Aerogeneradores: Tipos, Estructura y Componentes Clave

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Aerogenerador de Eje Horizontal

  • El rotor gira en un plano perpendicular a la dirección del viento, con el eje de giro paralelo al suelo.
  • La mayoría de los aerogeneradores modernos son así, casi todos los parques eólicos.

Ventajas

  • Se pueden ubicar a gran altura, donde hay mayor velocidad del viento.
  • La superficie interceptada por el rotor es mayor para la misma longitud de pala que un aerogenerador vertical.
  • Mayor capacidad de girar a elevadas velocidades.
  • Mayores rendimientos.

Aerogenerador de Eje Vertical

  • Eje de giro situado perpendicular al suelo.
  • No tienen gran aceptación.
  • Máquinas más sencillas, no necesitan sistema de orientación, la simetría del rotor está siempre en disposición del viento.
  • Se instalan cerca del suelo, lo que facilita las labores de mantenimiento.
  • El generador y multiplicadora pueden situarse en el suelo.
  • No son muy altas, por lo que la velocidad del viento es menor.
  • Algunos necesitan de cables tensores para sujetar la estructura.

Estructura de un Aerogenerador de Eje Horizontal

Torre

  • Principal elemento de sujeción del aerogenerador.
  • Sirve de base para la góndola y el rotor que se sitúan en la parte más alta.
  • Da estabilidad al sistema y tiene gran resistencia al viento y al peso que debe soportar.
  • El tamaño de las torres (puede alcanzar 100m) ha de ser suficiente para que el rotor esté situado a una altura adecuada con captación eficaz del viento.
  • El material más empleado es el acero para las tubulares y celosía, pero también hay de hormigón y aluminio.

Cimentación

  • Es la encargada de fijar al suelo toda la estructura, soportando el peso de la torre y del resto de los elementos.
  • Depende del tamaño del aerogenerador.
  • Base de hormigón armado enterrada.
  • Se pueden añadir pilares para mejorar la sujeción en terrenos poco consistentes.

Góndola

  • Actúa como lugar de alojamiento de sistemas eléctricos y mecánicos, protegiéndolos de la intemperie y la entrada de aves u otros animales.
  • Situada en lo alto de la torre.
  • Adosados a ella están el buje y el rotor.
  • En lo alto de la góndola se sitúan elementos de medida del viento.

El Rotor

  • Intercepta el viento captando la energía de su movimiento.
  • Transforma la energía en energía mecánica aplicada al eje lento de la máquina.
  • El rotor está formado por varias palas unidas a una gran pieza central denominada buje.
  • El buje conecta el rotor al eje de giro que a su vez está conectado a los elementos mecánicos.

Sistema de Orientación

  • Para captar la energía del viento con más eficacia, los aerogeneradores deben situarse perpendicular a la dirección de éste.
  • Sistemas hidráulicos en los que el motor mueve la góndola del aerogenerador accionado por un autómata.
  • La información del viento se recibe a partir de una veleta en la parte superior de la góndola.

Generador

  • Principal componente de las instalaciones eléctricas.
  • Sistema encargado de transformar la energía del movimiento del rotor en electricidad.

Transformador

  • No pertenece al propio aerogenerador, pero va ubicado en la base de la torre.
  • Se encarga de elevar la tensión del generador hasta 20000-30000V para su evacuación a media tensión.

Freno Mecánico

  • Debe asegurar la detención total del giro del rotor y que permanezca parado cuando los operarios acceden a la máquina.
  • Debe ser capaz de realizar paradas de emergencia cuando el aerogenerador está en peligro (ej. exceso de viento).
  • Existen mecanismos aerodinámicos de frenado que varían la posición de cada pala independiente, junto al freno para una parada total.
  • Existen aerofrenos: pequeñas palas retráctiles que se sitúan en los extremos del rotor con capacidad de giro de 90º oponiendo el sistema de giro de la pala, lo que reduce la fuerza a aplicar en los discos de freno.

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