Parámetros característicos de los aeoregeneradores

Los parámetros que caracterizan a un aerogenerador se indican a continuación.

Este es un artículo extraído del libro MANTENIMIENTO DE AEROGENERADORES.
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Marca y modelo

Son muchos los fabricantes que se han lanzado a la construcción de turbinas eólicas. La mayor parte de ellos son ensambladores, es decir, son empresas que toman equipos estándar del mercado, realizan una ingeniería de integración y producen turbinas sin fabricar ninguno de sus componentes, que adquieren en el mercado.

Potencia

La potencia es el principal parámetro característico de un aerogenerador, y expresa la energía que es capaz de generar en la unidad de tiempo. Los pequeños aerogeneradores para autoconsumo doméstico arrancan en 1 kW, mientras que los aerogeneradores off-shore pueden llegar a alcanzar los 10 MW, incluso más de acuerdo con las últimas noticias que transmiten fabricantes líderes de aerogeneradores a los medios de comunicación.

Curva de respuesta al viento

Es la curva potencia-velocidad de viento de un aerogenerador, y está dividida en tres regiones: la región en la que la velocidad es insuficiente para arrancar la producción, en rango de velocidades desde la velocidad en la que se produce la sincronización con la red y la máxima potencia, la velocidad hasta que el aerogenerador puede mantenerse en marcha con viento racheado, la velocidad a la que el aerogenerador puede mantenerse en marcha con viento sostenido y el rango de velocidades a partir de las cuales el aerogenerador debe pararse.

Tipo de aerogenerador

Tipo de generador

Los generadores encargados de convertir la energía mecánica suministrada por el rotor pueden ser síncronos o asíncronos. Esta distinción tiene consecuencias tecnológicas muy importantes en el diseño del aerogenerador en conjunto.

Tipo de multiplicadora

Existen en el mercado diferentes tipos de multiplicadora:

• Multiplicadoras de ejes paralelos, de una o varias etapas
• Multiplicadoras de ejes planetarios, de una o varias etapas
• Multiplicadoras mixtas, que son las más habituales para aerogeneradores de gran potencia

Número de palas

Ya se ha indicado al hablar de los tipos de aerogeneradores que los de eje horizontal pueden ser de una, dos o tres palas, aunque los modelos más pequeños pueden tener más de tres (siempre un número impar).

Altura de la góndola

La altura a la que se sitúa la góndola se mide desde la base de ésta hasta el centro de la góndola, o altura del eje del rotor. Las alturas son muy variables, y están en función de la potencia, que a su vez define la longitud de pala. Son habituales alturas que van desde los 25 metros para aerogeneradores de cientos de kilowatios, hasta los más de 100 metros que miden los de potencias superiores a 2 MW.

Longitud de pala

Las palas son las responsables de convertir la energía cinética del viento en energía mecánica rotativa, y su longitud está en función de la potencia del aerogenerador. Son habituales longitudes que van desde los 5 metros para generadores de poca potencia hasta los más de 80 metros que pueden llegar a medir los de mayor tamaño. Por supuesto, tal longitud genera problemas de transporte, requiriéndose en la mayoría de los casos transportes especiales para llevar las palas desde fábrica hasta el emplazamiento del aerogenerador.

Altura máxima

Esta altura, que es un dato a tener en cuenta por las autoridades de aviación civil, es la altura de la góndola más la altura de pala.

Rendimiento

El rendimiento del aerogenerador depende de la curva de velocidad, y por tanto, es variable en función de dicha velocidad. El máximo rendimiento se alcanza a la velocidad a la que la potencia alcanza su máximo, (en general dicha velocidad ronda los 10-12 m/s). De acuerdo con la ley de Betz, que se analizará en un capítulo posterior, no puede ser superior al 59%. Rendimientos del 35-40% son considerados hoy en día como aceptables.

Área barrida

Es el área del círculo que dibujan las palas al girar.

Velocidad de rotación (rango)

En la mayoría de los aerogeneradores se trata de un rango, no de una velocidad. Para los aerogeneradores de gran potencia utilizados para la generación de energía eléctrica conectados a red, esta velocidad ronda las 15 revoluciones por minuto (r.p.m.), variando hasta un 10-15% de acuerdo con la velocidad del viento. A mayor tamaño, menor velocidad de rotación.

Tipo de pala

El tipo de pala que puede tener un aerogenerador es muy variado. La pala para aerogeneradores de gran tamaño es siempre el mismo, pero en realidad existen en el mercado diversas opciones:

Sistema de orientación de la pala

Existen aerogeneradores con tres tipos de sistemas de orientación de palas:

• Sin sistema de orientación de palas.
• Con sistema hidráulico de orientación.
• Con sistema eléctrico de orientación.

Voltaje de generación

Los aerogeneradores generan en baja tensión, siendo los voltajes más habituales (medidos en las bornas del generador) 400 voltios y 690 voltios, ambos en corriente trifásica.

Voltaje de salida del aerogenerador

Para generadores domésticos o de baja potencia es posible que éstos generen directamente en baja tensión, y por tanto la tensión de generación y la tensión de salida coincidan. Pero es mucho más habitual, para generadores de media o alta potencia, que entre el generador y la subestación de conexión haya un transformador, normalmente situado en la góndola o a pie de torre, que eleve la tensión hasta la de conexión con la subestación.

Tipo de transformador

Los tipos de transformador posibles para elevar la tensión desde la tensión de generación a la tensión de transporte hasta la subestación son el transformador de llenado integral y el transformador seco, siendo muchísimo más habitual el segundo (el primero es posible, pero es una rareza).

Situación del transformador

El transformador elevador puede situarse bien en la parte trasera de la góndola, y por tanto, en la parte superior del aerogenerador, o bien a pie de torre.

Dimensiones de la góndola

Alto, largo y ancho de la góndola son tres parámetros importantes de definir porque tienen implicaciones en el transporte hasta el sitio y en el montaje de ésta.

Peso de la góndola

El peso de la góndola, igual que las dimensiones de ésta, es importante para conocer el tipo de transporte que será necesario contratar para el traslado de la góndola completa desde fábrica hasta el emplazamiento final y para contratar los medios de elevación necesarios para situar la góndola en lo alto de la torre.

 

Contenido del capítulo 2

2 LOS AEROGENERADORES
 2.1 El aerogenerador o turbina eólica
 2.2 Clasificación de aerogeneradores
  2.2.1 Criterios de clasificación
  2.2.2 Aerogeneradores según la potencia
  2.2.3 Aerogeneradores según la posición del eje
  2.2.4 Clasificación de los aerogeneradores de eje horizontal de
acuerdo con el número de palas
  2.2.5 Clasificación de los aerogeneradores de eje horizontal de
acuerdo con la orientación al viento
  2.2.6 Clasificación de los aerogeneradores de eje horizontal de
acuerdo con el tipo de torre
  2.2.7 Comparación entre aerogeneradores de eje horizontal y de
eje vertical
 2.3 Parámetros característicos de un parque eólico
 2.4 Parámetros característicos de los aerogeneradores
  2.4.1 Marca y modelo
  2.4.2 Potencia
  2.4.3 Curva de respuesta al viento
  2.4.4 Tipo de aerogenerador
  2.4.5 Tipo de generador
  2.4.6 Tipo de multiplicadora
  2.4.7 Número de palas
  2.4.8 Altura de la góndola
  2.4.9 Longitud de pala
  2.4.10 Altura máxima
  2.4.11 Rendimiento
  2.4.12 Área barrida
  2.4.13 Velocidad de rotación (rango)
  2.4.14 Tipo de pala
  2.4.15 Sistema de orientación de la pala
  2.4.16 Voltaje de generación
  2.4.17 Voltaje de salida del aerogenerador
  2.4.18 Tipo de transformador
  2.4.19 Situación del transformador
  2.4.20 Dimensiones de la góndola
  2.4.21 Peso de la góndola

 

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