Cómo funciona un aerogenerador
Sus partes, la aerodinámica de las palas y los sistemas de control, del viento a la red.
Contexto
Introducción
La energía eólica ha pasado en pocas décadas de ser una tecnología experimental a convertirse en uno de los pilares del sistema eléctrico. Solo en 2025 se instalaron en el mundo 165 GW nuevos, un 40 % más que el año anterior, y ya son 138 los países que generan electricidad con el viento.
Potencia instalada a finales de 2025
Mundo
1.299GW
1.206,5 GW onshore y 92,5 GW offshore
Europa
304GW
19,1 GW nuevos en 2025, casi el 90 % onshore
España
32,9GW
7.º país del mundo y 3.º de Europa por potencia
En España, la eólica es una de las tecnologías que más electricidad aporta al sistema: genera más de 59.300 GWh al año y cubre más de una quinta parte de la demanda eléctrica. Castilla y León es la comunidad con más potencia instalada, con 7.640 MW, seguida de Aragón y Castilla-La Mancha.
21,8 %de la demanda eléctrica
59,3 TWhde electricidad generada
1.454parques eólicos
22.433aerogeneradores
Fuentes: Asociación Empresarial Eólica (AEE), «La eólica en datos»; WindEurope, estadísticas 2025.
Del viento a la electricidad
La idea general
Un aerogenerador convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica pasando por varios estados intermedios. En cada paso la energía cambia de forma, hasta llegar a la red que la reparte a nuestras casas.
- Energía cinética del viento
- Fuerza sobre las palas
- Giro de la pala
- Energía cinética de rotación
- Generador
- Red eléctrica
¿Sabías que?
Un aerogenerador no es un molino. Los dos captan el viento de forma parecida, pero el molino aprovecha directamente la energía de rotación, por ejemplo para moler grano o bombear agua. El aerogenerador da un paso más y convierte esa rotación en electricidad.
Para los más curiosos La física detrás: cuánta energía lleva el viento Fórmula de potencia, límite de Betz, pérdidas y curva de potencia · 4 min
¿Cuánta energía lleva el viento?
P = ½ · ρ · A · v3 · Cp
La potencia que puede extraer un aerogenerador depende de la densidad del aire (ρ), del área que barre el rotor (A), del coeficiente de potencia de la máquina (Cp) y, sobre todo, de la velocidad del viento (v) elevada al cubo. Si el viento sopla el doble de rápido, lleva ocho veces más energía. Por eso la ubicación de un parque es tan importante.
Además, ninguna máquina puede aprovecharla entera. Para extraer energía, el rotor tiene que frenar el viento, pero este no es capaz de frenarlo completamente. Por eso, incluso con un rotor ideal, sin ninguna pérdida, el aerogenerador podría aprovechar como máximo el 59,3 % de la energía del viento, lo que conocemos como límite de Betz.
Un aerogenerador real no es capaz de aprovechar toda esa energía, debido a pérdidas aerodinámicas:
- Rotación de la estela: el límite de Betz supone que el rotor frena el aire sin desviarlo. Pero, en realidad, el aire al salir del rotor crea remolinos que giran en sentido contrario al giro del rotor, y la energía cinética de esos remolinos no es aprovechable.
- Pérdidas en la punta de pala: como la presión es mayor en una cara de la pala que en la otra, en la punta el aire tiende a escaparse de una cara a la otra y forma pequeños torbellinos. Esos torbellinos le roban sustentación a la pala. Este mismo fenómeno ocurre en las alas de los aviones y en los alerones de los coches de Fórmula 1. Para reducirlo, los aviones usan winglets (las puntas dobladas de sus alas) y los F1, endplates (las placas laterales de sus alerones).
- Espesor finito de la pala: la teoría considera un rotor ideal, sin grosor. Las palas reales tienen un tamaño y un espesor determinados, y el aire roza con ellas al pasar. Esa resistencia al avance, llamada drag, frena la pala y resta energía.
Rotación de la estela
Pérdidas en la punta de pala
Espesor finito de la pala
Por eso, el Cp máximo de un aerogenerador moderno ronda 0,45–0,50.
La curva de potencia y el Cp
La curva de potencia muestra cuánta potencia eléctrica produce un aerogenerador en función de la velocidad del viento, y tiene cuatro tramos:
- Por debajo de la velocidad de arranque (Vin): la energía que el viento entrega al rotor no basta para vencer las pérdidas por fricción de la máquina, por lo que no inyecta potencia activa a la red.
- Entre Vin y la velocidad nominal (Vnominal): la potencia crece muy deprisa, siguiendo el cubo de la velocidad, y la máquina trabaja cerca de su Cp máximo.
- Entre Vnominal y la velocidad de corte (Vcut-off): la pala se orienta para reducir el Cp, con el objetivo de mantener constante la potencia de la máquina.
- Por encima de Vcut-off: la máquina lleva las palas a la posición de bandera para reducir a cero la captura de energía y protegerse ante vientos tan elevados.
¿Por qué se regula la potencia?
Por encima del viento nominal, el viento sigue portando cada vez más energía, pero los distintos elementos del aerogenerador están diseñados para una potencia máxima. Si se dejara captar toda la potencia, se sobrecargarían, y las palas y la torre soportarían esfuerzos enormes. Diseñar la máquina para aprovechar esos vientos tan fuertes, que solo soplan unas pocas horas al año, no compensaría económicamente. Por eso el control gira las palas para captar solo la energía necesaria y mantener la potencia en su valor nominal.
¿Por qué cae el Cp?
El Cp es la fracción de la energía del viento que se aprovecha: la potencia producida dividida entre la potencia disponible en el viento. En la zona de regulación, la potencia producida se mantiene fija mientras la del viento sigue creciendo con el cubo de la velocidad, así que el Cp cae rápidamente. La máquina no funciona peor: desperdicia esa energía a propósito.
Potencia del viento por m²—
Potencia producida—
Cp—
Explora la máquina
Dentro de la góndola
La góndola es la cabina situada en lo alto de la torre, y en ella se encuentra toda la maquinaria necesaria para transformar la energía del viento en energía eléctrica. Toca cualquiera de los puntos del esquema, o los nombres de debajo, para ver qué es cada componente y para qué sirve.
Viento → fuerza → giro
Rotor: palas y buje
Es una de las dudas más habituales entre quienes no conocen el sector: ¿cómo puede el viento mover algo tan grande? ¿Hay algún motor u otra fuerza que ayude a las palas? La respuesta es no. Es la propia aerodinámica de la pala la que genera una fuerza sobre ella y, con esa fuerza, el movimiento.
El principio de funcionamiento de las palas es muy similar al del ala de un avión o al de un alerón de Fórmula 1. En todos estos casos se utiliza un perfil aerodinámico, cuya forma crea, entre otras fuerzas, la llamada fuerza de sustentación. En aviación, esta fuerza es necesaria para hacer volar el avión; en Fórmula 1, es imprescindible para que el coche se mantenga pegado al suelo en las curvas; y en los aerogeneradores, es la fuerza que crea un par sobre el buje y permite generar energía.
El perfil de la pala en el viento
¿Por qué aparece la sustentación?
La geometría del perfil hace que el aire circule más rápido por la cara superior que por la inferior (fíjate en cómo se mueven las líneas). Según el teorema de Bernoulli, a mayor velocidad del fluido, menor presión, y viceversa. Así, arriba hay menos presión y abajo más, y esa diferencia empuja la pala: es la sustentación, la misma fuerza que mantiene un avión en el aire. El perfil se mueve ligeramente, como cuando el control ajusta el ángulo de la pala: cuanto mayor es el ángulo con el que recibe el aire, mayor es la sustentación, hasta cierto límite.
Las tres palas se unen al buje, la pieza central que las sujeta, aloja el sistema de pitch y transmite el giro al eje principal. El conjunto de palas y buje es lo que llamamos rotor.
¿Sabías que?
Casi todos los aerogeneradores modernos tienen tres palas porque es el mejor equilibrio entre rendimiento, coste y estabilidad. Con más palas apenas se gana energía y la máquina es más cara y pesada. Con una o dos, el rotor está peor equilibrado y sufre más vibraciones y cargas al orientarse.
Giro → energía de rotación
Tren de potencia
El tren de potencia es el conjunto de elementos que transmiten el giro del rotor hasta el generador. Su función es llevar esa energía mecánica desde las palas hasta el punto donde se convierte en electricidad, adaptando por el camino la velocidad de giro.
De qué está formado
- Eje principal (de baja velocidad): va unido al buje y transmite el giro del rotor, con mucho par y poca velocidad. Se apoya en rodamientos de gran tamaño.
- Multiplicadora: tren de engranajes que multiplica la velocidad de giro del rotor hasta la que necesita el generador.
- Eje de alta velocidad: transmite el giro, ya elevado por la multiplicadora, hasta el generador. En él suele ir el freno mecánico de disco.
- Acoplamiento: une el eje con el generador y absorbe pequeñas desalineaciones y vibraciones.
El tren de potencia, de izquierda a derechade arriba abajo
La multiplicadora
El rotor gira a unas 15 vueltas por minuto (más despacio cuanto más grande es la máquina), mientras que un generador convencional necesita unas 1.500 rpm. La multiplicadora salva esa diferencia con un tren de engranajes, formado por etapas planetarias y etapas de ejes paralelos, que multiplica la velocidad de giro del orden de cien veces. Cómo funciona por dentro una multiplicadora
Ese aumento de velocidad produce una reducción en el par, porque la potencia se conserva (salvo pequeñas pérdidas). Por eso el eje principal es muy robusto, y el eje rápido, más delgado.
¿Sabías que?
No todos los aerogeneradores llevan multiplicadora. Fabricantes como Enercon han apostado por los modelos direct drive, en los que el generador, mucho más grande, gira a la misma velocidad que el rotor. Se elimina una de las piezas que más mantenimiento exige, a cambio de más peso y más coste.
Rotación → electricidad
Generador y convertidor
El generador da el último paso: transforma la energía de rotación en energía eléctrica. Se basa en la inducción electromagnética: al girar, el rotor del generador crea un campo magnético que barre los bobinados de cobre del estátor, la parte fija que lo rodea, y genera en ellos corriente alterna.
¿Sabías que?
La frecuencia de la electricidad depende de la velocidad de giro y del número de polos del generador. Un generador con dos pares de polos tiene que girar a 1.500 rpm para producir los 50 Hz de la red europea. Por eso la multiplicadora eleva el giro justo hasta ese valor.
Los aerogeneradores modernos son de velocidad variable: el rotor acelera o frena según el viento para aprovecharlo al máximo. Como la frecuencia de la electricidad que produce el generador cambia con la velocidad de giro, un convertidor electrónico la adapta a los 50 Hz y a la tensión que exige la red.
Sistemas de control · Orientación
Orientación (yaw)
La máxima captura de energía se logra cuando el rotor está perpendicular al viento. Para conseguirlo hacen falta dos cosas: un sistema que mida la dirección del viento y otro que corrija la posición de la góndola en función de esa medida. La veleta y el anemómetro, situados sobre la góndola, miden la dirección y la velocidad del viento. Con esa información, varios motores engranados en una gran corona dentada giran toda la góndola y orientan el rotor hacia él.
Vista desde arriba · simulación
EstadoAlineado
Desalineación0°
Vueltas del cableado0,0
¿Sabías que?
La góndola no corrige su posición de forma continua: si lo hiciera, se estropearían los motores que la mueven. Por eso espera un cierto tiempo entre una corrección y la siguiente.
Además, puede girar mucho más de 360 grados. Es normal que dé hasta tres vueltas hacia cada lado antes de tener que «desenrollarse», porque los cables que bajan por la torre se van retorciendo.
Sistemas de control · Palas
Pitch y freno
Cada pala puede girar sobre su propio eje longitudinal gracias a un rodamiento en su raíz y a un accionamiento, eléctrico o hidráulico, situado dentro del buje. Este giro se llama pitch y cambia el ángulo con el que la pala recibe el viento. El control del aerogenerador lo utiliza para tres cosas:
- Aprovechar al máximo los vientos bajos y medios, colocando la pala en su ángulo óptimo.
- Limitar la potencia cuando el viento supera el valor nominal, para no sobrecargar la máquina.
- Detener el rotor: con la pala de canto al viento, en la posición de bandera, apenas hay fuerza que lo mueva. Es el principal freno del aerogenerador.
El pitch en funcionamiento
Ángulo de pitch—
Giro del rotor—
Potencia—
—
Cada pala tiene su propio accionamiento, de modo que si una falla, las otras pueden llevar la máquina a una parada segura. El freno mecánico, un disco con pinza en el eje rápido, completa el sistema: inmoviliza el rotor una vez parado, durante el mantenimiento o en emergencias.
¿Sabías que?
El freno mecánico se coloca en el eje rápido porque es el que transmite menos par. Al tener que retener un esfuerzo mucho menor, el freno puede ser más pequeño y es más fácil detener el giro.
Estructura y conexión a la red
Torre y transformador
A más altura, el viento es más fuerte y más estable, por eso las torres modernas superan con facilidad los 100 metros. Además de sostener la góndola, la torre aloja los cables que bajan la electricidad hasta la base.
A escala
El transformador eleva la tensión de salida del generador antes de enviar la energía a la red. Con una tensión más alta, la misma potencia circula con menos corriente y, por tanto, con menos pérdidas por el camino. En muchos aerogeneradores el transformador va dentro de la góndola; en otros, se sitúa en la base de la torre.
¿Sabías que?
Las palas más grandes ya superan la envergadura de un Airbus A380, el mayor avión de pasajeros, que mide unos 80 metros de punta a punta.
La serie continúa
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