En este artículo aprenderemos el principio de funcionamiento de una turbina eólica de eje horizontal, que es la más comúnmente utilizada. Las turbinas eólicas extraen la energía cinética del viento y la transforman en electricidad. Cuando el viento de alta energía pasa sobre las aspas especialmente diseñadas de la turbina, se genera una fuerza de sustentación que hace girar la hoja. Esta rotación a baja velocidad se transforma en alta velocidad mediante un mecanismo de engranajes dentro de la góndola.
Un generador dentro de la góndola transforma la energía mecánica en energía eléctrica. Sin embargo, la velocidad del viento puede cambiar en cualquier momento, por lo que se utiliza un mecanismo de orientación para asegurar que la turbina esté siempre en dirección al viento, asegurando así una extracción máxima de energía. La potencia producida por la turbina eólica es altamente sensible a la velocidad del viento, por lo que es necesario tener un mecanismo adecuado para evitar fluctuaciones indeseables en la producción de energía.
La turbina eólica comienza a funcionar solo cuando alcanza una velocidad mínima de viento, llamada velocidad de arranque. Entre la velocidad de arranque y la velocidad nominal, la producción de energía varía. Después de la velocidad nominal, la producción de energía se mantiene constante ajustando el ángulo de las palas mediante un controlador. Velocidades del viento más altas pueden ser peligrosas para las turbinas eólicas, por lo que se apaga la producción de energía después de un límite máximo.
En resumen, la producción de energía de una turbina eólica varía con la velocidad del viento, y un perfil de producción de energía suave es deseable. El rendimiento máximo de una turbina eólica puede ser alcanzado en condiciones ideales, donde la turbina gira a alta velocidad y tiene un número infinito de palas. Sin embargo, en la realidad, el rendimiento de las turbinas eólicas es mucho menor debido a diversos factores de diseño. En el próximo artículo, exploraremos los factores que afectan el diseño de las turbinas eólicas.
