06 enero 2012

Guía para la construcción artesanal de una turbina eólica doméstica (1ª PARTE)




¿Puedo usar un pequeño generador eólico para obtener la energía que necesito en mi casa?

Cada vez es mayor el número de personas que se hacen esta pregunta, especialmente aquellas que viven en lugares con un régimen de viento propicio a la energía eólica. La respuesta es afirmativa si vivimos en un lugar en el que el viento aunque sea suave está presente casi todos los días del año.  Con vientos tan bajos como 2,4 m/s pueden arrancar las pequeñas turbinas y funcionan perfectamente con velocidades de 8,3 m/S.

La siguiente pregunta que nos haremos es el precio, y es posible que cuando lo consultemos veamos que si bien los precios han caído mucho, aún son algo caras para la simplicidad de estos dispositivos. Las más baratas entre otras cosas no resistirán vientos intensos (> 50 m/s) y las más robustas nos resultarán más bien caros.

Las turbinas eólicas de calidad y pequeño tamaño son caras porque no se aprovechan del factor escala de los proyectos energéticos y requieren bastante trabajo manual. Realmente están formadas por elementos que cuestan poco dinero. Sin embargo, la construcción de una turbina eólica doméstica es bastante sencilla y a nuestro parecer al alcance de todo aquel con una cierta habilidad para construirse sus propios aparatos. Es más, si construimos nuestra propia turbina podremos repararla fácilmente en caso de avería y sustituir un aspa que pudiera romperse.

Cierto es que diseñar una turbina eólica doméstica, conocer su eficiencia, estimar los resultados que obtendremos, construirla robusta y calcular la potencia teórica de nuestro diseño no está al alcance de todos. Sin embargo, es muy fácil fabricarla una vez que la tenemos bien dimensionada y disponemos de todos los componentes.

Para facilitar el diseño y construcción de una turbina eólica a personas principiantes con pocos conocimientos técnicos, pero hacerlo de una forma rigurosa, hemos elaborado esta guía. Creemos que siguiendo estas indicaciones podremos diseñar nuestra turbina e incluso calcular inicialmente la potencia que podremos obtener. Podremos comprar los materiales adecuados desde el primer momento y conseguir que la turbina funcione correctamente.

En ambientes con buena disponibilidad de viento podremos obtener excelentes resultados fabricándonos una turbina eólica. Pero para no tener que aprender a base de pruebas es importante que conozcamos las ideas esenciales sobre el funcionamiento de una turbina eólica y aprendamos a calcularla con facilidad.

1.      ¿Cuánta energía podemos producir y cuánta necesitamos?

Empezar a trabajar con pequeñas turbinas eólicas es algo sencillo al alcance de casi todo el mundo, pero siempre se plantean algunas preguntas elementales como punto de partida. Lo primero que suele cualquiera preguntarse es cuanta energía podemos producir y cuanta necesitamos para nuestras aplicaciones. Esta pregunta nos la hacen mil veces y no siempre es fácil de entender.

Lo mejor es hablar siempre en kWh, que es la unidad estándar de energía en el sistema métrico. Podemos mirar nuestra factura de la luz y saber cuánta energía estamos consumiendo. Esa es una referencia importante. Como orientación diremos que en España suele consumirse en torno a los 300 kWh una familia. Esto supone al año unos 3.600 kWh. En Estados Unidos el consumo que debe estimarse es sensiblemente mayor, del orden de 750 kWh al mes.

La siguiente pregunta es el tamaño de la turbina que necesitamos, tomando también como referencia esa cifra. El tamaño de la turbina (las aspas) nos determinará la capacidad del generador y según la velocidad de giro produciremos una cantidad de energía en kWh al año.

Como referencia diríamos que una turbina de 1,5 kilowatts podría cubrir las necesidades en un hogar que consuma alrededor de 300 kWh al mes en un sitio con 6,26 metros por segundo de velocidad promedio anual. Estos ratios son fiables para muchos lugares de España.

2.      Instalación independiente o híbrida

Cuando alguien se plantea usar energías renovables siempre intenta conseguir una independencia y autonomía total en la instalación que va a montar. En lugares con un régimen de vientos constante esto puede ser factible incluso para instalaciones de tamaño medio. Si el viento es irregular nos veremos obligados a invertir demasiado en bancos de baterías, en esos casos la opción más rentable es un sistema híbrido.

Con un sistema híbrido el aerogenerador estará aprovechando mucha energía pero no será necesario sobredimensionar la instalación. Actualmente existen muchas posibilidades para montar estos sistemas y conseguir ahorros muy importantes en la factura eléctrica. Tengamos el consumo que tengamos incorporar un sistema híbrido será siempre una excelente elección. Con uno de estos sistemas obtendremos ahorros que van del 50 al 90 %

3.      ¿Cómo funciona una turbina eólica?

El viento se genera por un calentamiento irregular de la superficie terrestre por parte del sol. Las turbinas eólicas convierten la energía cinética del viento en energía mecánica, la cual acciona un generador que produce energía eléctrica limpia. Actualmente, las turbinas eólicas son versátiles fuentes de electricidad. Sus alabes o “palas” tienen un diseño aerodinámico que les permite capturar la mayor cantidad de energía del viento, pues éste las hace rotar, accionando una flecha acoplada al generador y así obtener electricidad.

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