Eje vertical Darrieus, Panémona y Savonius

Son turbinas muy simples y de bajo costo, muchas veces implementadas de forma artesanal. Estas poseen palas con las que resisten la energía del viento y la diferencia entre ellas responde a diseños constructivos particulares.

Son tecnologías ampliamente utilizadas a nivel global y sus principales aplicaciones están orientadas a bombeo de agua, sistemas simples de refrigeración, carga de baterías, entre otras aplicaciones, donde se da más relevancia al costo que a la eficiencia.

Savonius presenta eficiencias máximas del orden de 15 a 25% y está orientada a generación de hasta 5 kW. Por su parte, Darrieus tiene eficiencias de 20 a 35% y potencias asociadas de 5 a 4.000 kW [Sandia Laboratory, 2011].

Las Darrieus, patentadas por G. Darrieus el año 1931 y desarrolladas luego por el Laboratorio Sandia en los años 70, son turbinas bastante simples y de bajo costo, aunque mayores que las turbinas Panémona y Savonius. Son turbinas constituidas por dos palas en forma de hojas delgadas, unidas al eje en los extremos con una curva diseñada para optimizar el rendimiento. No requieren sistema de direccionamiento y comienzan a funcionar con velocidades de viento de 2 m/s. El generador Darrieus más grande del mundo es de 4 MW de potencia, con una altura de 42 metros. Se encuentra en Canadá.

Por su parte, la tecnología Panémona, también patentada por Darrieus el año 1927, tiene distintas configuraciones, pero en general, consiste en palas paralelas al eje, separadas de este por un brazo rígido. Puede generar potencias entre 10 kW y 1 MW, tienen factor de planta entre 18 y 42% y eficiencias entre 15 y 30% [Sandia Laboratory, 2011].

Respecto de la tecnología Savonius, patentada por el finlandes Sigurd Savonius en 1922. Es el diseño más simple de aerogenerador, pudiendo construirse equipos artesanales, con un barril metálico cortado diametralmente y con ambas mitades desplazadas de su eje. Algunos diseños combinan en un mismo eje, un Savonius en el centro con un Darrieus por fuera. Esta aplicación es muy usada en áreas rurales, pudiendo generar potencias entre 0,1 y 5 kW, y con un factor de plantafactor de planta entre 35 y 45% y eficiencias entre 15 y 25% [Sandia Laboratory].

Estos sistemas de eje vertical tienen costos de inversión entre 3.000 y 10.000 USD/kW, con costos de operación entre 8 a 40 USD/kW/año. El costo medio de la energía es de 24,5 a 49,9 centavos por kWh, siendo estos rangos variables en la medida en que estos equipos presentan diversas configuraciones y niveles de sofisticación.