PARTES DE UN AERO GENERADOR

JHONATAN GABRIEL TRUJILO BURBANO

JORGE FERNANDO GOYES

8-1

INSTITUCIÓN EDUCATIVA NIÑO JESÚS DE PRAGA

PARTES DE UN AEROGENERADOR

Un aerogenerador es un generador eléctrico que funciona convirtiendo la energía cinética del viento en energía mecánica a través de una hélice y en energía eléctrica gracias a un alternador. Sus precedentes directos son los molinos de viento que se empleaban para la molienda y obtención de harina. En este caso, la energía eólica (en realidad la energía cinética del aire en movimiento), proporciona energía mecánica a un rotor hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador  trifásico,  que convierte la energía mecánica  rotacional  en energía eléctrica.

Existen diferentes tipos de aerogeneradores, dependiendo de su potencia, la disposición de su eje de rotación, el tipo de generador, etc.

Los aerogeneradores pueden trabajar de manera aislada o agrupados en parques eólicos o plantas de generación eólica, distanciados unos de otros, en función del impacto ambiental y de las turbulencias generadas por el movimiento de las palas.

Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados de un sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red.

Ya en la primera mitad del siglo XX, la generación de energía eléctrica con rotores eólicos fue bastante popular en casas aisladas situadas en zonas rurales.

La energía eólica se está volviendo más popular en la actualidad, al haber demostrado la viabilidad industrial, y nació como búsqueda de una diversificación en el abanico de generación eléctrica ante un crecimiento de la demanda y una situación geopolítica cada vez más complicada en el ámbito de los combustibles tradicionales

AEROGENERADORES  DE EJE ORIZONTAL.

Son aquellos en los que el eje de rotación del equipo se encuentra paralelo al suelo. Esta es la tecnología que se ha impuesto, por su eficiencia y confiabilidad y la capacidad de adaptarse a diferentes potencias.

Las partes principales de un aerogenerador de eje horizontal son:

• Rotor: las palas del rotor, construidas principalmente con materiales compuestos, se diseñan para transformar la energía cinética del viento en un momento torsor en el eje del equipo. Los rotores modernos pueden llegar a tener un diámetro de 42 a 80 metros y producir potencias equivalentes de varios MW. La velocidad de rotación está normalmente limitada por la velocidad de punta de pala, cuyo límite actual se establece por criterios acústicos.
• Góndola o nacelle: sirve de alojamiento para los elementos mecánicos y eléctricos (multiplicadora, generador, armarios de control, etc.) del aerogenerador.
• Caja de engranajes o multiplicadora: puede estar presente o no dependiendo del modelo. Transforman la baja velocidad del eje del rotor en alta velocidad de rotación en el eje del generador eléctrico.
• Generador: existen diferente tipos dependiendo del diseño del aerogenerador. Pueden ser síncronos o asíncronos, jaula de ardilla o doblemente alimentados, con excitación o con imanes permanentes. Lo podemos definir como parte del aerogenerador que convierte la energía en electricidad.
• La torre: sitúa el generador a una mayor altura, donde los vientos son de mayor intensidad y para permitir el giro de las palas y transmite las cargas del equipo al suelo.
• Sistema de control: se hace cargo del funcionamiento seguro y eficiente del equipo, controla la orientación de la góndola, la posición de las palas y la potencia total entregada por el equipo.

Todos los aerogeneradores de eje horizontal tienen su eje de rotación principal en la parte superior de la torre, que tiene que orientarse hacia el viento de alguna manera. Los aerogeneradores pequeños se orientan mediante una veleta, mientras que los más grandes utilizan un sensor de dirección y se orientan por servomotores o motorreductores.

Existen 2 tipologías principales de generadores eléctricos: con y sin caja multiplicadora. Los primeros funcionan a velocidades del orden de 1000 - 2000 rpm. Dado que la velocidad de rotación de las aspas es baja (entre 8 y 30 rpm), requieren el uso de una caja multiplicadora para conseguir una velocidad de rotación adecuada. Los aerogeneradores que no requieren multiplicadora se conocen como "direct-drive" y sus generadores se llaman habitualmente multipolo, ya que para conseguir una frecuencia elevada con una baja velocidad de giro tienen más de una decena de polos.

En la mayoría de los casos la velocidad de giro del generador está relacionada con la frecuencia de la red eléctrica a la que se vierte la energía generada (50 o 60 Hz).

Son aquellos en los que el eje de rotación se encuentra perpendicular al suelo. También se denominan VAWT (del inglés, Vertical Axis Wind Turbine), en contraposición a los de eje horizontal o HAWT. ​ Un ejemplo es el rotor Savonius.

En general, las ventajas de los VAWT son:

• Se pueden situar más cerca unos de otros, debido a que no producen el efecto de frenado de aire propio de los HAWT, por lo que no ocupan tanta superficie.

• No necesitan un mecanismo de orientación respecto al viento, puesto que sus palas son omnidireccionales.

• Se pueden colocar más cerca del suelo, debido a que son capaces de funcionar con una menor velocidad del viento, por lo que las tareas de mantenimiento son más sencillas.

• Mucho más silenciosos que los HAWT.

• Mucho más recomendables para instalaciones pequeñas (de menos de 10 kW) debido a la facilidad de instalación, la disminución del ruido y el menor tamaño.

• Al estar cerca del suelo la velocidad del viento es baja y no se aprovechan las corrientes de aire de mayor altura.

• Baja eficiencia.

• Mayor gasto en materiales por metro cuadrado de superficie ocupada que las turbinas de eje horizontal.

• No son de arranque automático, requieren conexión a la red para poder arrancar utilizando el generador como motor

• Tienen menor estabilidad y mayores problemas de fiabilidad que los HAWT. Las palas del rotor tienen tendencia a doblarse o romperse con fuertes vientos.

VENTAJAS Y DESVENENTAJAS.


VENTAJAS.

• Los aerogeneradores funcionan con energía eólica, que es gratuita y abundante, se aprovecha adecuadamente, puede producir más energía que todas las demás energías renovables juntas.

 

• La energía eólica es “verde” y limpia: La energía eólica generada es limpia y no contaminante, a diferencia de las fuentes tradicionales de producción de energía que queman combustibles fósiles que provocan la emanación de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero en el medio ambiente. Además, se ahorra miles de millones de galones de agua, que se utiliza para producir la electricidad requerida por el proceso tradicional.

 

• Integración con las redes eléctricas: la energía eólica puede trabajar al mismo tiempo que las redes eléctricas por lo tanto fluye con la ecuación de la oferta y la demanda. El exceso de energía puede ser almacenada en las baterías, mientras que una escasez puede ser cumplida por la red.

 

• Reduce la dependencia del petróleo: El petróleo, como sabemos, no es libre y abundante, lo que significa que habrá un momento en que no habría petróleo. Por lo tanto, el uso de la energía eólica reduce la dependencia del petróleo, mientras que abre un sector nuevo dando trabajo a miles de personas.

 

• Ventajas económicas: Impulsa la educación y la formación de los jóvenes de la zona, es compatible con otras actividades como la selvicultura, ganadería.

 

• Otros puntos positivos: Produce independencia de otras energías, porque es una energía autóctona, es decir, no hace falta importarla. Todos los consumos que produce los compensa con las ganancias de su energía producida.

DESVENTAJAS.

• 
  
• Impredecible: La imprevisibilidad del viento es el primer inconveniente cuando se considera la energía eólica como una fuente confiable de energía.

    La ubicación es fundamental, las turbinas de viento necesitan una velocidad media       de más de 10 MPH, los lugares que tienen las velocidades de viento por debajo de este número no son lugares viables para la instalación de las turbinas.

• Problemas relacionados con la transmisión: Si bien la generación de energía eólica es fácil, la trasmisión de energía no lo es tanto, como las turbinas son ruidosas y estéticamente no atractivas, generalmente se instalan lejos de ciudades lo que requieren grandes cantidades de líneas de transmisión, lo cual es una tarea difícil.

• A algunas personas no les gusta el aspecto de las turbinas

• Las turbinas de viento hacen ruido

• Aunque es poco frecuente, si un ave vuela cerca de las turbinas, éstas la matarán, a pesar de que para evitar que estos parques causen la muerte de las aves, los parque eólicos se ubican fuera de los santuarios de las aves y lejos de sus vías migratorias.