Aerogeneradores pequeños y medianos: pioneros de la energía verde en el ámbito de la energía distribuida

Las turbinas eólicas de tamaño pequeño y mediano generalmente se refieren a equipos de energía eólica con una potencia de menos de 500 kilovatios que proporcionan electricidad a hogares, granjas, comunidades, pequeñas empresas, microrredes o instalaciones fuera de la red.

Turbinas eólicas pequeñas: generalmente se refieren a modelos que van desde 1 kW a 10 kW, utilizados principalmente para edificios residenciales conectados a la red o fuera de la red, pequeñas granjas, etc.

Aerogeneradores de tamaño mediano: suelen referirse a modelos que van desde 10 kW a 500 kW, utilizados principalmente en comunidades, escuelas, pequeñas y medianas empresas, estaciones base de comunicaciones, riego agrícola, etc.
(Nota: A veces, aquellos por debajo de 1kW se denominan "micro", mientras que aquellos por encima de 100kW se clasifican como "grandes").

Los principales tipos estructurales incluyen turbinas eólicas de eje horizontal y turbinas eólicas de eje vertical.

Aerogenerador de eje horizontal, con el eje de rotación del rotor paralelo al suelo, similar a un aerogenerador de gran tamaño. Su tecnología avanzada y su alta eficiencia en el aprovechamiento de la energía eólica lo convierten en la opción más popular en el mercado. Generalmente, incorpora un timón de cola o un sistema de guiñada activo, que debe alinearse con la dirección del viento, es relativamente silencioso y se instala a gran altura.

Aerogenerador de eje vertical, con el eje de rotación del rotor perpendicular al suelo. No necesita viento, puede captarlo en cualquier dirección. Bajo nivel de ruido de funcionamiento y fácil mantenimiento. La eficiencia del aprovechamiento de la energía eólica es generalmente menor que la del aerogenerador de eje horizontal.

Un sistema completo de generación de energía eólica de tamaño pequeño y mediano generalmente incluye una turbina eólica, que incluye un generador, palas, buje y fuselaje, con un sistema de timón/guiñada utilizado para turbinas eólicas de eje horizontal para mantener la alineación con la dirección del viento. La torre soporta las turbinas eólicas a gran altitud para obtener vientos más fuertes y estables. El sistema de control es responsable de monitorear el arranque, el apagado, la seguridad y el estado operativo del sistema. El sistema de almacenamiento de energía (para sistemas aislados de la red) almacena el exceso de energía eléctrica para su uso en ausencia de viento. El inversor tiene un inversor aislado de la red que convierte la energía CC de la batería en energía CA para electrodomésticos. Hay un inversor conectado a la red que convierte la electricidad generada por las turbinas eólicas en corriente alterna de la misma frecuencia y fase que la red, y la entrega a la red.

Los escenarios de aplicación de las turbinas eólicas pequeñas y medianas incluyen aplicaciones aisladas de la red eléctrica y conectadas a la misma. Aplicaciones aisladas de la red eléctrica para estaciones base de comunicaciones: suministro de energía a estaciones base de comunicaciones móviles en zonas remotas. Monitoreo de carreteras: suministro de energía a equipos de monitoreo para autopistas y túneles. Aplicaciones agrícolas y ganaderas: como cercas eléctricas para pastos, riego de tierras de cultivo, suministro de energía para barcos pesqueros, etc. Exteriores y emergencias: RV, camping, suministro de energía para emergencias. Aplicaciones conectadas a la red eléctrica para usuarios comerciales: instalación de turbinas eólicas de media potencia en fábricas, parques, etc. para reducir costos de electricidad, autoconsumo y conexión de excedentes de electricidad a la red eléctrica. Escuela y comunidad: Como proyecto de divulgación científica y demostración de energía verde.

La ventaja de las turbinas eólicas pequeñas y medianas reside en la energía distribuida, que permite generar electricidad in situ y reducir las pérdidas de transmisión a larga distancia. Las cero emisiones de carbono son energía limpia. Pueden formar un sistema eólico-solar complementario con la energía solar fotovoltaica para mejorar la fiabilidad del suministro eléctrico. El sistema conectado a la red eléctrica puede compensar parte o la totalidad del consumo eléctrico de la red eléctrica.

Las limitaciones de los aerogeneradores pequeños y medianos residen en que suelen requerir una velocidad media anual del viento de al menos 4-5 metros por segundo, y que el emplazamiento es abierto y sin obstáculos. La inversión inicial es relativamente alta, y los costes del equipo y la instalación (especialmente de la torre) son elevados.
La velocidad y dirección del viento son variables y la potencia de salida es inestable; puede causar interferencias de ruido a los residentes cercanos.

Si está considerando instalar una turbina eólica de tamaño pequeño a mediano, necesita evaluar los recursos eólicos: use equipo profesional para medir datos durante al menos un año o consulte la información meteorológica local. Este es el paso más crucial. Calcule la demanda de electricidad: aclare su carga y consumo de electricidad para determinar cuánta energía necesitan las turbinas eólicas. Elija el tipo apropiado: según sus necesidades y el entorno, elija un ventilador de eje horizontal o vertical. Inspección del sitio: asegúrese de que haya suficiente espacio abierto y manténgalo alejado de obstáculos como edificios y árboles. Comprensión de las regulaciones: consulte al gobierno local sobre permisos de construcción, restricciones de altura, regulaciones de ruido y políticas de conexión a la red. Elija marcas e instaladores confiables: elija productos certificados y de buena reputación y un equipo de instalación profesional para garantizar la seguridad y el servicio posventa. Análisis económico: calcule el período de retorno de la inversión, teniendo en cuenta los costos del equipo, las tarifas de instalación, las tarifas de mantenimiento y la electricidad/subsidios ahorrados.

Las turbinas eólicas pequeñas y medianas son herramientas poderosas para lograr la autosuficiencia energética y una vida ecológica, especialmente adecuadas para zonas con buen recurso eólico y redes eléctricas con dificultades. Sin embargo, no es una solución universal que se beneficie de su instalación, y su éxito depende en gran medida de una evaluación minuciosa y de una instalación y un mantenimiento profesionales en las primeras etapas. Antes de tomar una decisión, asegúrese de investigar y prepararse a fondo.