¿Cuál es la diferencia entre una turbina eólica y una turbina eólica?

por calpee

A medida que sopla el viento, también lo hacen las zapas de los molinos de viento y las turbinas de viento. Estas enormes máquinas de paletas han existido a lo largo de más de 1000 años, y los primeros molinos de viento se dieron a conocer en Persia cerca del año 800 d.C.

Estos primeros molinos de viento se emplearon exactamente por lo cual recomienda su nombre: eran molinos de viento. El viento haría girar las aspas, o bien aspas, del molino de viento, realizando girar un eje central, que después haría girar un molino de granos, por lo general hecho de enormes piedras llanas, para generar harina y otros productos de granos. . Estos molinos de viento también tienen otro propósito fundamental: bombear agua a localidades y hogares. En lugar de hacer girar un molino de granos, el giro del molino de viento podría emplearse para impulsar una bomba.

Si bien los molinos de viento han existido durante siglos, las turbinas eólicas solo han existido desde precisamente 1888, en el momento en que el inventor Converses Brush construyó la primera turbina eólica conocida construída para la generación de energía en los Estados Unidos para generar electricidad. electricidad para su mansión en Ohio. Las turbinas eólicas se usan para crear electricidad desde la rotación de las palas, en vez de simplemente convertir esa energía de rotación en un trabajo más mecánico, como hacer funcionar un molino o bombear agua.

“Una turbina eólica en los USA mide alrededor de 85 metros de altura, mientras que la vieja turbina no excedería los 24 metros”, dijo James Herzing, ingeniero y presentador premiado del podcast Unprofessional Engineering, en una entrevista por correo electrónico. Otra gran diferencia es el tamaño de las velas o palas. Los molinos de viento se miden comúnmente por el diámetro de las ruedas, y no es raro ver un molino de viento de 8 pies (2 metros), donde 8 los pies se miden mediante las zapas. Las turbinas eólicas, por otro lado, tienen la posibilidad de tener solo una pala muy sobre los 30 metros “.

Como funcionan los molinos de viento

Si bien los molinos de viento se encuentran entre las máquinas más viejas y vitales de la civilización y se usan típicamente para bombear agua o bien moler granos, tienen otras diferencias funcionales en comparación con una tecnología mucho más novedosa. turbinas de viento.

Las zapas de una turbina eólica están cerca del suelo y, por lo tanto, tienen que aprovechar las corrientes de aire cercanas al suelo para girar. Dado que las corrientes de viento por lo general están menos cerca de la área de la Tierra que en atmósferas más altas, los molinos de viento deben tener zapas más enormes para agarrar la más grande proporción de viento posible.

Más allá de que los molinos de viento han existido alrededor del año 800 d.C., verdaderamente ganaron popularidad en la época de la década de 1800. Iniciados por la Revolución Industrial en las décadas siguientes a 1850, se instalaron más de 6 millones de aerogeneradores mecánicos en el mundo. USA solo para dar de comer bombas y fábricas y agradar otras necesidades energéticas.

Esta popularidad fue impulsada por la simplicidad de los molinos de viento como generadores de energía mecánica. Simplemente instalando una turbina eólica con muchas palas, puede entrar rápidamente a una fuente de energía mecánica gratuita. Mediante la rotación de las palas, esta energía de rotación podría usarse para impulsar máquinas a través de engranajes o para mover y obtener agua del suelo con bombas de ventosa sencillos.

A medida que los molinos de viento se popularizaban en la industria moderna, también se estaba desarrollando y mejorando otro proyecto: el generador.

En lugar de poder usar una turbina eólica solo en el momento en que sopla el viento, un generador almacenaría energía rotacional convirtiéndola en electricidad. De este modo, el avance de turbinas eólicas fue el próximo paso en la mejora de los dispositivos de captura de energía eólica.

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Cómo funcionan las turbinas eólicas

Para atrapar corrientes de aire más fuertes, una turbina eólica alcanza centenares de pies más alto en el cielo que un molino de viento. Usa exactamente los mismos principios operativos que una turbina eólica, convirtiendo el viento en energía de rotación, mas lo que hace ahora es diferente. Las turbinas eólicas tienen generadores en el interior, generalmente conectados de manera directa a una varilla de paleta giratoria. Al hacer funcionar el generador, se genera una corriente eléctrica que se puede usar para cargar baterías, dar de comer la red u operar de manera directa gadgets electrónicos. La mejor forma de comprender cómo trabaja es ver un motor, pero del revés. Un motor eléctrico usa electricidad para crear movimiento, en tanto que una turbina eólica emplea movimiento para crear electricidad.

Más específicamente, las zapas de una turbina eólica capturan la energía cinética, la energía construída por el movimiento, del viento y la convierten en energía rotacional. Esta energía de rotación después se alimenta mediante una sucesión de engranajes para incrementar la agilidad de un generador.

Por lo general, estas turbinas comienzan a generar energía a velocidades del viento de 5 a 10 millas por hora (8 a 16 quilómetros por hora) y se detienen a grandes velocidades próximas a 60 mph (96 km / h) para que ‘no trabajan mal ni se dañan, según la Asociación Estadounidense de Energía Eólica.

Aunque las turbinas eólicas generan electricidad, técnicamente no son tan eficaces como las turbinas eólicas. Las turbinas eólicas tienen una eficacia máxima del 59%, lo que se denomina límite de Betz. Esto se debe a la incapacidad de aprovechar toda la energía eólica y la ineficiencia de transformar la energía rotacional en energía mecánica.

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De la tecnología vieja a la energía del futuro

Incluso con sus ineficiencias, las turbinas eólicas son el sendero del futuro para el control del viento y la generación de energía. James dice que “ve[s] turbinas eólicas como parte integral para reducir o bien incluso eliminar nuestra dependencia de los combustibles de carbono. Un proyecto eólico habitual paga su huella de carbono en seis meses, proporcionando décadas de energía con cero emisiones. En verdad, determinados países como Escocia ya han invertido lo bastante en energía eólica para generar bastante electricidad para alimentar dos Escocia. “

En 2018, el viento generó alrededor del 5% de la electricidad mundial, lo que la transforma en la segunda fuente renovable más grande, detrás de la energía hidroeléctrica. Desde el primer uso del molino de viento como columna vertebral mecánica de las primeras civilizaciones persa y china, hasta las enormes turbinas eólicas de hoy, la tecnología subyacente llegó para quedarse.

Fuente: Trevor English

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