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Rotor Eólico

De Construpedia

Contenido

Definición

  • m. Conjunto de elementos de la turbina eólica constituido por los álabes (palas) y el buje, es el corazón de la turbina.

Descripción Ampliada

El rotor más adecuado para producir energía eléctrica es el tipo hélice.

El rotor convierte la energía del viento en rotación y, por lo tanto, es el motor.

Álabe

Son las aspas o palas, parte fundamental en una turbina eólica. Realizan varias tareas y estan preparadas para resistir grandes cargas.

Los álabes toman la energía del viento, la capturan y hacen rotar el buje. El perfil aerodinámico de los álabes es similar al perfil del ala de un avión. Los álabes emplean el mismo principio de la fuerza de empuje que actúa por la parte de abajo del ala. El aire produce una sobrepresión en la parte inferior y un vacio en la parte superior. Esta provoca una fuerza de empuje que hace que el rotor rote.

Número de álabes por rotor

Actualmente la mayoría de los rotores tienen tres álabes, son de eje horizontal y tienen diámetros entre 40 y 80 m. Además de los rotores de tres aspas, existen de dos aspas o bipalas y de una sola pala, además de los multipalas empleados fundamentalmente en los pequeños aerogeneradores y en los molinos de viento para el bombeo de agua.

A través de la experiencia se ha demostrado que los rotores de tres palas son los más eficientes para la producción de energía en las grandes turbinas eólicas. Además, estos rotores permiten una distribución de masa más adecuada, lo que permite una rotación más suave.

Materiales

La vida útil de un rotor depende del a elección del material para los álabes.

Tradicionalmente, los materiales usados han sido la madera, el acero, el aluminio y en los últimos años los materiales compuestos: poliéster o resina epóxica reforzado con fibra de vidrio o fibra de carbón.

Los álabes de madera sola o combinada con resina epóxica son cada vez menos usados.

Los álabes de aluminio y las aleaciones de acero son muy pesados y expuestos a la fatiga del material. Éstos solo se usan en turbinas muy pequeñas.

Los álabes deben tener bajo peso y un comportamiento mecánico adecuado durante su vida útil. Los materiales compuestos son los que se han impuesto porque mejor responden a todos estos requisitos.

Diseño y potencia

El diseño de un rotor debe contemplar una adecuada resistencia estructural para resistir las altas cargas a que están sometidos.

El tipo de perfil aerodinámico es un factor de diseño fundamental para el funcionamiento de las turbinas eólicas fabricadas para girar a alta velocidad.

Cada fabricante tiene su propio principio de diseño. Los perfiles que se emplean usualmente son los mismos usados en la industria aeronáutica. Cada aspa tiene su geometría particular y difieren unas de otras según el fabricante. La potencia desarrollada por una turbina depende en gran medida de la geometría de sus álabes. En general la fabricación de un rotor es semejante al ala de un avión.

Buje

El buje es el componente del rotor que une las palas con el sistema de rotación y constituye el centro del rotor, al cual están fijados los álabes. Se fabrica de hiero a acero.

El buje puede ser de dos tipos:

  • Buje rígido:

El conjunto de álabes está atornillado al buje y este se fija rígidamente al eje de giro. Se usa más en los rotores de tres palas,logrando que el rotor esté mejor equilibrado.

  • Buje basculante:

Se lo emplea para reducir las cargas que se producen sobre el buje. Este tipo se emplea generalmente en los rotores bipalas, ya que el pivoteo hace que se equilibren las cargas en cada revolución.

La mayoría de los fabricantes usan buje rígido; esto lo hace más resistente, tiene pocos componentes móviles que puedan fallar y es relativamente fácil de construir.

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