Tipos de aerogeneradores
El desarrollo moderno de la tecnología y las aplicaciones de la energía eólica estaba muy avanzado en la década de 1930, cuando se calcula que unos 600.000 molinos de viento suministraban electricidad y servicios de bombeo de agua a las zonas rurales. Una vez que la distribución de electricidad a gran escala se extendió a las granjas y a los pueblos del campo, el uso de la energía eólica en Estados Unidos comenzó a disminuir, pero se recuperó después de la escasez de petróleo en Estados Unidos a principios de la década de 1970. En los últimos 30 años, la investigación y el desarrollo han fluctuado con el interés del gobierno federal y los incentivos fiscales. A mediados de los 80, las turbinas eólicas tenían una potencia máxima típica de 150 kW. En 2006, las turbinas comerciales a escala de servicios públicos suelen tener una potencia superior a 1 MW y están disponibles con una capacidad de hasta 4 MW.
– Palas del rotor – Las palas son básicamente las velas del sistema; en su forma más simple, actúan como barreras para el viento (los diseños de palas más modernos van más allá del método de las barreras). Cuando el viento obliga a las palas a moverse, ha transferido parte de su energía al rotor.
– Eje – El eje del aerogenerador está conectado al centro del rotor. Cuando el rotor gira, el eje también lo hace. De este modo, el rotor transfiere su energía mecánica y rotativa al eje, que entra en un generador eléctrico en el otro extremo.
¿Cuáles son las partes de un aerogenerador?
Sin embargo, cuatro partes son vitales: El generador, la góndola, la torre y las palas.
¿Qué quiere decir con turbina eólica?
Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. … Los aerogeneradores se fabrican en una amplia gama de tamaños, con ejes horizontales o verticales.
¿Cómo se construye un aerogenerador?
Proceso de construcción de los aerogeneradores
Las piezas se atornillan y la torre se mantiene en posición horizontal hasta su colocación. La torre se eleva hasta su posición con una grúa, se aprietan los pernos y, una vez terminada, se comprueba su estabilidad. A continuación se instala la góndola de fibra de vidrio.
Función del aerogenerador
Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Cientos de miles de grandes turbinas, en instalaciones conocidas como parques eólicos, generan actualmente más de 650 gigavatios de energía, a los que se añaden 60 GW cada año[1]. Son una fuente cada vez más importante de energía renovable intermitente, y se utilizan en muchos países para reducir los costes energéticos y la dependencia de los combustibles fósiles. Un estudio afirmaba que, a partir de 2009[actualización], la eólica tenía las «menores emisiones relativas de gases de efecto invernadero, las menores demandas de consumo de agua y… los impactos sociales más favorables» en comparación con la fotovoltaica, la hidráulica, la geotérmica, el carbón y el gas[2].
Las turbinas eólicas más pequeñas se utilizan para aplicaciones como la carga de baterías para la energía auxiliar de barcos o caravanas, y para alimentar las señales de tráfico. Las turbinas más grandes pueden contribuir al suministro de energía doméstica y vender la energía no utilizada al proveedor de servicios públicos a través de la red eléctrica.
La rueda de viento de Héroe de Alejandría (10 d.C. – 70 d.C.) es uno de los primeros ejemplos registrados de máquinas accionadas por el viento en la historia[3][4]. Sin embargo, las primeras centrales eólicas prácticas conocidas se construyeron en Sistán, una provincia oriental de Persia (actual Irán), a partir del siglo VII. Estos «Panemone» eran molinos de viento de eje vertical, que contaban con largos ejes de transmisión verticales con palas rectangulares[5]. Fabricados con entre seis y doce velas cubiertas de estera de caña o material de tela, estos molinos se utilizaban para moler grano o extraer agua, y se empleaban en las industrias de la molienda y la caña de azúcar[6].
¿Cuál es la función del aerogenerador?
Un aerogenerador convierte la energía del viento en electricidad utilizando la fuerza aerodinámica de las palas del rotor, que funcionan como las alas de un avión o las palas de un helicóptero. Cuando el viento fluye a través de la pala, la presión del aire en un lado de la pala disminuye.
¿Por qué se utilizan los aerogeneradores?
Los aerogeneradores convierten la energía cinética del viento en energía mecánica. Esta energía mecánica puede utilizarse para tareas específicas (como la molienda de grano o el bombeo de agua), o puede convertirse en electricidad mediante un generador.
¿Cuáles son las doce partes que componen la góndola?
Haz clic en las partes del aerogenerador abierto para conocer la góndola, las palas del rotor, el buje, el eje de baja velocidad, la caja de cambios, el eje de alta velocidad con su freno mecánico, el generador eléctrico, el mecanismo de guiñada, el controlador electrónico, el sistema hidráulico, la unidad de refrigeración, la torre, el anemómetro y la veleta.
Construcción de aerogeneradores
Una torre que soporta la góndola y el cubo del rotor en su parte superior. Está hecha de acero tubular, hormigón o celosía de acero. La altura de la torre es un factor importante en el diseño de las HWAT. Como la velocidad del viento aumenta con la altura, las torres más altas permiten que las turbinas capten más energía y generen más electricidad. Por lo general, la potencia de salida del sistema eólico aumenta con el aumento de la altura y también reduce las turbulencias del viento. La vista teórica de la altura de la torre frente a la potencia de salida se muestra en la figura 7 .
Torre tubular: Se construyen a partir de placas de acero laminado soldadas entre sí con bridas en la parte superior e inferior, siendo rociadas con varias capas de pintura gris resistente a la intemperie en el patio de construcción. Tienen puertas en la parte superior e inferior que permiten la entrada a las escaleras verticales del interior utilizadas para acceder a los cables de alimentación y al mecanismo de guiñada. También hay un conjunto de escaleras verticales en el exterior de la torre que acceden a la góndola para el mantenimiento y otras comprobaciones.
Torre de celosía: Una torre de celosía puede construirse con varillas de acero de forma perfecta que se unen para formar una celosía. Estas torres son muy resistentes y baratas de fabricar y fáciles de transportar y montar.
¿Cómo se llama la parte giratoria de un molino de viento?
Las turbinas captan la energía del viento con sus palas en forma de hélice, que actúan de forma muy parecida a las alas de un avión. Cuando el viento sopla, se forma una bolsa de aire a baja presión en un lado de la pala. La bolsa de aire a baja presión tira de la pala hacia ella, haciendo que el rotor gire. Esto se denomina sustentación.
¿Qué es el rotor de un aerogenerador?
Las palas de los rotores de los aerogeneradores son el componente más estresado y vital de cualquier turbina eólica. Su función es absorber la energía cinética del viento y convertirla en un movimiento de rotación alrededor de un eje central.
¿Qué es 1P y 3P en un aerogenerador?
La velocidad de rotación constante es la primera frecuencia de excitación, que suele denominarse 1P. La segunda frecuencia de excitación es la frecuencia de paso de las palas del rotor: NbP en la que Nb es el número de palas del rotor: 2P para una turbina equipada con dos palas del rotor, 3P para un rotor de tres palas.
La energía eólica explicada
Componentes de un aerogenerador: 1-Fundación, 2-Conexión a la red eléctrica, 3-Torre, 4-Escalera de acceso, 5-Control de la orientación del viento (control de guiñada), 6-Nacelle, 7-Generador, 8-Anemómetro, 9-Freno eléctrico o mecánico, 10-Caja de cambios, 11-Palas del motor, 12-Control del paso de las palas, 13-Cubo del motor
El diseño de un aerogenerador es el proceso de definir la forma y la configuración de una turbina eólica para extraer energía del viento[1]. Una instalación consta de los sistemas necesarios para captar la energía del viento, orientar la turbina hacia el viento, convertir la rotación mecánica en energía eléctrica y otros sistemas para arrancar, parar y controlar la turbina.
En 1919, el físico alemán Albert Betz demostró que para una hipotética máquina ideal de extracción de energía eólica, las leyes fundamentales de conservación de la masa y la energía no permitían capturar más de 16/27 (59,3%) de la energía cinética del viento. Este límite de la ley de Betz puede acercarse a los diseños modernos de turbinas que alcanzan entre el 70 y el 80% de este límite teórico.
Además de las palas, el diseño de un sistema completo de energía eólica debe tener en cuenta el buje, los controles, el generador, la estructura de soporte y los cimientos. Las turbinas también deben integrarse en las redes eléctricas.