Aerogeneradores - Arturo Lara

Vista previa del material en texto

3. Aerogeneradores. Elementos constitutivos
3.1. Rotor
Es la parte del aerogenerador que capta la energía cinética del viento y la trans-
forma en energía mecánica. Consta de eje de giro, buje y palas. El eje, correspon-
de al eje de la máquina al que está acoplada, a través del buje, la hélice con un
número determinado de palas, tres en los modelos actuales, barre una superficie
de valor it- D2 / 4 que junto con la velocidad del viento desarrolla una potencia:
[5] P = le •	• <?
P: potencia eléctrica que se obtiene del aerogenerador (W).
/<: coeficiente de rendimiento que es del orden de 0,2 para máquinas pequeñas y de
0,5 para máquinas grandes.
D: diámetro de la hélice (m).
v: velocidad del viento (m/s).
Como estimación de la valoración energética de un emplazamiento, la fórmula
anterior para un aerogenerador, y para una disponibilidad del 90%, se transforma
en:
[6] W=2,5.(Vmai)3.A
W: valor anual de la energía producida por el sistema eólico por unidad de potencia
nominal del mismo (kWh/año).
Vmed: velocidad, medía anual, del viento (m/s).
A: superficie de captación (m2),
3.2. Multiplicador
Tiene como función adaptar la baja velocidad del eje del rotor a velocidades más
altas según las características del generador eléctrico. Es un conjunto de engra-
najes que conectan el eje de baja velocidad con el eje de alta velocidad al que está
acoplado el generador mediante un acoplamiento elástico.
3.3. Generador
Desde el principio, se emplearon dinamos, y muchos han sido los esfuerzos por re-
solver las cuestiones relacionadas con la fuerza motriz en sí misma y la dinamo,
los medios de transmisión de la potencia de la rueda a la dinamo, el aparato para
la regulación, el almacenamiento y la utilización de la electricidad. Hoy día, los
medios tecnológicos y conocimientos científicos resuelven con eficacia estos pro-
blemas y se construyen generadores de los siguientes tipos:
· Para pequeñas potencias, hasta 100 kW, se siguen utilizando las dinamos o ge-
neradores de corriente continua.
· A partir de esta potencia de 100 kW se utilizan alternadores asincronos, o sín-
cronos para grandes potencias, que producen corriente alterna normalmente a
una tensión de 690 V.
caso práctico inicial
Descripción y características de los
elementos constructivos de un
aerogenerador y magnitudes que
lo caracterizan.
v cabulario
Español - Inglés
Aerogenerador: wind turbine.
Multiplicador: gearbox.
Rotor: rotor.
Generador: genera tor.
Palas: biabes.
Torre: tower.
Eje de baja velocidad:
lowspeed shaft.
Eje de alta velocidad:
highspeed shaft.
210
Unidad 6
3.4. Torre
1. - Pala
2. - Corona de la pala
3. - Buje
4. - Eje de transmisión
5. - Rodamientos del eje
6. - Multiplicadora
7. - Accionamiento del Pitch
8. - Freno hidráulico
9. - Transmisión elástica
10. - Generador síncrono de
imanes permanentes
11. - Estación meteorológica
12. - Polipasto auxiliar
13. - Armario de control
14. - Grupo hidráulico
15. - Bancada del Nacelle
16. - Accionamientos de
orientación
17. - Corona del Yaw
18. -Torre
19. - Carenado del Nacelle
20. - Carenado del buje
La torre de sustentación de los aerogeneradores puede ser de celosía o tubular de-
pendiendo del volumen, peso e impacto medioambiental. Sobre la torre se colo-
ca la carcasa o góndola, Se caracterizan por:
· Tipo. Según la forma constructiva.
· Altura. Define la longitud de la torre y por tanto la elevación del rotor respec-
to al suelo. En la actualidad se llega a torres del orden de 80 m.
· Diámetro. Se especifica el diámetro interior y superior de la tone.
· Protección. Acabado y protección contra la corrosión.
T Figura 6.9. Aerogenerador de eje horizontal (Electria Wind).
3.5. Palas
Captan la fuerza del viento y se caracterizan por su longitud, forma y espesor. Su perfil aerodinámico es de vital importancia y se expresa mediante un tipo NACA (National Advisory Committee of Aeronautics), por ejemplo NACA 4415. Como dato significativo de su importancia, diremos que entre la torre y las palas suman un importe del orden del 48% del coste del conjunto aerogenerador.
3.6. Sistema eléctrico
Motores de orientación del grupo hidráulico, elementos de potencia, sistemas de regulación y control de La energía reactiva, etc.