Eolica

SISTEMAS DE GENERADCIÓN ELECTRICA PARA AEROGENERADORES GENERADORES ELECTRICOS 1. Generalidades de la conversión de energía eléctrica en mecánica. En un aerogenerador se transforma energía cinética del viento en energía mecánica mediante el giro del rotor eólico. Esta energía mecánica que aparece en el eje de éste rotor en forma de par y vueltas por unidad de tiempo, se transforma en energíaeléctrica mediante una máquina eléctrica, que opera en modo generador de energía eléctrica, gracias al giro del eje del rotor del aerogenerador, provocado por la acción del viento sobre las palas.

Eje del rotor Caja Multiplicadora

Rotor Tripala Generador Eléctrico (Asíncrono)
Figura 1. Esquema general de un aerogenerador con detalle del generador eléctrico, en éste caso asíncrono o de inducción.La maquina eléctrica puede ser de distinto tipo dependiendo del tipo de aerogenerador y su modo de operación (operación a velocidad de rotación del rotor cuasi-constante o a velocidad de rotación variable). La velocidad de rotación típica del rotor de un aerogenerador se encuentra en el rango de 20 a 100 rpm para aerogeneradores de gran potencia y de entre 100 y 400 rpm para aerogeneradores depequeña potencia. Las máquinas eléctricas convencionales (con bajo número de polos) suelen tener velocidades de sincronismo de entre 750 y 3000 rpm. La solución de acoplamiento pasa por utilizar una transmisión o caja multiplicadora que acople la relación par/vueltas del rotor de la turbina y del generador eléctrico o utilizar generadores eléctricos específicos que tengan velocidades de sincronismobajas equivalentes al rango de velocidades de rotación del rotor (generadores con gran número de polos). La generación de energía eléctrica se hace normalmente con maquinas que generan corriente eléctrica alterna (doble polaridad) descartándose totalmente hoy en día las maquinas de corriente continua.

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SISTEMAS DE GENERADCIÓN ELECTRICAPARA AEROGENERADORES La señal de la red eléctrica es de tensión y frecuencia fijas. La tensión viene representada por la amplitud de una señal sinusoidal y la frecuencia es el número de veces por segundo que la señal pasa por cero. (Los valores de éstos parámetros en nuestras viviendas son 220 voltios y 50 ciclos por segundo o Hercios).

Tensión (V)

5 10 15 20 Tiempo (ms)

Figura 2. (a)Señal de tensión continua (frecuencia = 0), (b) señal alterna sinusoidal monofásica (Tensión eficaz: 220 voltios, Periodo: 20 ms, frecuencia. 50 Hz) . (c) Señal de tensión trifásica compuesta por 3 señales alternas monofásicas desfasadas 120º. En la figura 2 a modo de comparación, se muestran una señal continua y otra alterna de una sola fase (monofásica). La mayoría de los generadores generan ensistemas polifásicos, mayormente trifasicos (en redes de distribución y transporte), aunque también hay generadores hexafásicos o dodecafásicos (generadores acoplados a la red eléctrica a través de convertidores de señal, normalmente electrónicos). El principio de funcionamiento de los generadores eléctricos se basa en la acción que se establece entre la corriente eléctrica y el campo magnético. A modode explicación de éste fenómeno se tiene que si por un hilo conductor se hace pasar una corriente eléctrica, en sus inmediaciones se crea un campo magnético. Este campo magnético se representa por líneas concéntricas respecto al eje conductor, cuyo sentido, según convenio, es el horario cuando se mira en el mismo sentido del paso de la corriente. (Ver figura 3) A la cantidad de líneas de campoobtenidas, se le denomina flujo magnético y a éste por unidad de superficie se le denomina inducción magnética. Si se desea aumentar el flujo magnético, en principio se puede aumentar la corriente que pasa por el conductor o aumentar la longitud del conductor. Una manera de aumentar la longitud del conductor es arrollarlo formando varias espiras (bobina). Cuando se hace pasar una corriente por...