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.