COMO FUNCIONAN LOS AEROGENERADORES
Los aerogeneradores son eldispositivo fundamntal en la generacion de electricidad a partir del viento pero sabes ¿ Cómo funcionan los aerogeneradores ?
¿ Cómo funcionan los aerogeneradores ?
¿Cómo se produce la energía eólica? ¿Cómo generan energía eléctrica los aerogeneradores? ¿Cuáles son los usos de la energía eólica en la actualidad?
A todas estas preguntas, tenemos la respuesta adecuada que puede ayudarlo en su trabajo.
¿Cómo se produce la energía eólica?
El viento es producido por el Sol, que calienta las diferentes capas de aire en nuestra atmósfera de manera irregular, lo que hace que el aire más caliente suba y el aire más frío descienda.
Este movimiento hacia arriba y hacia abajo del aire representa el viento que ha sido utilizado por la humanidad desde la antigüedad por sus numerosos usos.
Hoy en día, las turbinas eólicas se utilizan para convertir una gran cantidad de energía presente en el viento en electricidad limpia que se utiliza para alimentar la red junto con otras fuentes de energía.
¿Cómo generan energía eléctrica los aerogeneradores?
Los aerogeneradores necesitan convertir la mayor cantidad de energía proporcionada por el viento en energía limpia.
Para garantizar el hecho de que la turbina eólica convertirá la energía cinética más alta presente en electricidad limpia, las palas de la turbina deben desarrollarse utilizando el análisis aerodinámico más moderno y también equipos adicionales para mejorar el rendimiento. Rendimiento de la turbina.
¿ Cuales son los Componentes de un aerogenerador ?
Hoy en día, estamos utilizando aerogeneradores muy altos para capturar los vientos más fuertes disponibles en altura, y los componentes de un aerogenerador de este tipo son los siguientes:
1. torre
Podría estar hecho de una barra de acero, concreto o celosía de acero, y debe ser fuerte y pesado para soportar toda la estructura de la turbina y la hélice giratoria.
La torre también debe ser alta para garantizar el hecho de que la turbina giratoria funciona con los vientos más fuertes disponibles a mayor altitud.
2. Motor de guiñada y guiñada.
Estos se encuentran dentro de la torre y la unidad de desvío se usa para mantener la turbina orientada hacia el viento cuando cambia la dirección del viento.
Solo las turbinas contra el viento requieren la presencia del motor de desvío y del motor de guiñada para mantener la turbina giratoria orientada hacia el viento, mientras que las turbinas que se encuentran a favor del viento no necesitan el mecanismo de desvío porque el viento soplará el rotor de forma manual.
El motor de desvío se utiliza para alimentar la unidad de desvío.
3. Rotor y cuchillas
La turbina montada en la parte superior de la torre utiliza un rotor con palas aerodinámicas que se parece más a una hélice grande.
El rotor consta de tres cuchillas grandes conectadas al cubo.
Cuando sopla el viento, las aspas girarán junto con el rotor.
Las turbinas grandes generalmente usan tres palas, mientras que las turbinas más pequeñas pueden usar solo dos palas.
4. Pitch
El sistema de cabeceo se usa para sacar las aspas de la turbina del viento y controlar la velocidad del rotor.
Este sistema se usa para mantener la turbina alejada de vientos muy fuertes que podrían dañarla y también lejos de vientos bajos que no son lo suficientemente fuertes para generar electricidad.
5. Freno
El freno está ubicado dentro de la turbina y detrás del sistema de inclinación y se usa para detener mecánica, hidráulicamente o eléctricamente las cuchillas giratorias en caso de una emergencia.
6. Eje de baja velocidad
El eje de baja velocidad está conectado al rotor y gira a una velocidad entre 7 y 12 rpm (revoluciones por minuto).
7. caja de engranajes
La caja de engranajes conecta el eje de baja velocidad con el eje de alta velocidad para garantizar que la velocidad del eje aumente de 30 a 60 rpm a 1.000 o incluso a 1.800 rpm, lo que se requiere para la generación de electricidad.
La caja de engranajes es bastante costosa y también aumenta el peso de la turbina, esta podría ser la razón por la que los ingenieros están tratando de reemplazar la caja de engranajes con generadores de “transmisión directa”.
La caja de engranajes es bastante costosa y también aumenta el peso de la turbina, esta podría ser la razón por la que los ingenieros están tratando de reemplazar la caja de engranajes con generadores de “accionamiento directo” que funcionan a velocidades más bajas (lo que elimina la necesidad de una caja de engranajes) .
8. generador
El generador produce electricidad de corriente alterna de 60 ciclos.
Las turbinas eólicas suelen utilizar un generador de inducción comercial.
9. Eje de alta velocidad
El eje de alta velocidad impulsa el generador a altas velocidades (entre 1.000 y 1.800 rpm), que se requieren para la producción de electricidad.
10. controlador
El controlador se utiliza para arrancar la turbina cuando el viento alcanza velocidades de 7 a 16 mph (11 a 26 km / h), y apaga la turbina cuando el viento alcanza una velocidad de 55 mph (88 km / h) por razones de seguridad. .
11. anemómetro
El anemómetro está montado en la parte posterior de la turbina para medir la velocidad del viento y enviar información al controlador.
12. veleta
La veleta está conectada al anemómetro y mide la dirección del viento, que luego se comunica a la unidad de giro para mover la turbina hacia el viento.
13. Nacelle
La góndola se encuentra en la parte superior de la torre y contiene todos los mecanismos descritos anteriormente (caja de engranajes, ejes de baja y alta velocidad, el freno, el generador y el controlador).
Algunas góndolas son tan grandes que pueden soportar incluso el peso de un helicóptero que cae sobre ellas.
Entonces, ¿cómo genera electricidad la turbina eólica?
Antes mencioné que todos los aerogeneradores tienen un anemómetro y una veleta montados en la parte superior para indicar la velocidad y la dirección del viento.
Cuando el viento alcanza la velocidad deseada (entre 7 y 16 mph), el anemómetro anunciará al controlador que la turbina puede arrancar.
La veleta está conectada al anemómetro, y también está conectada a la unidad de giro, que hará girar la turbina para enfrentar el viento.
El viento comenzará a girar las cuchillas y también el rotor de la turbina.
Las cuchillas son muy grandes (algunas de ellas podrían alcanzar una longitud de unos 60 metros) y están hechas de materiales ligeros pero muy resistentes.
Al ser tan ligeras, las cuchillas pueden girar y generar electricidad limpia incluso con vientos muy leves.
El rotor está conectado al eje de baja velocidad a través del cubo y gira a la misma velocidad que las cuchillas (entre 7 y 12 rpm).
La velocidad de giro del eje de baja velocidad aumentará a 1.500 rpm con la caja de engranajes.
La caja de engranajes está conectada al eje de alta velocidad que transfiere el aumento de la velocidad de rotación al generador.
El generador convertirá la energía cinética del viento (recogida por las cuchillas y enviada al generador a través del rotor, los ejes y la caja de engranajes) en electricidad limpia.
La electricidad limpia producida por el generador (corriente continua) se envía a través de la torre de la turbina hacia los bancos donde un convertidor que la transforma en corriente alternativa enviará la electricidad a un transformador donde la tensión se incrementará para fines de transporte dentro del Granja eólica.
Cada turbina en el parque eólico enviará la corriente alternativa producida a una subestación (a través de cables subterráneos) donde la tensión se incrementará nuevamente para alimentar la red eléctrica y llegar a los consumidores finales.
Esta es la forma en que las ciudades se iluminan, las industrias, las escuelas, los hospitales y los hogares funcionan con electricidad limpia producida por aerogeneradores de manera limpia y sostenible.
¿Cuáles son los usos de la energía eólica en la actualidad?
La energía cinética del viento se ha utilizado desde la antigüedad para navegar en veleros, y se utiliza incluso hoy en día para el mismo propósito (por supuesto, para el ocio).
Los molinos de viento son los precursores de las turbinas eólicas actuales y se utilizaron para bombear agua para riego y para el ganado, y también para moler granos.
Hoy en día, nos hemos dado cuenta de que la energía cinética del viento se puede utilizar para generar electricidad limpia que puede alimentar la red eléctrica.
Esta es la razón por la cual las turbinas eólicas se pueden ver hoy en tierra y también en alta mar y, por lo general, en lugares abiertos donde el viento no está bloqueado por árboles y edificios y tiene el potencial suficiente para generar electricidad limpia día y noche.
Conclusión final
Al ser una fuente de electricidad limpia, la energía eólica se considera una fuente de energía del futuro, lo que significa que la capacidad de generación de energía eólica y también la parte de la energía eólica en la combinación de energía global crecerán, mientras que los combustibles fósiles como el carbón y el petróleo. se desvanecerá lentamente (en las siguientes décadas) de la combinación energética de todos los países del planeta.
