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¿Qué son y cómo se controlan los aerogeneradores?

Si te interesa el sector de la energía eólica, necesitas conocer los conceptos técnicos que condicionan el funcionamiento de esta fuente energética natural, como el control de los aerogeneradores, que forman parte de sus instalaciones. Un master en EERR  te ofrecerá la información necesaria para que puedas desarrollar tu carrera profesional en este ámbito con todas las garantías.

¿Qué son los aerogeneradores?

Se trata de máquinas especialmente diseñadas para conseguir convertir la fuerza del viento en electricidad. Existen varios tipos de aerogeneradores, pero los más usados son los tripalas de eje horizontal, que destacan por la alta eficiencia que ofrece su funcionamiento.

Para poder optimizarlos, se colocan encima de una torre. De esta manera, pueden aprovechar todo el viento que se genera en las alturas. Además, hay que tener en cuenta que es necesario instalarlos lejos de cualquier elemento que pueda representar un obstáculo a la correcta circulación del aire, como los árboles.

El funcionamiento de los aerogeneradores

Aunque un aerogenerador cuenta con miles de componentes, debes conocer los que resultan indispensables para su correcto funcionamiento:

  • La torre es que la soporta la góndola. Por lo tanto, ha de ser muy alta y estar muy bien cimentada para garantizar su estabilidad
  • Las palas se fabrican con una mezcla de fibra de vidrio y resina. Son aerodinámicas y de grandes dimensiones.
  • El rotor está formado por las palas y el eje que las une, llamado buje. También se conecta a la multiplicadora.
  • La góndola es la caja que alberga la multiplicadora, el generador y los elementos de control y orientación.
  • La multiplicadora es el dispositivo que permite aumentar en 60 veces la velocidad del eje.
  • El transformador es el elemento que envía la electricidad conseguida a una subestación y a la red general.

Todos estos elementos tienen un papel básico en el funcionamiento del aerogenerador, y le permiten aprovechar el viento para lograr generar energía sostenible.

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Sistemas de control

Estas máquinas están dotadas de sistemas de control inteligente para adaptar la velocidad de los rotores. Gracias a esta característica, se puede regular, de la manera más eficaz posible, el suministro a la red.

Se puede llevar a cabo una regulación por entrada en pérdidas. Que tiene lugar a partir de un valor determinado en el que se desprende flujo. Se da cuando la fuerza de sustentación aumenta de manera muy ligera, pero, en cambio, el rozamiento aerodinámico aumenta cuando se inicia el flujo turbulento.

Por otro lado, la limitación de potencia por pitch implica que cuando aumenta el viento más allá de la velocidad nominal, el ángulo de ataque disminuye de manera proporcional.

Asimismo, hay que tener en cuenta que la regulación de los aerogeneradores conectados a la red eléctrica debe hacerse teniendo presente tres factores fundamentales:

Cómo se regulan los aerogeneradores

  • El coste de las operaciones de control no representa un factor que determine el desarrollo del parque eólico.
  • La eficiencia en la generación de electricidad de un parque pasa porque la instalación cuente con personal con la experiencia y los conocimientos necesarios para llevar a cabo un mantenimiento periódico de las máquinas.
  • En parques de grandes dimensiones, no es posible pasar por alto los problemas estructurales ni sobredimensionarlos.

En cambio, los pequeños aerogeneradores que forman parte de sistemas aislados no necesitan regulación a priori, ya que las máquinas se diseñan para soportar las cargas en cualquier condición que se produzca:

  • Cuando el eje del rotor se ha desalineado del plano horizontal, tomando como referencia la dirección del viento que exista.
  • Cuando se ha producido un cabeceo en el eje, que lo ha desalineado en el plano vertical.
  • Por una pérdida en la aerodinámica del sistema.
  • Por una variación del ángulo de ataque de las palas, debida a un cambio de paso.

Todas estas situaciones pueden afectar de algún modo la eficiencia energética de estas instalaciones. Por lo tanto, es necesario tenerlos en cuenta en el mantenimiento planteado.

Importancia de los aerogeneradores en las energías renovables

Los aerogeneradores son elementos fundamentales para la producción de energía renovable. Ya que ofrecen un gran potencial a la hora de funcionar a diversas velocidades, siempre en función de las necesidades de generación. Su flexibilidad es la responsable de que estas máquinas puedan reaccionar de manera eficaz a las variaciones que se pueden producir entre la oferta y la demanda energéticas.

Los investigadores que analizan este tipo de producción de energía son conscientes, gracias a los elementos antes señalados, del gran potencial comercial que tiene esta tecnología. Asimismo, también valoran que el número de aerogeneradores crecerá de manera exponencial en los próximos años con mucha rapidez. Esto hará que los sistemas sean cada vez menos estables y necesiten disponer de un mecanismo de seguridad que permita controlar la frecuencia de la red eléctrica. Es en este sentido en el que una tecnología de control de frecuencia en turbinas eólicas puede jugar un papel clave, ya que posibilita el uso de las infraestructuras existentes, sin tener que hacer más inversiones añadidas para conseguir este objetivo.

Conclusión

Las energías renovables son el futuro de nuestra sociedad. Ya que resultan imprescindibles para ayudarnos a mantener el medioambiente en las mejores condiciones posibles. Y, en su desarrollo, los aerogeneradores serán claves. Un indicador de su importancia a largo y corto plazo es que se espera que la eólica sea la fuente de la mitad de la energía usada en el Reino Unido en el año 2030. Este dato es, sin duda, más que importante a la hora de demostrar la necesidad de controlar la tecnología de los aerogeneradores.

Ahora que ya conoces en qué consiste el control de aerogeneradores y la influencia que tienen estos dispositivos en el mercado energético de nuestro país, sin duda, entenderás la importancia de conocer todas sus características. No olvides que la electricidad que se aporta a la red tradicional a través de este sistema es esencial para que podamos trabajar en la consolidación de las energías renovables en nuestra sociedad, tan importantes para que podamos disfrutar del mayor confort posible sin dañar el medioambiente.

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Los aerogeneradores están diseñados para producir energía eléctrica. Si quieres saber todo sobre aerogeneradores no te pierdas este post.