Generadores eólicos: Cómo funcionan

En la actualidad se le llama generadores eólicos a los mecanismos capaces de producir electricidad gracias a la fuerza del viento. 

Aunque en realidad se le podría llamar generador eólico también a cualquier artefacto capaz de transformar la energía mecánica del aire en movimiento en cualquier otra fuente de energía o utilidad para el ser humano.

Cuando los generadores eólicos se utilizan para la obtención de energía eléctrica se le llaman principalmente aerogeneradores o turbinas eólicas. Aunque también se le pueden denominar como generador eléctrico de viento o incluso molino de viento generador eléctrico.

Si son utilizados para otros usos diferentes a los de generar electricidad, los generadores eólicos se les suele llamar simplemente molinos de viento.

Los generadores eólicos son los mecanismos principales para el aprovechamiento de la energía eólica en la actualidad. Junto con la energía solar forman las dos principales fuentes de energía renovables para la producción de electricidad de manera ecológica.

Los molinos de viento como generadores eólicos

Aunque la palabra molino proviene etimológicamente del verbo moler, por el uso inicial de esta tecnología para la molienda de cereales, lo cierto es que en la actualidad se le llama "molino" a cualquier aparato que utilice la energía eólica para el movimiento circular de una pieza central o rotor con diferentes fines. De este modo tenemos molinos de viento para:

También existen otro usos de la energía eólica sin necesidad de emplear molinos. Como pueden ser las velas de los barcos, juguetes como las cometas o deportes como el parapente o el ala delta que se sirven de las corrientes de aire para generar movimiento.

Ya sean generadores de eje vertical como de eje horizontal, el funcionamiento de los molinos de viento para generar electricidad son prácticamente iguales.

El mecanismo trata de transformar la energía cinética del viento en energía eléctrica mediante el movimiento de las palas. Estas a su vez hacen mover el eje principal, que a su vez permite que el motor / alternador gire y genere electricidad.

Entre las palas y el motor se suele colocar una multiplicadora, (excepto en los molinos de viento más sencillos) que es una serie de engranajes que permite multiplicar las revoluciones de giro de las aspas para que el motor generador gire a más revoluciones.

En el motor generador (alternador) es donde se transforma la energía mecánica en energía eléctrica. Y funciona como un motor eléctrico inverso. Es decir, al revés que los motores que transforman electricidad en movimiento. 

Elementos complementarios al generador eléctrico

La electricidad generada por los molinos de viento es de una tensión de frecuencia y amplitud variable, por lo que no se puede consumir directamente. Es necesario primero almacenarla en baterías como corriente continua, a través de un regulador de carga que controle la tensión y evite sobrecargas y descargas de las baterías.

La energía eléctrica de las baterías proporciona corriente continua. Si se desea utilizar la electricidad como corriente alterna, es decir a 220 V para poder enchufar aparatos eléctricos como televisiones o radios, es necesario acoplar un inversor de corriente (cc/ac).

Funcionamiento de un generador eólico industrial

Aunque queramos construir un aerogenerador doméstico para autoconsumo, es interesante conocer como funcionan los generadores eólicos industriales. Ya que su funcionamiento más complejo y sofisticado nos dará mucha información a la hora de realizar o instalar nuestro molino de viento más sencillo.

Principalmente se caracterizan por orientarse en la dirección del viento de manera electrónica y sus palas aerodinámicas pueden también orientarse para ofrecer una mayor o menor resistencia al viento en función de las necesidades del mismo modo que los alerones de un avión. Los aerogeneradores eólicos industriales también están provistos de una multiplicadora para aumentar las revoluciones del motor generador. Los generadores eólicos caseros no todos la llevan.

Funcionamiento de un generador eólico casero

Los grandes aerogeneradores y turbinas eólicas para la producción industrial de energía eléctrica no son la única forma de aprovechar la energía eólica para generar electricidad.

Existen también generadores eólicos caseros o aerogeneradores domésticos para autoconsumo. 

Los aerogeneradores caseros o domésticos son aparatos mucho más simples. El timón o veleta suele ser mecánico y no eléctrico como en los generadores eólicos industriales. Sus palas aerodinámicas también suelen ser fijas con respecto a la resistencia del aire y no suelen llevar multiplicadora entre el eje principal y el motor generador. 

Quieres construir tu propio generador eólico?

Existen muchas razones por las que alguien puede estar interesado en tener su propio generador eólico casero. Puede ser para generar electricidad para autoconsumo mediante el almacenamiento en baterías o como experimentación por hobby o enseñanza. Ya que el montaje o construcción de tu propio aerogenerador puede ser una actividad didáctica muy divertida para realizar con niños o jóvenes.

Dependiendo del uso que le vayamos a dar al generador eólico dependerá también el tamaño y las características técnicas de sus componentes.

Si queremos un molino de viento que genere electricidad para autoconsumo debemos tener en cuenta la ubicación de su instalación y la potencia del motor/alternador según nuestras necesidades energéticas

Si lo que deseas es experimentar con la energía eólica la ubicación del molino y su tamaño no serán tan importante y puedes hacer tu propio generador eólico con materiales baratos e incluso reciclados.

En ambos casos te recomendamos  visitar nuestro artículo para construir un aerogenerador doméstico. Que te será de mucha ayuda.

Generador eólico vertical vs horizontal

Estos son los dos tipos principales de generadores eólicos según la posición de su eje rotor. Veamos sus características y ventajas e inconvenientes de cada uno.

Generador eólico de eje horizontal

Son los primeros en implementarse y todavía más habituales hoy en día. La característica principal es que la posición de su eje es paralela al suelo y sus aspas giran en círculos en torno al eje rotor como un ventilador. Necesitan un timón en la parte trasera para una orientación correcta.

Existen varios modelos que difieren principalmente del tamaño y número de sus aspas. Del tamaño y capacidad de su motor dependerá su potencia generadora de electricidad. Pero por norma general son más ruidosos que los de eje vertical por la velocidad y aerodinámica de las aspas. 

También suelen necesitar una mayor velocidad de aire para alcanzar su optimo rendimiento. Para su correcta instalación se necesita acceder a lugares elevados y disponer de mástiles rígidos y fuertes que garanticen su funcionamiento con total seguridad.

Generador eólico de eje vertical

Entre los generadores eólicos de eje vertical también existen gran variedad de modelos y potencias. Se diferencian especialmente por las formas de sus palas. 

Debido a la posición vertical del eje rotor no necesitan orientarse en la dirección del viento ya que todas sus aspas recogen la fuerza del aire independientemente de su procedencia. Esto también les permite funcionar a más bajas revoluciones (menor velocidad del viento) y con un radio de giro menor, lo que les permite ser más silenciosos que los aerogeneradores horizontales.

Los generadores eólicos de eje vertical se pueden instalar sin necesidad de mástil y son muy eficientes en vientos racheados y con turbulencias ya que no necesitan un sistema de orientación. De todos modos es recomendable buscar un buen lugar que reciba el mayor impacto del viento sin grandes objetos o estructuras cercanas que lo frenen.

La tecnología de los aerogeneradores verticales es más moderna y su diseño busca producir un menor impacto ambiental y reducir los posibles daños a las aves. En la actualidad estos equipos son más caros que los de eje horizontal.

Para saber cual de los dos tipos sería mejor en nuestro caso deberíamos analizar nuestras necesidades energéticas, el espacio donde se instalaría y comparar los diseños de modelos concretos de cada uno de ellos.