Cada vez existen más parques eólicos alrededor del mundo pero, poner molinos eólicos o aerogeneradores en una casa, a nivel domiciliario, todavía no es tan popular, pero en un futuro cercano será algo muy común que un Arquitecto incluya sistemas de energía limpia en sus proyectos.
La energía eólica es el futuro junto con otros sistemas de energía renovable como los paneles solares por ejemplo. Actualmente vienen kit de instalación completos domiciliarios con gran capacidad para cubrir la demanda eléctrica del hogar.
Para una casa unifamiliar se necesita un aerogenerador de potencias entre 1 y 4 kw, con ese valor en zonas geográficas con bastante viento, el molino eólico instalado puede aportar hasta el 80% del consumo de la casa y en zonas con una velocidad de viento promedio anual de 6,26 metros por segundo puede cubrir el 100% de las necesidades eléctricas.
¿Qué es y para qué sirve un molino eólico? Características!
Un aerogenerador o molino eólico doméstico (microeólica y minieólica) es un generador eléctrico que produce corriente a través de la fuerza del viento. Es una alternativa de energía limpia ecológica que cada vez está ganando más lugar en la sociedad.
Sirve para abastecer de energía eléctrica a edificios de todo tipo y gran parte de ciudades y vecindarios enteros.
Partes.
Estas son las partes básicas y más comunes de un molino eólico para una casa:
- Torre: esta varía según el tamaño de la turbina y su ubicación en el terreno, La regla general para un la torre es que su altura sea igual al diámetro del círculo formado por la rotación de sus palas. Por lo general, cuanto más alta sea la turbina, más viento resistirá a velocidades más altas. Esto se debe a que cuanto más lejos estemos del suelo, más rápido será el viento (la velocidad del viento es diferente a diferentes distancias del suelo).
- Rotor: Es la parte giratoria de la turbina. Tiene dos o tres palas en el eje. El rotor de tres palas es más eficiente, estas no son sólidas son algo flexibles y están hechos de material compuesto para ser ligeros y resistentes. Las palas tienen la forma de un perfil aerodinámico (igual que las alas de un avión) para ser aerodinámicas. Además, no son planos y tienen una torsión entre la raíz y la punta. Las palas pueden girar hasta 90 ° sobre sus ejes.
- Palas de rotor: Las palas del rotor funcionan bajo el mismo principio que las alas de aviones. Un lado de la pala está curvado mientras que el otro es plano. El viento fluye más rápidamente a lo largo del borde curvo, creando una diferencia de presión en cada lado de esta pala. Las palas son empujadas por el aire para igualar la diferencia de presión, haciendo que las palas giren.
- Centro / buje: La función del buje es sujetar las palas y permitir que giren con respecto al resto del cuerpo de la turbina.
- Góndola: Se ubica en la parte superior de la torre. En él hay vario componentes para el funcionamiento correcto y saludable de un complicado sistema electromecánico que la una turbina como el generador y el eje de la turbina por ejemplo que transfiere la energía recolectada del viento a través de una caja de cambios. Debido a que una turbina debe seguir el viento como una veleta y ajustar su propia, su rotor debe girar con respecto a la torre. Esta rotación se denomina movimiento de guiñada en el que la góndola y el rotor giran alrededor del eje de la torre.
- Generador: Es el componente que transforma la energía mecánica del rotor en energía eléctrica. Este generador debe girar a una velocidad correspondiente a la frecuencia de la red eléctrica (50 o 60 Hz en la mayoría de los países) por lo tanto, una caja de engranajes debe aumentar la velocidad de rotación del rotor de la turbina (eje principal) a una velocidad que pueda ser utilizada por el generador.
¿Cómo funciona la turbina eólica?
La turbina eólica para viviendas transforma la energía cinética del viento en energía mecánica que hace funcionar un generador y producir electricidad limpia para el hogar.
Las palas de la turbina están diseñadas aerodinámicamente para atrapar la máxima energía posible del viento. El viento hace girar estas palas, que a su vez hacen girar un eje conectado a un generador a través de un rotor, que produce electricidad.
¿Cuanta electricidad produce un aerogenerador?
Eso dependerá del modelo que se compre para instalar, pero tomemos como ejemplo un molino eólico estándar que se puede instalar en cualquier vivienda, supongamos que se instala uno con potencia de 1 Kw.
Entonces el aerogenerador tiene una potencia nominal de un 1 kW significa que esa es la entrega y capacidad máxima que puede aportar cada hora mientras sople el viento.
En una zona con viento moderado se puede conseguir que esa turbina de 1 kW de potencia produzca al cabo del día unos 6 a 7 kW.
Una vivienda unifamiliar promedio en América consume una potencia media de energía eléctrica promedio, mediad en kWh, de 150 a 300 mensuales, en Europa el consumo es similar ya que según la Red Eléctrica de España (REE) el consumo de kWh mensual de un casa en España es de unos 270 kWh, por lo que un aerogenerador domestico puede producir el 70 a 100% de la demanda eléctrica de una vivienda unifamiliar estándar.
¿Qué tipos de aerogeneradores existen?
Existen diferentes tipos de aerogeneradores, dependiendo de su potencia o el tipo de generador, pero los tipos de molinos eólicos más importantes son estos:
Aerogeneradores de eje vertical o VAWT
Se lo conoce como eje horizontal, ya que el eje de rotación se encuentra horizontalmente con respecto al suelo.
El eje debe apuntar directamente al viento para operar con la mayor eficiencia, y toda la cabeza está diseñada para girar hacia el viento. A medida que el viento cambia de dirección, la cabeza o góndola gira.
Aerogeneradores de eje horizontal o HAWT
Se lo conoce como eje vertical porque el eje de rotación está alineado verticalmente hacia arriba y perpendicular al suelo.
Aunque más pequeño, la principal ventaja que tienen los verticales sobre los horizontales es que no necesitan girar (guiñar). Recogen energía eólica de todas las direcciones todo el tiempo. Gracias a la forma en que están diseñadas las palas, siempre giran en la misma dirección, sin importar de dónde venga el viento.
Esto hace que los molinos verticales sean mejores para capturar la energía eólica en los tejados y techos de casas y áreas donde el viento turbulento cambia de dirección a cada momento.
¿Cuantos y que aerogenerador se necesitan para una casa?
Depende de las necesidades de la vivienda a abastecer, pero hagamos un ejemplo de una casa estándar:
- Necesidades de consumo de la vivienda: 5000 W cada 24 hs.
- Molino eólico a instalar: 600 W/h
- Velocidad del viento promedio: 5 mts x segundo.
El molino Eólico brindara 600 W/h con un viento promedio de 5mts x segundo, y en 24hs generara 14400 w. Entonces para alcanzar los 5000 w constantes este molino alcanza a abastecer la demanda.
Pero si no cubre se podría instalar una más grande o más de un molino, pero también se podría armar un sistema híbrido con paneles solares si la intención es cubrir el 100% de la demanda eléctrica de la casa.
Para saber la velocidad del viento en tu zona, se puede consultar en la plataforma Windguru.
¿Dónde se puede instalar un aerogenerador?
Primero hay que saber los vientos dominantes de la zona donde se va a instalar y la manera en que pueden cambiar durante el año.
Es natural que el punto más elevado de la vivienda o del terreno es el que recibe más viento, pero esta regla puede alterarse por la presencia de ríos, valles o zonas boscosas, también obstáculos que existan alrededor como edificios más altos o árboles. Estos pueden alterar además la velocidad, la dirección del viento.
Es recomendable instalar la turbina eólica de pequeña potencia a no menos 10 metros por sobre cualquier obstáculo.
Se puede instalar sobre un tanque de agua porque por lo general es el punto más alto de una casa.
También y lo más recomendable es hacer una torre solo para el molino ya que de este modo lo colocaremos en la mejor posición posible y donde más eficiente será su función.
Ventajas y desventajas
Ahora analicemos un poco las ventajas y desventajas más destacadas de la energía eólica y sus equipos para una casa:
Pros y ventajas
- Es energía limpia y renovable: A diferencia del carbón, el gas natural o el petróleo, la generación de energía eólica no produce emisiones de gases de efecto invernadero. Una vez que se ponga en funcionamiento, el aerogenerador en sí no necesita quemar combustibles fósiles para funcionar. Además, la energía eólica es completamente renovable y nunca se agotará. Contrariamente a la muy lenta reposición de los recursos tradicionales de combustibles fósiles, el viento se produce de forma natural en nuestra atmósfera y no tenemos que preocuparnos por problemas de suministro en el futuro.
- Tiene bajos costos operativos: En términos de costos iniciales, la instalación de una sola turbina en un hogar puede ser muy alto. Sin embargo, una vez en funcionamiento, los costos operativos son relativamente bajos; su combustible (viento) es gratuito y las turbinas no requieren mucho mantenimiento durante su vida útil.
- Ahorra espacio: Las turbinas y los equipos domésticos no requieren mucho terreno. Esto significa que la tierra utilizada para turbinas eólicas a menudo también se puede utilizar para otros fines, como la agricultura.
- Almacena la energía: Se puede conectar a una batería para almacenar la energía que genere.
Contras y desventajas
- Es intermitente: La eficiencia de la generación de energía de las turbinas eólicas depende del clima, por lo que es difícil saber con precisión cuánta electricidad generarán con el tiempo. Si la velocidad del viento en un día determinado es demasiado baja, el rotor de la turbina no girará. Esto significa que durante los picos de demanda de energía, la energía eólica no siempre está disponible para su uso. Para utilizar la energía eólica exclusivamente, las turbinas eólicas deben combinarse con algún tipo de tecnología de almacenamiento de energía como baterías.
- Tiene un cierto impacto ambiental: Las palas del molino son bastante grandes y giran a velocidades muy altas. Esto puede provocar que sus hojas pueden dañar y matar especies que vuelan cerca, como pájaros y murciélagos.
¿Cuál es el precio aerogenerador domestico?
Su precio varía mucho según los requisitos y el tipo de aerogenerador pero su precio se maneja dentro de un rango aproximado que va desde 200 hasta más de 2000 y 3000 dólares Americanos.
Es un desembolso de dinero inicial que se amortiza poco a poco en el tiempo, luego de amortizado la energía eléctrica será gratis para la casa o la mayor parte de ella.
Conclusión
Saber que molino eólico se necesita para una casa es fácil de determinar ya que actualmente vienen los kits de instalación pensados para la demanda promedio de un hogar unifamiliar.
Actualmente cada vez más viviendas sustentables se están construyendo alrededor del mundo pensando en la ecología y reducir el impacto ambiental, y los aerogeneradores domésticos forman parte de otros sistemas de energía limpia que hacen a una casa ecológica.
Una pregunta, en el artículo da la sensación de que sólo se puede conectar un aerogenerador y si falta potencia instalar paneles fotovoltaicos: ¿por qué no instalar varios aerogeneradores y conectarlos en paralelo?
Hola Antonio! Exacto eso lo determina el instalador y fabricante.
Hola, vivo en un torre de 16 pisos en el barrio de Almagro con una terraza que es transitable y la idea es tratar de generar energía propia para algunos artefactos por ejemplo dos ascensores. También si se puede aprovechar algo de energía para los usuarios, si es posible. La pregunta es saber si esto es posible instalar y si existe algo tan potente a lo requerido. O si se puede instalar mas de uno. Perdón, pero no conozco prácticamente nada del tema. Muchas gracias
Hola Juan Carlos, si se pueden instalar mas de uno. Lo que no es posible todavia es que un aerogenerador domestico alcance para hacer funcionar un ascensor, veremos con el tiempo.