Torres de aerogeneradores
Torres de aerogeneradores, Navarra (España) Foto Soren Krohn
© 1999 DWIA
Torres de aerogeneradores La torre del aerogenerador soporta la góndola y el rotor.
En los grandes aerogeneradores las torres tubulares pueden ser de acero, de celosía o de hormigón. Las torres tubulares tensadas con vientos sólo se utilizan en aerogeneradores pequeños (cargadores de baterías, etc.).
Torres tubulares de acero
Torres tubulares NEG-Micon La mayoría de los grandes aerogeneradores se entregan con torres tubulares de acero, fabricadas en secciones de 20-30 metros con bridas en cada uno de los extremos, y son unidas con pernos "in situ". Las torres son tronco-cónicas (es decir, con un diámetro creciente hacia la base), con el fin de aumentar su resistencia y al mismo tiempo ahorrar material.
Foto © NEG-Micon A/S 1998
Torres de celosía
Torre de celosía Nordex Las torres de celosía son fabricadas utilizando perfiles de acero soldados. La ventaja básica de las torres de celosía es su coste, puesto que una torre de celosía requiere sólo la mitad de material que una torre tubular sin sustentación adicional con la misma rigidez. La principal desventaja de este tipo de torres es su apariencia visual (aunque esa cuestión es claramente debatible). En cualquier caso, por razones estéticas, las torres de celosía han desaparecido prácticamente en los grandes aerogeneradores modernos.
Foto © Nordex A/S 1998
   
Torres de mástil tensado con vientos Torre de mástil tensado con vientos Genvind 22
Muchos de los aerogeneradores pequeños están construidos con delgadas torres de mástil sostenidas por cables tensores. La ventaja es el ahorro de peso y, por lo tanto, de coste. Las desventajas son el difícil acceso a las zonas alrededor de la torre, lo que las hace menos apropiadas para zonas agrícolas. Finalmente, este tipo de torres es más propensa a sufrir actos vandálicos, lo que compromete la seguridad del conjunto.
Foto Søren Krohn © 1999 DWIA
Soluciones de torres híbridas
Torre híbrida Bonus 95 kW Algunas torres están hechas con diferentes combinaciones de las ya mencionadas. Un ejemplo es la torre de tres patas Bonus 95 kW de la fotografía, de la que podría decirse que es un híbrido entre una torre de celosía y una torre tensada con vientos.
Foto © Bonus Energy A/S 1998
Consideraciones de coste
Generalmente, el precio de la torre de la turbina eólica supone alrededor de un 20 por ciento del coste total de la turbina. Para una torre de unos 50 metros, el coste adicional de otros 10 metros es de unos 15.000 dólares americanos. Por lo tanto, es bastante importante para el coste final de la energía construir las torres de la forma más óptima posible.
Consideraciones aerodinámicas
Generalmente, es una ventaja disponer de una torre alta en zonas con una elevada rugosidad del terreno, dado que la velocidad del viento aumenta conforme nos alejamos del suelo, tal y como se vio en la página sobre cizallamiento del viento.
Las torres de celosía y las de mástil tensado con vientos tienen la ventaja de ofrecer menos abrigo que una torre maciza.
Consideraciones de dinámica estructural
Las palas de rotor de turbinas con torres relativamente cortas estarán sometidas a velocidades de viento muy diferentes (y, por lo tanto, a diferente flexión) cuando la pala se encuentre en su posición más elevada y en su posición más baja, lo que provoca un aumento de las cargas de fatiga en la turbina.
Elección entre torres altas y bajas
Obviamente, obtendrá más energía de una turbina más grande que de otra pequeña, pero si echa un vistazo a los tres aerogeneradores de abajo, que son de 225 kW, 600 kW y 1500 kW, respectivamente, y con diámetros de rotor de 27, 43 y 60 metros, observará que las alturas de las torres también son diferentes.
Turbina de 225 kW Turbina de 600 kW Turbina de 1.500 kW Alturas
Claramente, un rotor de 60 metros de diámetro no podrá ser instalado sobre una torre de menos de 30 metros. Pero si consideramos el coste de un gran rotor y un gran generador y multiplicador, sería seguramente un desperdicio instalarlos sobre una torre pequeña, ya que se dispone de velocidades de viento mucho más altas y, por lo tanto, de mucha más energía con una torre alta (ver la sección sobre recursos eólicos ). Cada metro de torre cuesta dinero, por supuesto, por lo que la altura óptima de la torre es función de :
  1. Coste por metro de torre (10 metros más de torre le costarán actualmente alrededor de 15.000 dólares americanos).
  2. Cuánto varían los vientos locales con la altura sobre el nivel del suelo, es decir, la rugosidad promedio del terreno local (las grandes rugosidades van mejor con una torre alta).
  3. El precio que el propietario de la turbina obtiene por un kWh adicional de electricidad.
Los fabricantes suelen servir máquinas donde la altura de la torre es igual al diámetro del rotor. Estéticamente, mucha gente piensa que las turbinas son más agradables a la vista cuando la altura de la torre es aproximadamente igual al diámetro del rotor.
Consideraciones sobre seguridad en el trabajo
La elección de un determinado tipo de torre tiene consecuencias sobre la seguridad en el trabajo: esto es tratado en profundidad en la página sobre seguridad en turbinas eólicas.
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Actualizado el 31 de julio 2003
http://www.windpower.org/es/tour/wtrb/tower.htm
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