Aerogeneradores: Tipos, Componentes y Funcionamiento

Eje vertical (VAWT) 1%

Tipo Savonius

Es el más simple, constituido por 2 o 4 chapas verticales, sin perfil de ala. Se le llama aerogenerador de resistencia, ya que el par motor se origina por la diferencia de resistencia de las superficies verticales. Características: Es lento, de baja eficiencia, se puede usar con vientos de poca velocidad. No se puede reducir la velocidad de sus palas por ser fijas en caso de que la velocidad real supere a la nominal. Necesita un dispositivo mecánico para pararlo, es poco ruidoso y de poca potencia.

Tipo Darrieus

Aerogeneradores de sustentación, ya que las alas posibilitan la generación de una distribución de la presión a lo largo de la pala y, por tanto, un par en el eje de rotación. Proporcionan una mayor eficiencia al tener menos pérdidas por fricción que los Savonius, pero no pueden arrancar por sí solos. Esto se soluciona con los híbridos. Características: Es rápido y de mucha potencia. No necesita una estructura robusta por tener las palas menos superficie que el Savonius.

Eje horizontal (HAWT) 99%

A barlovento, el viento llega primero al rotor antes que a la torre y tiene una mayor eficiencia, pero necesita una aleta o un sistema de orientación para alinearse. A sotavento, el viento llega después a la torre y se alinean automáticamente.

Los rotores de 2 palas giran más rápido que los de 3, por tanto, causan más ruido. Con 2 palas se producen diferencias de velocidades por la altura.

Componentes del aerogenerador

• Góndola: Contiene los componentes clave del aerogenerador, incluyendo el multiplicador y el generador.
• Rotor: Palas + buje.
• Sistema de cambio de paso: Se encarga de controlar la potencia mediante la orientación de las palas al viento.
• Las palas: Transmiten la potencia del movimiento del viento al buje, miden de 30 a 40 m y suponen el 30% del coste del generador. Se fabrican con materiales ligeros como plásticos con fibra. El principal problema son las cargas aerodinámicas alternativas como vibraciones y esfuerzos de torsión.
• El buje: Conecta las palas al eje e incluye los mecanismos de regulación del ángulo de paso. Son de acero o de fundición y los protege una funda ovalada llamada cubierta. Hay de 3 tipos: Basculante, rígido y para palas abisagradas.
• El multiplicador: Adapta el eje de velocidad al eje de salida de alta velocidad donde se engancha el generador, multiplicando la velocidad. Relación de multiplicación 15 rpm a 3000 rpm. Los que no tienen multiplicador se llaman multipolo.
• El freno (2 tipos):
  • Frenado del rotor: Actúan sobre el eje de alta velocidad del generador o sobre las palas del rotor.
  • Frenado del bastidor: Utilizando mordazas sobre el bastidor o colocando el rotor perpendicular al viento.
• El generador: Es el encargado de transformar energía mecánica en eléctrica. Está compuesto por el rotor y el estátor. Su principal problema es la aparición de armónicos en las ondas generadas.
• El sistema de control: Controla la velocidad, regula la posición de las palas y el bastidor, comunica cada aerogenerador con el sistema central y lo prepara para el arranque.