Aerogeneradores de eje vertical
Introducción
Los aerogeneradores de eje vertical (AEV) son un tipo de turbina eólica que fue diseñada por primera vez por el inventor croata Fausto Verancio, en su libro Machinae novae de 1615. El eje del rotor principal está colocado transversalmente al viento (pero no necesariamente en vertical) mientras que los componentes principales están situados en la base de la turbina. Esta disposición permite situar el generador y los mecanismos cerca del suelo, lo que facilita el servicio y la reparación. Las AEV no necesitan estar orientadas hacia el viento,[1][2] lo que elimina la necesidad de mecanismos de detección y orientación del viento. Los principales inconvenientes de los primeros diseños (Savonius, Darrieus y Giromill) eran la importante variación del par o "ondulación" durante cada revolución y los grandes momentos de flexión de las palas. Los diseños posteriores solucionaron el problema de la ondulación del par barriendo las palas helicoidalmente (tipo Gorlov[3]). Los aerogeneradores de eje vertical Savonius (VAWT) no están muy extendidos, pero su simplicidad y su mejor rendimiento en campos de flujo perturbado, en comparación con los pequeños aerogeneradores de eje horizontal (AEH), los convierten en una buena alternativa para los dispositivos de generación distribuida en el entorno urbano.[4].
Un aerogenerador de eje vertical tiene su eje perpendicular a las líneas de corriente del viento y vertical al suelo. Un término más general que incluye esta opción es "aerogenerador de eje transversal" o "aerogenerador de flujo cruzado". Por ejemplo, la patente original de Darrieus, US Patent 1835018, incluye ambas opciones. Las VAWT de tipo arrastre, como el rotor Savonius, suelen funcionar con relaciones de velocidad de punta más bajas que las VAWT basadas en la sustentación, como los rotores Darrieus y las cicloturbinas. Los modelos informáticos sugieren que los parques eólicos construidos con aerogeneradores de eje vertical son un 15% más eficientes que los convencionales de eje horizontal, ya que generan menos turbulencias.[5][6].
Ventajas
Los AEVs ofrecen algunas ventajas sobre los aerogeneradores tradicionales de eje horizontal:.
Aerodinámica general
Las fuerzas y las velocidades actuando en una turbina Darrieus son descritos en la figura 1. El vector de velocidad resultante, , es la suma vectorial de la velocidad de las corrientes de aire entrantes, , y el vector velocidad del aspa avanzando,.