
Un aerogenerador se compone básicamente de un rotor movido por el viento y un
generador eléctrico. Además en el caso de las maquinas de eje horizontal deben
disponer de estructura giratoria con un sistema de orientación cara al viento y un soporte
(mástil o torre) que eleve a cierta altura el sistema para aprovechar al máximo la
velocidad del aire. Hay que tener en cuenta que en las proximidades del suelo el aire es
frenado por los accidentes geográficos, los árboles y las construcciones.
La energía que transmite el aire en movimiento a una maquina eólica de eje horizontal
depende de varias cosas: de la superficie barrida por las palas del rotor, de la densidad
del aire (aproximadamente 1,225 Kg/m3), de la velocidad del viento y de los detalles
constructivos inherentes a la maquina.
Con unos pocos cálculos podemos deducir que sobre un rotor de por ejemplo, 2m de
diámetro y con un viento de 10 m/sg (36 Km/h), pasarán por él 38,48 Kg de aire por
segundo que son los que le obligan a girar. Si el rotor fuese de 54 m de diámetro la
cantidad de aire sería de más de 28.000 Kg (¡28 Toneladas! ¡Imagínate con un viento
mas fuerte!). Vistos estos ejemplos deducimos que es sorprendente la cantidad de
energía que se puede obtener del viento.
El modelo elegido para su construcción ha sido el de eje horizontal con tres palas. Para
este tipo de máquinas la potencia nominal teórica en Vatios viene dada por la fórmula:P = 0,20 d^2 v^3
Donde:
P = potencia en W
D = diámetro del rotor en m
V = velocidad del viento en m/sg
En la siguiente tabla se pueden observar diferentes valores de potencia suministrada a
distintas velocidades para tres valores supuestos de los diámetros:
De los valores vistos en la tabla se puede ver que aerogeneradores con un diámetro de
solo 1,40 metros sometidos a vientos de unos 50 Km/h pueden ofrecer en su eje
potencias de mas de 1.000W o sea 1 Kilovatio. Esto puede parecer en principio algo
exagerado pero es cierto. Se están montando bastantes aerogeneradores por parte de las
eléctricas, de 54 m de diámetro con una potencia de 1,5 Megavatios (1.500.000W) e
incluso mayores.
El numero de revoluciones máximo del rotor se calcula mediante la siguiente expresión,
si se sobrepasara esta cifra puede ser peligroso para el sistema:
Nº R.P.M. máx. = 2000/diámetro (m)
Existen variados sistemas para evitar que, debido a vientos fuertes, los generadores
alcancen velocidades excesivas y puedan averiarse e incluso destruirse.