¿Un aerogenerador genera más electricidad cuanto más rápido gira?

En pocas palabras, una turbina eólica no genera más electricidad al girar más rápido. Tiene un rango de velocidad óptimo más allá del cual puede dejar de generar electricidad o reducir su eficiencia.

A continuación te dejamos una explicación detallada:

1. Antes de la velocidad nominal del viento: cuanto más rápido, más (dentro de un cierto rango)

Cuando la velocidad del viento aumenta desde cero, las palas del generador comienzan a girar, y cuanto mayor sea la velocidad (velocidad de punta), mayor será la generación de energía. Este proceso coincide con nuestra intuición.

2. Después de alcanzar la velocidad nominal del viento: potencia constante, sin aumentar más

Este es el punto más crucial. Cada aerogenerador tiene una potencia nominal de diseño (por ejemplo, 2 megavatios) y una velocidad del viento nominal (normalmente entre 12 y 15 metros por segundo).

Cuando la velocidad del viento alcanza la velocidad nominal, el sistema de control limitará activamente la velocidad de las palas y la energía eólica capturada ajustando el ángulo de las palas (paso) y otros métodos, a fin de estabilizar la generación de energía en la potencia nominal y no aumentarla más.

¿Por qué se hace esto? Para proteger componentes clave como generadores y cajas de engranajes de la fuerza mecánica excesiva y la pérdida de energía eléctrica. La aceleración sin restricciones puede dañar gravemente el equipo.

3. Exceder la velocidad de corte del viento: apagado seguro, detener la generación de energía

Cuando la velocidad del viento es demasiado alta y alcanza la velocidad de corte (generalmente alrededor de 25 metros por segundo, equivalente a un vendaval de nivel 10), para evitar que cargas de viento extremas dañen la estructura, el sistema de control hará que las aspas giren completamente (paralelas a la dirección del viento como el ala de un avión), lo que hará que el ventilador deje de girar y frene, y la generación de energía será cero.

Suplemento clave: Eficiencia y relación de velocidad de la punta

La generación de energía eólica busca una eficiencia aerodinámica óptima, no solo una alta velocidad. Esta eficiencia se mide mediante un parámetro llamado "velocidad de punta" (la relación entre la velocidad de la punta de la pala y la velocidad del viento). Cada diseño de pala tiene un valor óptimo de velocidad de punta, y el sistema de control se esfuerza por operar el aerogenerador en este punto óptimo para garantizar la máxima conversión de energía eólica en energía mecánica.

Si la velocidad es demasiado rápida, además de los problemas de seguridad del equipo, también puede provocar una disminución de la eficiencia debido al aumento de la turbulencia y la resistencia.

Metáfora de la imagen

Puedes imaginar un aerogenerador como un coche con control de crucero inteligente:

Etapa inicial (brisa suave): Cuanto mayor sea la aceleración (viento), mayor será la velocidad del vehículo (RPM) y más caminos (generación de energía) habrá para circular de forma natural.

Crucero en autopista (velocidad nominal del viento): incluso si presiona profundamente el acelerador, la velocidad estará limitada a 120 kilómetros por hora (potencia nominal) por el sistema electrónico para proteger el motor y cumplir con las normas de seguridad.

Clima extremo (tormenta): El sistema lo obligará a detenerse (cortar el estacionamiento) y esperar a que el clima mejore antes de conducir.

Para resumir:
La generación de energía de un aerogenerador aumenta con la velocidad del viento hasta alcanzar su potencia nominal. Posteriormente, la velocidad y la potencia se controlan activamente para proteger la seguridad del equipo y mantener una producción estable y eficiente. Por lo tanto, el principio de "más rápido, más" solo se aplica con vientos bajos, mientras que la estabilidad y la seguridad se buscan con vientos altos.