Cómo Funciona La Pala De Un Aerogenerador

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En este artículo trataremos de explicarte cómo funciona un generador de aerogenerador para generar electricidad a partir del viento y además te vamos a explicar cómo funciona la pala de un aerogenerador. Ventajas y desventajas de las turbinas eólicas.

La energía eólica tiene sus raíces en la antigüedad. Ya en el año 3000 A.C., los marineros usaban la energía del viento para transportar sus barcos llenos de velas que se desplegaban al viento.

En la antigua Babilonia, en el 2000 AC, se construyeron los primeros molinos de viento, utilizados para moler el grano para la producción de harina.

Cómo Funciona La Pala De Un Aerogenerador

Cómo Funciona La Pala De Un Aerogenerador

Cómo Funciona La Pala De Un Aerogenerador

Hoy en día, la energía eólica se utiliza para producir electricidad a través de las llamadas turbinas de viento; pero…

¿ cómo funciona una turbina de viento ?

El mecanismo de funcionamiento de una turbina eólica es muy sencillo de comprender, especialmente porque está estrechamente relacionado con la estructura de la turbina eólica.

Cómo se ve la pala de un aerogenerador

La turbina eólica está compuesta por una pala giratoria que representa la «vela del sistema», las palas actúan como una barrera contra el viento de manera que la fuerza del viento obligará a las palas a girar con la génesis de la energía cinética (energía dictada por el movimiento de las palas).

Las palas del viento están conectadas a un rotor, que a su vez está conectado al llamado «eje», el rotor transfiere la energía mecánica (energía de rotación) al eje que la envía al generador eléctrico que se encuentra en el otro extremo del eje.

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Un generador es un dispositivo que utiliza las propiedades de inducción electromagnética para producir voltaje eléctrico (una diferencia de carga eléctrica).

Para entenderlo mejor, es posible comparar el «voltaje eléctrico» con la «presión», que es una fuerza que mueve la electricidad de un punto a otro.

El generador consiste en imanes y un conductor (un cable en espiral). Cuando se tiene un conductor rodeado de imanes y hay una parte que está rotando con respecto a las otras, se tiene la génesis de un cierto voltaje en el conductor.

En otras palabras, cuando el viento hace girar las palas del rotor, el rotor hace girar el eje, el eje a su vez hace girar una estructura de imán y transfiere energía de nuevo, en este punto se generará voltaje en la bobina de alambre (en el conductor) que producirá electricidad.

En la pala de un aerogenerador podemos destacar un gran número de componentes, los principales son:

 

1- Nacela

es el corazón latiente de la máquina, de hecho recoge el generador, los multiplicadores de revoluciones, los frenos, el control de paso y los actuadores de control de guiñada.

2- Rotor

Consiste en el grupo de palas giratorias, el cubo, el eje y el mecanismo de control del paso.

3- Torre de apoyo

Juega un papel estructural obvio al apoyar a la máquina. Tiene la tarea de absorber las vibraciones generadas por el movimiento de las cuchillas.

4- Sistemas de medición

puede ser más o menos de vanguardia. Captan la dirección del viento, tienen anemómetros y más.

Están montados en la parte superior de la barquilla. En la parte más alta de toda la turbina de viento.

Su funcionamiento sirve para configurar correctamente toda la máquina según la intensidad y dirección del viento.

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5- Sistemas de control

controlan el correcto funcionamiento de la máquina y actúan en caso de fallo aseguran toda la estructura de la turbina eólica.

6- Sistemas accesorios

Cada desarrollador tiene sus propios mecanismos opcionales.

En general permiten optimizar el uso del aerogenerador con sistemas de control remoto (control y gestión de la máquina a distancia), mantenimiento automático, ascensores para permitir el acceso al personal …

Desde el viento hasta la electricidad, así es como esencialmente, el generador transforma la energía rotacional en energía eléctrica a través de un juego de transferencia de energía de una estructura a otra (del viento a las palas -> rotor -> eje -> generador).

Esto que acabamos de describir es el mecanismo de funcionamiento relacionado con las estructuras más simples de las turbinas eólicas, el progreso ha dado lugar a palas de viento más complejas, pero todo se remonta al esquema de transferencia de energía que va del viento a las palas hasta el generador.

Energía eólica – investigación

Los componentes descritos anteriormente son las bases que componen una turbina de viento.

Es importante señalar que el sector de la energía eólica está en continuo desarrollo.

Los conocimientos aerodinámicos más avanzados, la investigación de nuevos materiales, la introducción de sistemas de control más sofisticados… hacen que las palas de las turbinas eólicas desarrolladas hace sólo unos años sean obsoletas.

Las máquinas recientemente diseñadas ven rotores que pueden incluso superar los 100 metros de diámetro!

Cómo funciona la pala de un aerogenerador

Como se ha explicado anteriormente, el principio de funcionamiento en la base de la pala de un aerogenerador es aparentemente simple.

La fuerza del viento pone en movimiento una serie de palas que están conectadas a una clavija central (cubo o rotor).

El viento, al soplar, hace que las aspas giren alrededor del eje del pivote. Varios dispositivos (frenos, multiplicadores, etc.) están conectados al cubo y transmiten el movimiento generado por las palas giratorias al generador eléctrico en la base del eje.

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En el centro del funcionamiento de la pala de un aerogenerador está su generador.

El generador es el órgano electromecánico que produce electricidad a partir del viento.

Al principio, los generadores utilizados para producir turbinas de viento eran generadores sincrónicos.

Hoy en día, sólo se utilizan generadores asíncronos trifásicos.

¿ Cómo funciona un generador de energía eólica ?

El generador eléctrico de la pala de un aerogenerador funciona como cualquier otro generador de una central eléctrica.

A medida que la velocidad del viento aumenta, la potencia instantánea suministrada por la máquina aumenta gradualmente hasta alcanzar la velocidad nominal del viento, lo que permite que el generador eólico alcance su máxima potencia (velocidad de corte del viento).

Una vez superado este umbral, el generador eólico activa un mecanismo de seguridad por el cual deja de funcionar para no comprometer la máquina.

El generador eólico funciona como cualquier otro generador de una central eléctrica gracias al reductor de velocidad.

El reductor de velocidad supera el problema de la comunicación directa entre el rotor y el alternador.

Cuando el viento sopla fuerte, las velocidades excesivamente altas del rotor dispararían continuamente un mecanismo de defensa del generador, interrumpiendo la producción de energía eólica.

El reductor de velocidad modula la energía entregada al generador.

El desarrollo de alternadores con un alto número de pares polares ha permitido desarrollar turbinas eólicas sin cajas de engranajes.

En este contexto, el mecanismo de funcionamiento es ligeramente diferente para la adopción de alternadores y aumentadores de velocidad ad-hoc.

Pocos fabricantes de turbinas eólicas aún no han adoptado la caja de engranajes, pero la investigación y el desarrollo de nuevas máquinas parecen ir en esta dirección.

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