Guía para la Ubicación Óptima de Aerogeneradores: Factores Clave

Ubicación y Características del Viento para Aerogeneradores

Para el máximo aprovechamiento energético, es crucial que el diseño del sistema tenga las medidas representativas y la elección del lugar de instalación sean adecuadas, así como la evaluación del comportamiento energético. Para prevenir las condiciones adversas, calcularemos los límites de funcionamiento de los equipos a instalar y los factores que afectan al mantenimiento y la vida útil de la instalación.

Será imprescindible realizar mediciones con anemómetros durante al menos un año para poder conocer la distribución de frecuencias de la velocidad del viento, distribución de frecuencias de dirección (rosa de los vientos), distribución de velocidades medias anuales, variaciones del viento con la altura, influencia de la topografía y estadística de ráfagas y valores extremos. Todos estos valores los añadiremos a la curva de potencia del aerogenerador para saber la energía anual que producirá. Por lo tanto, debemos tener en cuenta también las direcciones predominantes para evitar pérdidas energéticas producidas por sombras entre generadores, así como la orografía y topografía y altura del aerogenerador.

Topografía y Orografía: Influencia en la Velocidad del Viento

(Afecta por el distinto nivel de rozamiento del aire sobre el terreno produciéndose una variación de velocidades)

Tendremos que tener en cuenta la orografía y topografía de la zona de cada emplazamiento, la superficie de la que dispondremos y las características del terreno así como su uso, dirección y sentido de los vientos y accesos que tiene y los que tendremos que hacer. Considerando la influencia del relieve y del paisaje, tendremos en cuenta la velocidad del viento, escasez de árboles, aprovechar la cima de las colinas, acantilados o zonas costeras sin sobrepasar los 30º de pendiente.

Disponibilidad de Redes Eléctricas para Aerogeneradores

Líneas eléctricas:

• De 15KV: Son antiguas y la potencia de cortocircuito y sección de conductores son bajas, limitando la potencia a conectar.
• 20KV: Nuevos trazados, utilizando el trazado anterior, mayor potencia de cortocircuito.
• 66KV: Líneas para la conexión de grandes aportaciones energéticas, necesitan una gran infraestructura con un alto coste.

Los aerogeneradores generan energía a 690V, así que necesitamos un transformador. Si generáramos a 15KV, necesitaríamos un transformador que pase a 690 y 480V para los consumos propios de la máquina. Cuando interconexionamos grandes campos eólicos, tendremos dos niveles de transformación, uno a 12, 15, 20 KV para distribución interna y otro que la eleve a 132KV o más para llevarla a otra subestación más grande y alejada.

Teoría de Funcionamiento de Aerogeneradores

Las palas están sometidas a dos fuerzas:

• Arrastre: El viento empuja las aspas en la misma dirección.
• Sustentación: El viento empuja las aspas como las alas de un avión.

Los aerogeneradores que funcionan por sustentación son más eficientes, presentan mejores curvas de coeficiente de potencia. Estos aerogeneradores son los de casi todas las instalaciones. Un generador accionado por arrastre sería como un anemómetro de cazoleta. En algunos aerogeneradores, las palas tienen posibilidad de giro sobre su eje. Para extraer el máximo rendimiento, hay que darle a la pala la forma adecuada de curvatura en su longitud e inclinación.