Componentes principales de un aerogenerador

INSTITUTO TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO CAPUS VERACRUZ

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COMPONENTES PRINCIPALES DE UN AEROGENERADOR

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COMPONENTES PRINCIPALES DE UN AEROGENERADOR

Los aerogeneradores cuentan con componentes mecánicos y eléctricos. El rotor consta de palas y buje. Las palas presentan un diseño de curvatura con un perfil de 25° aproximadamente entre la base y su extremo. El diseño de estas representa buena sustentación y una baja resistencia aerodinámica. La fuerza centrífuga debido a la rotación ejerce tracción en las diferentes partes de la pala y su peso crea una flexión generando rotación. Por tal motivo se busca que los materiales sean ligeros, reforzados con fibras y se recubren con gel coloreado para evitar el envejecimiento por la radiación ultravioleta. El buje conecta las palas al eje principal, transmitiendo la potencia, suele ser de acero fundido, se conocen 3 tipos, los rígidos de posición fija en relación al eje principal, el basculante usado para reducir las cargas aerodinámicas que lo desequilibran mediante un ángulo fijo y el de palas abisagradas o hibrido, de buje rígido con bisagras para las palas a sotavento, reduciendo las cargas excesivas con vientos fuertes.

Los multiplicadores se colocan en el eje de transmisión de una o varias etapas de engranajes entre el rotor y el generador eléctrico. Sirve para aumentar la velocidad de rotación del rotor adaptándolo a los valores requeridos. Se puede contar con 2 tipos de frenos diferentes, los de disco, por medio de unas pinzas accionadas hidráulicamente originando un par de frenado que se opone al motor y los de fricción, por medio de resortes que comprimen y descomprimen el aire. Los generadores eléctricos pueden ser asíncronos con una dependencia al número de polos y la frecuencia de la red y los más comunes son los de jaula de ardilla, mientras que los generadores síncronos o alternador están constituidos por corriente continua o por imanes permanentes que reparten la frecuencia de tensión inducida sobre el estator de forma directa y proporcional a la velocidad de rotación del rotor. Los transformadores convierten la baja tensión en media tensión se instalan en la góndola o en la base del aerogenerador. El sistema de rotación de la parte superior de la torre tiene como cualidad orientar y conseguir una posición transversal a la dirección del viento. Las primeras torres de los años 80’ eran construidos de celosía, pero por cuestiones de costos y seguridad se dejaron de construir y se implementaron los tubulares y los híbridos de mástil tensado.

El cerebro de un aerogenerador se localiza en la góndola y es el que se encarga del control para regular procedimientos de arranque, parada de turbina y garantiza el funcionamiento, brindando un sistema de protección al rotor contra velocidades excesivas, contra sobreintensidades y sobretensiones. Se programa por una PLC que conecta y desconecta de la red al aerogenerador cuando tiene fallas en su funcionamiento, permitiendo que los demás funcionen sin ser perjudicados. Los sistemas auxiliares se pueden instalar adentro de la góndola como lubricantes para las máquinas, sistemas de enfriamiento, etc. y para el exterior de la góndola por medio de helipuertos para aquellos que se encuentran en parques eólicos offshore, luces de señalización para aviones y sensores de monitorización, así como veletas y anemómetros. En conclusión, los aerogeneradores deben ser armados conforme las exigencias del diseño para que no se tenga problemas en un futuro por no cumplir con su función.

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