. Conceptos generales sobre
La clasificación básica de estas máquinas ha sido por la posición de su eje: vertical u horizontal. El accionamiento de los elementos captadores móviles es básicamente por sustentación en la mayor parte de los casos, si
dispositivos de eje vertical son accionados por resistencia.
a) Sistemas de generación de eje vertical: este tipo de tecnología presenta ciertas ventajas de carácter estructural al no necesitar mecanismo de orientación, así como para poder instalar el generador eléctrico en tierra. Dentro de las desventajas que presenta este tipo de tecnología, cabe destacar su menor producción energética a igual potencia instalada respecto a un aerogenerador convencional, así como la necesidad de motorizar aerogenerador para su arranque.
b) Sistemas de generación de eje horizontal: es con diferencia el tipo de sistema de captación eólica más desarrollado, utilizándose desde tamaños del orden de vatios a grandes a aerogeneradores por encima del MW de potencia. En relación a la posición del rotor respecto a la torre, los rotores son clasificados como a sotavento (rotor aguas debajo de la torre) o barlovento (rotor aguas arriba de la torre), siendo esta última disposición la más utilizada.
6. CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS Y APLICACIONES
La clasificación básica de estas máquinas ha sido por la posición de su eje: vertical u horizontal. El accionamiento de los elementos captadores móviles es básicamente por sustentación en la mayor parte de los casos, si bien algunos
a) Sistemas de generación de eje vertical: este tipo de tecnología presenta ciertas ventajas de carácter estructural al no necesitar mecanismo de instalar el generador eléctrico en tierra. Dentro de las desventajas que presenta este tipo de tecnología, cabe destacar su menor producción energética a igual potencia instalada respecto a un aerogenerador convencional, así como la necesidad de motorizar el
b) Sistemas de generación de eje horizontal: es con diferencia el tipo de sistema de captación eólica más desarrollado, utilizándose desde tamaños del orden de vatios a grandes a aerogeneradores por encima del MW de potencia. rotor respecto a la torre, los rotores son clasificados como a sotavento (rotor aguas debajo de la torre) o barlovento (rotor aguas arriba de la torre), siendo esta última disposición la más utilizada.
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Tema 1. Conceptos generales so energía eólica
En general, estas turbinas constan de un rotor que ca
un sistema de conversión de energía que mediante un multiplicador y un generador transforman la energía mecánica en eléctrica. El conjunto se completa con un bastidor y una carcasa, que alberga los mecanismos llamada góndola, así como una torre sobre la que va montado todo el sistema y los correspondientes subsistemas hidráulicos, electrónicos de control e infraestructura eléctrica.
Los aerogeneradores también se pueden clasificar de acuerdo a su potencia nominal en:
a) Microturbinas (< 3 KW): usadas por pequeños consumidores de energía, generalmente producen electricidad que sirve para la carga de
almacenamiento.
b) Pequeños aerogeneradores (< 50 KW): este rango de aerogeneradores cubre el mismo tipo de demanda que los anteriores, pero con mayor potencia. Además, se usan en sistemas híbridos para abastecer núcleos de población aislados.
. Conceptos generales sobre
En general, estas turbinas constan de un rotor que capta la energía del viento y un sistema de conversión de energía que mediante un multiplicador y un generador transforman la energía mecánica en eléctrica. El conjunto se completa con un bastidor y una carcasa, que alberga los mecanismos llamada í como una torre sobre la que va montado todo el sistema y los correspondientes subsistemas hidráulicos, electrónicos de control e
Los aerogeneradores también se pueden clasificar de acuerdo a su potencia
a) Microturbinas (< 3 KW): usadas por pequeños consumidores de energía, generalmente producen electricidad que sirve para la carga de
b) Pequeños aerogeneradores (< 50 KW): este rango de aerogeneradores cubre el mismo tipo de demanda que los anteriores, pero con mayor potencia. Además, se usan en sistemas híbridos para abastecer núcleos de población pta la energía del viento y un sistema de conversión de energía que mediante un multiplicador y un generador transforman la energía mecánica en eléctrica. El conjunto se completa con un bastidor y una carcasa, que alberga los mecanismos llamada í como una torre sobre la que va montado todo el sistema y los correspondientes subsistemas hidráulicos, electrónicos de control e
Los aerogeneradores también se pueden clasificar de acuerdo a su potencia
a) Microturbinas (< 3 KW): usadas por pequeños consumidores de energía, generalmente producen electricidad que sirve para la carga de baterías de
b) Pequeños aerogeneradores (< 50 KW): este rango de aerogeneradores cubre el mismo tipo de demanda que los anteriores, pero con mayor potencia. Además, se usan en sistemas híbridos para abastecer núcleos de población
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Tema 1. Conceptos generales sobre energía eólica
c) Grandes aerogeneradores (< 850 KW): su función es la de producción de electricidad para su inyección a la red. Son aerogeneradores rápidos de eje horizontal preferentemente con rotor tripala.
d) Aerogeneradores multimegavatio (1 y 3 MW): con diámetros en el rango de unos 50 a 90 m y altura del buje entre 60 y 100 m, son grandes máquinas que han iniciado su introducción comercial hacia el año 2000 y, en particular, en instalaciones marinas offshore.
Según la velocidad de giro del eje:
• Eólicas lentas o multipalas
o De 12 a 24 palas, con ruedas de diámetros menores a 8 m debido al peso de las mismas
o Arrancan en vacío con vientos de 2 a 3 m/s, par de arranque elevado, y potencias pequeñas (P = 0,15 D2 V3)
• Eólicas rápidas
o De 2 a 4 palas, más ligeras y baratas que las lentas
o Arrancan con mayor dificultad debido a su menor par de arranque.
o La potencia máxima de la máquina a instalar dependerá del empuje útil del viento en la zona (P = 0,2 D2 V3)
Según la incidencia del viento sobre la máquina:
• Máquinas de barlovento
o En ellas el viento debe incidir por la parte anterior (de adelante hacia atrás) del rotor para que trabaje.
o Tienen cono de protección en el buje y la góndola no tiene que ser aerodinámica.
• Máquinas de sotavento
o En ellas el viento debe incidir por la parte posterior (de atrás hacia delante) del rotor para que trabaje.
o No tienen cono de protección en el buje y la góndola tiene forma aerodinámica.
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Tema 1. Conceptos generales so energía eólica
Según el tipo de amarre de las palas al buje (sistemas de regulación de velocidad más usuales):
• Aerogeneradores de paso fijo. En ellas las fluctuaciones de la velocidad de giro se corrigen mediante la orientación de la
regular la superficie de palas enfrentadas al viento.
• Aerogeneradores de paso variable. La regulación de la velocidad se hace girando las palas sobre su propio eje (ángulo variable), sin que gire la góndola (salvo para orientarla a barlov
caso).
Según el dispositivo empleado para orientar la máquina a la vena de viento:
• Con veleta o aleta estabilizadora (hasta 6m de
• Con eólica auxiliar.
• Con eólica autoorientable (máquinas de sotavento con
• Con motor auxiliar o servomotor.
En función de su utilización, se distinguen dos grandes de las máquinas eólicas.
a) Sistemas aislados o autónomos
Formados por microturbinas o pequeños aerogeneradores, tienen como función principal cubrir la demanda de energía de pequeños consumidores, en general
. Conceptos generales sobre
Según el tipo de amarre de las palas al buje (sistemas de regulación de
Aerogeneradores de paso fijo. En ellas las fluctuaciones de la velocidad de giro se corrigen mediante la orientación de la máquina, a fin de regular la superficie de palas enfrentadas al viento.
Aerogeneradores de paso variable. La regulación de la velocidad se hace girando las palas sobre su propio eje (ángulo variable), sin que gire la góndola (salvo para orientarla a barlovento o sotavento, según el
Según el dispositivo empleado para orientar la máquina a la vena de viento:
Con veleta o aleta estabilizadora (hasta 6m de ∅). Con eólica auxiliar.
Con eólica autoorientable (máquinas de sotavento con φ > 20 m. uxiliar o servomotor.
En función de su utilización, se distinguen dos grandes campos de aplicación de las máquinas eólicas.
a) Sistemas aislados o autónomos
Formados por microturbinas o pequeños aerogeneradores, tienen como función nda de energía de pequeños consumidores, en general Según el tipo de amarre de las palas al buje (sistemas de regulación de
Aerogeneradores de paso fijo. En ellas las fluctuaciones de la velocidad máquina, a fin de
Aerogeneradores de paso variable. La regulación de la velocidad se hace girando las palas sobre su propio eje (ángulo variable), sin que gire ento o sotavento, según el
Según el dispositivo empleado para orientar la máquina a la vena de viento:
φ > 20 m.
campos de aplicación
Formados por microturbinas o pequeños aerogeneradores, tienen como función nda de energía de pequeños consumidores, en general
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Tema 1. Conceptos generales sobre energía eólica
núcleos aislados. La demanda es en forma de energía eléctrica, para lo cual se utilizan sistemas auxiliares de almacenamiento (baterías eléctricas), o en forma de energía mecánica directa para el bombeo de agua de pozos (con balsas o depósitos de almacenamiento).
En muchos casos, estos sistemas están asistidos por otras fuentes de energía (por ejemplo, por un grupo electrógeno Diesel o un sistema fotovoltaico), dando lugar a los sistemas híbridos. Otras veces la energía de apoyo la reciben directamente de la red eléctrica.
Se distinguen dos grandes grupos de máquinas, todas ellas de eje horizontal: las eólicas lentas (multipala), usadas para el bombeo directo de agua, y las eólicas rápidas (bipala o tripala), empleadas para la producción de electricidad a través de un generador eléctrico síncrono o asíncrono accionado por el rotor de la máquina eólica.
b) Parques eólicos
Están formados por un conjunto de aerogeneradores de gran potencia, y su función es la de actuar como una central de producción eléctrica para su inyección a la red de alta tensión.
Actualmente, se usan aerogeneradores de capacidad nominal de 500 a 850 KW, en un número que puede variar entre 10 y 100, de manera que se consiguen parques de potencia nominal instalada entre unos 5 y 50 MW. En un futuro próximo, la tendencia se orienta hacia el uso de generadores multimegavatio (de 1 a 3 MW).
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Tema 1. Conceptos generales sobre energía eólica
Se distinguen los parques eólicos ubicados en la superficie terrestre “onshore” y los instalados en plataformas marinas “offshore”, a una distancia de algunos kilómetros de las costas (entre 1 y 20 Km).
Los aerogeneradores usados en este tipo de instalaciones son todos de eje horizontal y principalmente de tres palas (los bipala se utilizan poco). Actualmente, la gran mayoría de ellos gira a velocidad de rotación constante, manteniendo la velocidad del extremo de la pala acotada a unos 65 m/s para limitar el impacto sonoro.
Se piensa usar rotores con velocidad variable que accionen directamente el alternador para evitar la caja multiplicadora y utilizar un sistema con rectificador, ondulador y transformador para convertir la tensión eléctrica alterna de frecuencia variable a alterna de frecuencia constante.
Los aerogeneradores offshore presentan un coste unitario de inversión mayor que los onshore, debido a la plataforma marítima y la interconexión eléctrica con la costa, pero sus condiciones de trabajo son mejores, ya que el viento es de mejor calidad (mayor regularidad y uniformidad) y su vida es mayor que la de los onshore, además de no tener las limitaciones derivadas del uso del suelo y de los diversos impactos (acústico, paisajístico, uso de espacios naturales, etc.), que presentan las aplicaciones terrestres.