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Energías renovables

Autor: José María Cracco
Curso:
9,27/10 (11 opiniones) |12402 alumnos|Fecha publicación: 03/12/2004

Capítulo 9:

 Energía eólica (2)

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

.

Energía eólica (2)

 

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.

Energía eólica (2)

 

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.

Energía eólica (2)       

Se compone de un inmenso

invernadero con una chimenea

central.

El aire es calentado por efecto

invernadero y asciende por la

chimenea.

Energía eólica (2)

Este aire ascendente mueve una

turbina dispuesta en la

embocadura de la chimenea.

Capítulo anterior - Energía eólica

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