Los grandes aerogeneradores con mejores diseños
aerodinámicos llegan como máximo a 40%. En general, los rendimientos de los
aerogeneradores se mueven entre 12 y 40%. El rendimiento total de los pequeños
aerogeneradores se estima entre 15 y 30%.
TIPOS DE AEROGENERACION
La máquina que hace
posible que hoy en día se hable de energía
eólica como una fuente de energía, es el aerogenerador. Éstos han
ido evolucionando para adaptarse a distintas necesidades a lo largo de los
años.
Los distintos aerogeneradores que existen son:
Aerogenerador de eje
vertical: es el concepto original de aerogenerador dentro de la energía eólica, ya
que permite colocar el tren de potencia (multiplicadora, generador eléctrico,
etc.) en la base del aerogenerador, facilitando así la instalación de estos
aerogeneradores. Las palas de este aerogenerador están girando en un plano
paralelo al suelo.
Aerogenerador de eje
horizontal: es el concepto para producir energía eólica que se ha implantado a lo
largo de los años. Consiste en colocar el tren de potencia en la parte superior
junto al eje de giro de la turbina eólica. Las palas de este aerogenerador
están girando en un plano perpendicular al suelo.
La góndola contiene los
componentes clave del aerogenerador, incluyendo el multiplicador y el generador
eléctrico. El personal de servicio puede entrar en la góndola desde la torre de
la turbina. A la izquierda de la góndola tenemos el rotor del aerogenerador, es
decir, las palas y el buje.
El buje del rotor está acoplado al
eje de baja velocidad del aerogenerador.
Las palas del rotor capturan el viento
y transmiten su potencia hacia el buje. En un aerogenerador moderno de 1000 kW
cada pala mide alrededor de 27 metros de longitud y su diseño es muy parecido
al del ala de un avión.
El eje de baja velocidad del
aerogenerador conecta el buje del rotor al multiplicador. En un aerogenerador
moderno de 600 kW el rotor gira bastante lentamente, de unas 19 a 30
revoluciones por minuto (r.p.m.). El eje contiene conductos del sistema
hidráulico para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos.
El eje de alta
velocidad gira aproximadamente a 1.500 revoluciones por minuto (r.p.m.), lo que
permite el funcionamiento del generador eléctrico. Está equipado con un freno
de disco mecánico de emergencia. El freno mecánico se utiliza en caso de fallo
del freno aerodinámico, o durante las labores de mantenimiento de la turbina.
El multiplicador tiene a su
izquierda el eje de baja velocidad. Permite que el eje de alta velocidad que
está a su derecha gire 50 veces más rápidamente que el eje de baja velocidad.
El generador eléctrico suele llamarse
generador asíncrono o de inducción. En un aerogenerador moderno la potencia máxima
suele estar entre 500 y 3000 kilovatios (kW).
¿Por qué no un número
par de palas?
Los ingenieros de modernos
aerogeneradores evitan construir grandes máquinas con un número par de palas.
La razón más
importante es la estabilidad de la turbina. Un rotor con un número impar de
palas (y como mínimo tres palas) puede ser considerado como un disco a la hora
de calcular las propiedades dinámicas de la máquina. Un rotor con un número par
de palas puede dar problemas de estabilidad en una máquina que tenga una
estructura rígida. La razón es que en el preciso instante en que la pala más
alta se flexiona hacia
Atrás, debido a que
obtiene la máxima potencia del viento, la pala más baja pasa por la sombra del
viento de enfrente de la torre. La mayoría de
aerogeneradores modernos
tienen diseños tripala, con el rotor a barloviento (en la cara de la torre que
da al viento), usando motores eléctricos en sus mecanismos de orientación. A
este diseño se le suele llamar el clásico "concepto danés", y tiende
a imponerse como estándar al resto de conceptos evaluados. La gran mayoría de
las turbinas vendidas en los mercados mundiales poseen este diseño. El concepto
básico fue introducido por primera vez por el célebre aerogenerador de Gedser.
Otra de las características es el uso de un generador asíncrono.
Por qué no un generador
un aerogenerador unipala o bipala?
Los diseños bipala de aerogeneradores
tienen la ventaja de ahorrar el coste de una pala y, por su puesto, su peso. Sin
embargo, suelen tener dificultades para penetrar en el mercado, en parte porque
necesitan una mayor velocidad de giro para producir la misma energía de salida.
Esto supone una desventaja tanto en lo que respecta al ruido como al aspecto visual.
Últimamente, varios fabricantes tradicionales de máquinas bipala han cambiado a
diseños tripala.
Las máquinas bi y monopala requieren
de un diseño más complejo, con un rotor basculante (buje oscilante), como el
que se muestra en el dibujo, es decir, el rotor tiene que ser capaz de
inclinarse, con el fin de evitar fuertes sacudidas en la turbina cada vez que
una de las palas pasa por la torre. Así pues el rotor está montado en el
extremo de un eje perpendicular al eje principal, y que gira junto con el eje
principal. Esta disposición puede necesitar de amortiguadores adicionales que
eviten que las palas del rotor choquen contra la torre.
Estadísticas de Consumo de energía de una casa
Ventajas
-Es renovable y abundante
-No utiliza combustión, por lo tanto es una
energía económica
- Es limpia, no contamina
-Aprovecha las zonas áridas, o no cultivables
por su topografía
-No daña el suelo y sus fines agrícolas o
ganaderos
-Genera empleo
-Garantiza autonomía por más de 80 horas, sin
conexión a redes de suministro
-Es segura y confiable
-Ahorra gasto de combustible en centrales
térmicas y/o hidroeléctricas
-Su impacto ambiental es bajo
-Es energía renovable: habrá viento hasta que el sol se extinga
-El impacto ambiental de las instalaciones eólicas es muy pequeño:
El ruido es pequeño: puede mantenerse una conversación sin esfuerzo en la base de un aerogenerador. El ruido nivel del ruido es como el de un refrigerador a 50 metros.
-Los parques eólicos solo ocupan un 2% de la tierra. El 98% restante puede utilizarse para pastos, carreteras, industrias etc...
-La muerte de las aves es menor que la produccida por lineas de corrientes, casas o coches. Los nuevos diseños tubulares de las torres minimizan el problema. El impacto en la fauna es positivo si uno tiene en cuenta la reduccion de emisiones que involucra.
-proporciona diversificación rural y empleo local, es fácil de integrar en redes de potencia eléctrica ya existentes.
-El diseño de los aerogeneradores son flexibles y con diversas aplicaciones.
-El costo de producción ha bajado más de un 80% en dos décadas.
Desventajas
·
Es discontinua, su intensidad y dirección
cambian repentinamente
·
Depende de fuentes tradicionales para su
funcionamiento
·
Las centrales térmicas de respaldo aumentan
el consumo energético
·
Requiere cables de alta tensión cuatro veces
más gruesos para evacuar la producción
·
La fluctuación en la intensidad del viento
produce apagones y daños
·
No es almacenable
·
Presenta serios inconvenientes de carácter
técnico en su producción
NUESTRO GENERADOR EOLICO
