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Partes importantes de los aerogeneradores modernos
? Dispositivos de orientación
? Dispositivos de regulación de velocidad
Las formas de mayor utilización son las de producir energía eléctrica y mecánica, bien sea para
autoabastecimiento de electricidad o bombeo de agua. Siendo un aerogenerador los que accionan
un generador eléctrico y un aeromotor los que accionan dispositivos, para realizar un trabajo
mecánico.
Partes de un aerogenerador:
? Cimientos, generalmente constituidos por hormigón en tierra, sobre el cual se atornilla la
torre del aerogenerador.
? Torre, fijada al suelo por los cimientos, proporciona la altura suficiente para evitar
turbulencias y superar obstáculos cercanos; la torre y los cimientos son los encargados de
transmitir las cargas al suelo.
? Chasis, es el soporte donde se encuentra el generador, sistema de frenado, sistema de
orientación, equipos auxiliares (hidráulico), caja de cambio, etc. Protege a estos equipos
del ambiente y sirve, a su vez, de aislante acústico.
? El buje, pieza metálica de fundición que conecta las palas al eje de transmisión.
? Las palas, cuya misión es la de absorber energía del viento; el rendimiento del
aerogenerador depende de la geometría de las palas, interviniendo varios factores:
o Longitud
o Perfil
o Calaje
o Anchura
.
Sistemas de un aerogenerador:
? Orientación, mantiene el rotor cara al viento, minimizando los cambios de dirección del
rotor con los cambios de dirección de viento; Estos cambios de dirección provocan
pérdidas de rendimiento y genera grandes esfuerzos con los cambios de velocidad.
? Regulación, controla la velocidad del rotor y el par motor en el eje del rotor, evitando
fluctuaciones producidas por la velocidad del viento.
? Transmisión, utilizados para aumentar la velocidad de giro del rotor, para poder accionar
un generador de corriente eléctrica, es un multiplicador, colocado entre el rotor y el
generador.
? Generador, para la producción de corriente continua (DC) dinamo y para la producción de
corriente alterna (AC) alternador, este puede ser síncrono o asíncrono.
Durante dos años, se ha investigado una técnica que mejorara, aún más, el rendimiento de los
aerogeneradores, ya que no se optimizaba la captación de la energía del viento a determinadas
velocidades.
El resultado ha sido un sistema de velocidad variable y generación síncrona, que permite que las
palas puedan girar a diferentes velocidades en función de las variables de viento, lo que propicia
una mayor producción de energía eléctrica.
Este se basa en la utilización de la máquina de doble alimentación DFM (Double Fed Machine), de
construcción similar a la asíncrona con rotor bobinado. Posee, tanto en estator como en rotor,
bobinados trifásicos, es decir, utiliza un generador robusto, sencillo y barato con un diseño
eléctrico especial. Mediante un inversor IGBT's se imprimen en el rotor tres intensidades
senoidales a 120º y una frecuencia controlada. Este sistema genera en el motor un campo
giratorio de esa frecuencia (fr) respecto a un observador situado en dicho rotor.
La adición de la velocidad mecánica (fm) al motor hace que la velocidad del campo giratorio "vista"
por el estator sea fe=Fm + fr. Si se hace que fr sea tal que fe coincida con la red, se tiene una
iteración entre el estator y el rotor, en la que el par depende del ángulo eléctrico virtual de fase de
las tensiones de la red en bornas de la máquina, es decir, del ángulo de transmisión de potencia
síncrona.
Se puede hacer que fr tenga dos signos. O sea, que se puede controlar la máquina en régimen
subsíncrono (por debajo de 1.500 rpm) y en régimen hipersíncrono (por encima de 1.500 rpm). En
la práctica no va ser necesaria toda la gama de velocidades, la banda queda entre 1.200 y 1.700
rpm con un aprovechamiento sólo parcial de la banda supersíncrona.
El sistema de control, no sólo realiza el control de fr, sino también del ángulo de fase de la
intensidad del rotor, con lo cual se controla eléctricamente el ángulo de transmisión de potencia, o
sea, la potencia activa P transmitida a la red y además la componente magnetizante y con ello la
potencia reactiva Q en bornas de la máquina.
De esta manera, se consigue una generación síncrona con óptima estabilidad en P y en Q aún en
presencia de ráfagas, mínima participación de los componentes de electrónica de potencia y
escaso contenido en armónicos en la red, aumento de la vida mecánica, compensación
automática de reactiva y la posibilidad de trabajo en isla.
Otro tipo de aerogenerador es el ciclónico, un proyecto poco conocido, consistente en la mezcla
de unir sistemas eólicos y solares.
Se compone de un inmenso
invernadero con una chimenea
central.
El aire es calentado por efecto
invernadero y asciende por la
chimenea.
Este aire ascendente mueve una
turbina dispuesta en la
embocadura de la chimenea.
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