Los aerogeneradores de eje vertical o “VAWTs” (Vertical Axis Wind Turbines) se diferencian a los aerogeneradores tradicionales en que su eje principal es perpendicular al suelo y a la dirección del viento, y se localiza en la base de la torre. Son presumiblemente las primeras máquinas que se utilizaron para la captación de energía eólica. Los diseños y tamaños son muy variados, pensemos en el típico anemómetro, pero hay otros, que recuerdan a una batidora de huevos o al diseño helicoidal del ADN.
Son máquinas conceptualmente más sencillas que las de eje horizontal; no necesitan de ningún sistema de orientación, lo que constituye una ventaja constructiva nada despreciable. Su configuración los hace ideales para aplicaciones rurales y urbanas.
A los aerogeneradores de eje vertical no les afecta la dirección del viento. Esto es útil en áreas donde el viento cambia de dirección rápida y constantemente. A diferencia de aerogeneradores tradicionales de eje horizontal, no se necesita ningún mecanismo para alinear el aerogenerador con el viento. Por esto, los aerogeneradores de eje vertical tienen mejor desempeño que los de eje horizontal en lugares donde una torre alta no es viable, donde hay obstáculos cerca o donde el viento tiende a ser turbulento.
Desventajas: siempre han tenido la desventaja de poseer un menor rendimiento, y no habían experimentado un gran desarrollo. Pero se están volviendo más eficientes. Potencia y producción de energía menor que los de eje horizontal, ya que las velocidades del viento cerca del nivel del suelo son bajas; requieren conexión a la red para poder arrancar, utilizando el generador como motor. Algunas turbinas eólicas verticales de tipo Darrieus requieren cables tensores para sujetarlos, estas máquinas normalmente son más grandes que las otras variedades de aerogeneradores verticales.
Ventajas: En funcionamiento, las palas, los rodamientos y los ejes, no están sometidos a esfuerzos importantes por cambios de orientación, son de fácil construcción. Aprovecha los vientos que provienen de cualquier dirección; no necesita un mecanismo de orientación; no se requiere una torre de estructura poderosa; y gracias a su tamaño más reducido, son de fácil instalación y mantenimiento. Al parecer son más duraderos, hacen menos ruido, son más estéticos, requieren menos mantenimiento, requieren menos espacio, generan más electricidad con menos área de barrido, pueden generar electricidad con vientos muy bajos y con vientos muy altos. Y principalmente, no son peligrosas para la vida silvestre.
Dentro de los aerogeneradores de eje vertical existen tres tipos o familias distintos:
+ Aeromotores derivados del rotor de Savonius o de las máquinas con palas batientes: Esencialmente utilizan el arrastre diferencial creado por las palas que pueden ser de diversas formas. Dos o más semicilindros o canaletas colocadas opuestamente alrededor del eje. Trabaja esencialmente por arrastre, puede arrancar con poco viento pero su rendimiento es relativamente bajo. El par de arrastre es elevado, pero la velocidad máxima es claramente inferior a la de los rotores de eje horizontal. Tiene una velocidad de giro pequeña. Sencillo y de bajo costo. Los anemómetros, medidores de velocidad del viento situados en muchos tejados, funcionan como las turbinas Savonius.
+ Aeromotores derivados del rotor Darrieus (patentado en 1931): Dos o tres arcos que giran alrededor del eje. Las fuerzas dominantes son las de sustentación, tienen un par de arranque prácticamente nulo, pero entregan potencias altas. Velocidad de rotación elevada que permite la recuperación de una gran potencia. Son los que más rendimiento tienen, junto con los de eje horizontal. Por su forma es comúnmente denominado “eggbeater” (batidora de huevos).
+Aerogeneradores mixtos Savonius Daerrius: para mejorar el par de arranque se pueden acoplar al Daerrius otro tipo de rotores haciéndolo mixto (Savonius-Darrieus). El Giromill, compuesto normalmente de dos o más palas verticales, unidas al mástil central con soportes horizontales. Combina sobre un mismo eje un rotor Savonius para el arranque y un rotor Darrieus para generar la energía, ya que el Darrieus tiene mejor rendimiento que el Savonius pero arranca mal, y el Savonius se puede poner en funcionamiento con una pequeña brisa.
La mayoría de las turbinas eólicas de eje vertical suelen usarse en casas, edificios, parques, o incluso en aparcamientos para recarga de coches eléctricos, por su tamaño mucho menor que las de eje horizontal, son los miniaerogeneradores. En concreto los aerogeneradores verticales son idóneos para tejados de casas, edificios públicos o zonas industriales. Cada vez son más competitivos, aunque todavía son algo caros para la poca potencia que producen.
La energía minieólica es el aprovechamiento de los recursos eólicos mediante la utilización de aerogeneradores de potencia inferior a los 100 kW. De acuerdo con las normas internacionales, los molinos de esta tecnología deben tener un área de barrido que no supere los 200 m2.
Los miniaerogeneradores tienen una potencia de entre 1 y 100 kilovatios y producen unos 1.000 kWh cada año. Una turbina de 1 kW, capaz de cubrir un cuarto de la electricidad necesaria para una familia española media, cuesta unos 6.000 euros actualmente.
Esta tecnología cuenta con una serie de ventajas:
-Permite el suministro de electricidad en lugares aislados y alejados de la red eléctrica.
-Genera energía de manera distribuida (microgeneración distribuida) reduciendo de este modo las pérdidas de transporte y distribución.
-Produce electricidad en los puntos de consumo, adaptándose a los recursos renovables y a las necesidades energéticas de cada lugar.
-Puede combinarse con fotovoltaica en instalaciones híbridas.
Además siempre han existen edificios a los que no llega la red eléctrica, desde viviendas aisladas a instalaciones ganaderas o agrícolas. Los pequeños aerogeneradores conectados a las redes de baja tensión, serían la solución. En su gran mayoría y a nivel doméstico serían instalaciones de no más de 10 kW. Estos mini aerogeneradores pueden instalarse incluso en tejados, convirtiendo a cualquier consumidor en un pequeño productor, cubriendo desde el alumbrado publico a todo tipo de restaurantes, hoteles, empresas o viviendas. Van destinados sobre todo a la electrificación rural, junto con la energía solar fotovoltaica aislada, compitiendo con los generadores que utilizan gasóleo u otros productos petrolíferos.
En cuanto a la amortización, se diferencia entre las instalaciones en lugares aislados, donde no hay mayor beneficio que disponer de luz, y las que pueden conectarse a la red eléctrica. En este último caso, con las tarifas actuales es prácticamente imposible amortizar los equipos con la venta de electricidad.
Por otra parte, las ayudas y subvenciones son posibles, pero el vacío legal las dificulta considerablemente. Para instalar un molinillo de poco más de un metro, las administraciones exigen los mismos requisitos que para clavar un aerogenerador de 100 metros en la cumbre de una montaña. El papeleo para conseguir un permiso para instalar un molino de pequeño tamaño conectado a la red se puede alargar hasta un año.
En la actual legislación, la energía minieólica ni siquiera existe. Y, para los fabricantes, hay un culpable: la presión de las grandes compañías eléctricas. La quincena de empresas que forma el sector minieólico en España ha comenzado una batalla para obtener un marco regulatorio propio, como ya ha ocurrido en Portugal y en Italia. Para ello han fundado la sección de mini eólica de la Asociaciónde Productores de Energías Renovables (APPA). España tiene un gran potencial en sus fabricantes, que se mantienen gracias a las exportaciones y a las ayudas al Tercer Mundo, pero la situación ya no es sostenible, necesita un marco regulatorio. El sector no tiene ni primas ni incentivos fiscales, como su hermano fotovoltaico.
En EEUU sale más barato generar tu propia electricidad que comprársela a la compañía, porque allí no existe déficit tarifario, por eso hay un boom de energía minieólica. En España, en cambio, el Estado asume la diferencia entre lo que cuesta realmente el kilovatio y la magra tarifa que paga el usuario. Actualmente, el déficit tarifario español supera los 14.000 millones de euros.
