Clases I, II y III) y otras tres según la intensidad de las turbulencias, es decir, los torbellinos que genera el flujo del aire (categorías A, B y C).

“A la hora de elegir el aerogenerador más adecuado para un determinado emplazamiento, se analizan estos dos parámetros para seleccionar la categoría capaz de maximizar la producción de energía”, explica la AEE.

Desafíos a la tecnología en la energía eólica: costes y generadores eólicos

¿Qué retos afrontan los aerogeneradores dominantes, de eje horizontal, en las grandes instalaciones? Según la plataforma tecnológica Reoltec, se trata de lograr el más difícil todavía: seguir reduciendo costes de inversión y por lo tanto de la energía eléctrica producida (el mejor aliado de su expansión, como en todas las energías renovables) y al mismo tiempo aumentar el tamaño de los componentes.

Con un reto añadido: aligerar el peso de estructuras fijas y móviles cada vez mayores, como las góndolas (el cuerpo que contiene la maquinaria) y las palas, gracias a la evolución de materiales cada vez más resistentes como las fibras de vidrio y de carbono además de nuevas mezclas de resinas y poliésteres. Y también diseños innovadores como las palas segmentadas en dos partes para aumentar su longitud y facilitar su transporte, junto con perfiles más aerodinámicos para captar mejor la energía.

El sector eólico ‘offshore’ redobla el reto y trabaja para desarrollar plataformas operativas sobre profundidades superiores a 50 metros y además flotantes, sin necesidad de cimentarse en el fondo marino.

Aprovechar el viento para contribuir con el medioambiente

¿Por qué esa tendencia al crecimiento de los aerogeneradores? De acuerdo con Reoltec, “el incremento del diámetro del rotor aumenta el área de barrido para captar más viento en ubicaciones de vientos bajos y medios, los dominantes en la mayoría de ubicaciones, con el objetivo de optimizar la producción eléctrica”.

Sea cual sea el tipo de aerogenerador utilizado en pequeñas instalaciones de autoconsumo o grandes despliegues industriales, siempre son una buena noticia. De acuerdo con la AEE, en 2030 los aerogeneradores podrían reducir en un 45% las emisiones de dióxido de carbono (CO2) asociadas a la generación eléctrica.