Máster de energía y sostenibilidad Módulo de Energías Renovables
Camilo José Carrillo González
DISEÑO DE AEROGENERADORES • • • • • • • •
Introducción Cálculo Producción de energía Potencia eólica Control de potencia Control de velocidad Regulación de aerogeneradores Pequeños aerogeneradores Compensación de reactiva
Introducción Configuraciones
Eje Horizontal
Eje Vertical
EJE HORIZONT HORIZONTAL AL •
Más extendidas • Necesita sistema orientación
y
EJE VERTICAL •
No necesita sistema orientación • Torre no soporta peso generador • Geometría de palas compleja
Introducción Configuraciones
Aerog eneradores de Eje Horizontal
2 palas
3 palas
Rotor unipala, bipala y tripala
6 palas 5 palas
Introducción Configuraciones
Aerog eneradores de Vertic al
SAVONIUS •
Funcionamiento por arrastre • Ineficiente (Cp < 0.2) • Difícil de proteger de vientos extremos
DARREIUS •
Problemas de arranque • Aerodinámica compleja • Difícil implantación de control potencia
GIROMILL
•
Más sencilla que Darreius • Menos eficiente (vientos elevados) • Funcionamiento inestable • Apta para vientos turbulentos
3
Introducción
6
Variación paso de pala
Estructura de un aerogenerador
4 14
2 15
11
7
CA
5 9
CA
8
10
12
16 1 4
690 V 690 V
13
1
Elementos aerogenerador 1. Torre 2. Góndola 3. Rotor 4. Pala 5. Buje 6. Aerofreno 7. Eje de baja velocidad 8. Eje de alta velocidad 9. Multiplicadora 10. Acoplamiento flexible 11. Generador eléctrico 12. Convertidor CA/CA 13. Transformador 14. Veleta y Anemómetro 15. Freno mecánico 16. Motor orientación góndola
Introducción
3
Paso de pala fijo
Estructura de un aerogenerador Elementos aerogenerador (MÍNI-EÓLICA)
4
2 7
17
11
5
1 4
Tensió n y frecuencia variable
CA CA
1 12
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
Torre (celosía o tubular o en cubierta) Góndola Rotor Pala Buje Aerofreno Eje de baja velocidad Eje de alta velocidad Multiplicadora Acoplamiento flexible Generador eléctrico (síncrono imanes permanentes) Convertidor CA/CA (en base torre) Transformador Veleta y Anemómetro Freno mecánico Motor orientación góndola
17. Cola ori
ió
Introducción Estructura de un aerogenerador
Introducción Máquina Asíncrona - Elementos 0 1 9
6 7 8
3
4 2
Vestas, Gamesa, Repower
5 0.- Góndola 1.- Centro de Control 2.- Motores Orientación Góndola 3.- Generador Asíncrono + Electrón ica 4.- Entronque Palas 5.- Buje 6.- Palas 7.- Caja Multiplicadora 8.- Eje turbina 9.- Acoplamiento
Introducción Máquina Síncrona Multipolo - Elementos 0
1 3 4
2
5
6 Enercon
0.- Góndola 1.- Centro de Control 2.- Motores Orientación Góndola 3.- Generador Síncron o Multip olo 4.- Entronque Palas 5.- Buje 6. Palas
Introducción Características principales Fabricante Modelo Potencia (kW) Potencia 2 (kW) Tensión Diámetro rot or (m) rea Barrid o (m2) Velocidad Min. Velocidad Max. Velocidad Nominal Multiplicadora Viento Arranque (m/s) Viento Nominal (m/s) Viento Parada (m/s) Torre Mín (m) Torre Mín (m) Peso Gónd ola (t) Peso Roto r (t) Peso Torre (t min) Peso Torre (t min) TIPO Vel. pala no m. (km/h)
VESTAS V80
Fhurländer FL1500
1800 # 690 80 5027 15,5 16,8 16,8 # 4 15 25 60 78 67 37 130 195 DV 253 34
1500 # 690 77 4657 9,7 19 19 104,125 3 11 20 61,5 114 51 34 93 260 VV 275 77
Introducción Características principales 1400 Izar-Bonus 1.3 Mw Gamesa G47
1200
Izar-Bonus MK - IV Made AE52
1000
Made AE61
W k n 800 e a i c n 600 e t o p 400 200
CURVA DE POTENCIA 0
0
2
4
6
8
10
12
14
viento en m/s
16
18
20
22
24
Introducción Características principales CURVA DE POTENCIA 1500 1250
Potencia nominal
) W ( 1000 a i c 750 n e t o 500 p
Velocidad nominal
Velocidad arranque
250
Velocidad parada
0 0
5
10
15
20
velocidad de 14viento (m/s) •
Rated power • Rated wind speed • Cut-in wind speed • Cut-out wind speed Survival ximun wind speed
25
30 14
Introducción Características principales 130 120 ) 110 m ( r o t 100 o r o r t e 90 m á i D 80 70 60 1000
1500
2000
2500
3000
3500
Potencia (kW)
4000
4500
5000
Introducción Características principales 130 120 110
Peso Rotor (t) Peso Góndola (t)
100 ) t ( 90 o 80 s e P 70
60 50 40 30 1000
1500
2000
2500
Potencia (kW)
3000
3500
4000
Introducción Características principales 330 ) h / 310 m k ( a l a 290 p e d a 270 t n u P d 250 a d i c o 230 l e V 210 1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Potencia (kW)
Velocidad del sonido en el aire (20 ⁰C): 1235 km/h (343 m/s)
4500
5000
Introducción Características principales
Cálculo Producción
Cálculo Producción Energía 1
1500 ) 1250 W ( 1000 a i c 750 n e t o 500 p 250 0 0 o 20% t n e 15% i v e d 10% d % a n d e i l 5% i b a b 0% o r p
1. 2. 3. 4
500
10 20 30 velocidad de viento (m/s)
2 x 8760
0
o ñ a400 / h 300 W k n200 e a100 í g r e 0 n E 0
10 20 30 velocidad de viento (m/s)
Obtención Obtención Obtención Obtención
o 2 t n e 1 i o v ñ e / a d s 1 d a a r o d i l i h b n a e b o r p
000
3
4
Energía Anual (kWh/año)
10 20 30 velocidad de viento (m/s)
500 000 500 0 0 10 20 30 velocidad de viento (m/s)
de la curva de potencia del aerogenerador histograma de velocidades de viento (medidas o estimación mediante Weibull) de las horas/año de cada velocidad de viento (8760 h/año) de la energía por cada velocidad de viento
Intervalo vel. viento (m/s) 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15.5 16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21.5 22.5 23.5 24.5
1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15.5 16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21.5 22.5 23.5 24.5 25.5
Vel. viento (m/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
1
2
3
4
Potencia Prob. Energía Prob. (%) (kW) (horas/año) (MWh/año) 0.0 0.0 0.0 100.7 196.7 340.0 539.9 805.9 1147.4 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500.0 1500 0
5.2% 7.4% 12.6% 16.8% 15.8% 12.6% 9.0% 6.3% 4.5% 3.3% 2.2% 1.6% 1.0% 0.7% 0.4% 0.2% 0.1% 0.1% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0 0%
456 651 1106 1468 1387 1107 791 549 396 290 197 137 91 57 32 21 12 7 3 1 1 0 0 0 0
0 0 0 148 273 376 427 442 455 435 295 206 136 86 48 31 19 10 5 2 1 0 0 0 0
Cálculo Producción Energía 1. Obtención de la curva de potencia del aerogenerador 2. Obtención histograma de velocidades de viento (medidas o estimación mediante Weibull) 3. Obtención de las horas/año de cada velocidad de viento (8760 h/año) 4. Obtención de la energía por cada velocidad de viento
AEP: 3395 MWh/año
Cálculo Producción
Corrección de potencia por efecto de la densidad 1. Para un aerogenerador regulado por pérdida con ángulo de paso constante y velocidad de rotación constante (la normalización se aplica a la potencia)
=
10
0 10
2. Para un aerogenerador con control de potencia activa (la normalización se aplica a la velocidad de viento)
=
10
10 0
1� 3
Cálculo Producción Indicadores y definiciones • POTENCIA NOMINAL (kW) • CLASE DE VIENTO • ÁREA BARRIDA (m2) o DIÁMETRO DE PALA (m) • ALTURA DE TORRE Indicadores: •PRODUCCIÓN ANUAL DE ENERGÍA (AEP en kWh/año) •HORAS EQUIVALENTES • FACTOR DE CAPACIDAD • ÁREA/POT. NOMINAL (kW/m2) • COSTE (€/kW) • PRODUCCIÓN/ÁREA/Año (kWh/m2/año) Los mejores emplazamientos eólicos ocupados en España registran una media de funcionamiento de 2.530 horas equivalentes anuales. Ese valor sube en Galicia a 2.830 horas, si bie lgu la 3 000 ho s/ ño de ción fectiv (D to EGA)
Cálculo Producción Indicadores y definiciones Horas equivalentes: Relación entre la energía producida anual (kWh) dividida por la potencia nominal del parque o aerogenerador (kW). El resultado serían las horas a las que el parque o aerogenerador tendrían que funcionar a su potencia nominal para producir la energía de un año. En España, los parques eólicos tienen un valor medio de 2.530 horas equivalentes, mientras que en Galicia este valor sube hasta las 2.830 horas, superándose en algunos parques las 3.000 horas (Fuente: EGA). Factor de Capacidad: Relación entre potencia media anual (kW) dividida por la potencia nominal del parque o aerogenerador (kW). Pmedia = Eanual/8760 HE = FC×8760
Cálculo Producción Características Cara cterísticas principales CLASES DE AEROGENERADORES IEC 61400-1 Clases
I
II
III
IV
S
Vref (m/s)
50
42.5
37.5
30
Vpro (m/s)
10
8.5
7.5
6
I15 (-) a(-)
Valores que deben ser especificados por el diseñador
0.18
0.18
0.18
0.18
2
2
2
2
I15(-) a(-)
0.16
0.16
0.16
0.16
3
3
3
3
A B
Vref : Veloc elocid idad ad máxi máxima ma en 10 minu minuttos con perío eríodo do de retor etorno no de 50 años años (C (C.. Rot otor or)) elocid idad ad prom promed edio io anua anuall a la altu alturra del del cent centrro del del rot otor or.. Vpro: Veloc A y B: Cate Catego gorí ría a par para car caracte acterí ríst stic icas as de turb turbul ulen enci cia a alta alta y turb turbul ulen enci cia a baja baja I15: Valor alor carac aracte terrísti ísticco de la int intensi ensida dad d de tur turbule bulenc ncia ia a 15 m/s m/s a: Parámetro usado para cálculo de desviación estándar en el modelo normal de turbulencia
Cálculo Producción Características Cara cterísticas principales CLASES DE AEROGENERADORES IEC 61400-1
Cálculo Producción Características Cara cterísticas principales CLASES DE AEROGENERADORES IEC 61400-1
POTENCIA EÓLICA Turbina – Potencia Extraída Potencia de la masa de aire:
PU,max =
1 2
3 AU ρ
ρ:
densidad de aire U: velocidad del viento A: área de barrido Coeficiente de Potencia:
cp = PU PU,max PU =
1 2
cpρAU3
Pu: Potencia útil Límite de Betz: c p <16/27 (59%) (típ. < 50%)
POTENCIA EÓLICA Turbina – Potencia Extraída Coeficiente de Potencia. Depende del paso de pala, y de la velocidad específica ΩtR Ωt: velocidad de la turbina R: radio de la pala λ = U U: velocidad del viento 0.45 p
c a i c n e t o p e d e t n e i c i f e o c
0 2
Coeficiente de Potencia del aerogenerador MADE AE-30 (paso pala y velocidad turbina constantes)
velocidad especifica
12
POTENCIA EÓLICA Turbina – Potencia Extraída % n e a i c n e t o p e d e t n e i c i f e o c
Velocidad específica baja → Rotor lento (par elevado)
Bombeo
Velocidad específica alta → Rotor rápido (potencia elevada)
Energía Eléctrica
POTENCIA EÓLICA Turbina – Coeficiente de potencia Coeficiente de Potencia de un aerogenerador con cp = f( , )
y
t
variables
CONTROL DE POTENCIA
• Variación del paso de pala • Pérdida Aerodinámica – Pasiva – Activa
CONTROL DE POTENCIA Curva de potencia ideal Maximizar el coeficiente de potencia: Velocidad variable.
Cp,max ⇒ λ opt ⇒ Ωt = Generador GSIM Nº palas 2 Diametro (m) 2.86 Potenci a (W) 1500 Vel. in. (m/s) 3.5 Vel. out. (m/s) 25 Cpmax 0.4 Densi dad aire (kg/m3) 1.225
λ optU
PU =
R
1 2
cp,max ρAU3 = kU3
1500 1250
Potencia nominal
) W ( 1000 a i c 750 n e t o 500 p
Velocidad nominal
Velocidad arranque
250
Velocidad parada
0 0
5
10
15
20
velocidad de viento (m/s)
25
30
CONTROL DE POTENCIA Curva de potencia real
CONTROL DE POTENCIA Aerodinámica de palas
El aire incidente sobre las palas se divide en dos corrientes. • Cara superior ⇨ Velocidad superior ⇨ Depresión • Cara inferior ⇨ Velocidad superior ⇨ Sobrepresión Diferencia de presiones ⇨ SUSTENTACIÓN
CONTROL DE POTENCIA Aerodinámica de palas
CONTROL DE POTENCIA Control por pérdida aerodinámica La potencia de salida se limita al entrar la turbina en pérdida aerodinámica. Entrada en pérdida:
0.5 p
c a i c n e t o P . f e o C
Máximo cp Pérdida Aerodin ámica
0
2
Vel. Especifi ca l
11
400
) W k ( P a i c n e t o P
Máxima pot encia Pérdida Aerodin ámica
0
5
. Vel. Viento U (m/sg )
25
Curvas de potencia de Aerogenerador de paso de pala y velocidad con stante
• Velocidad del viento • Velocidad de la turbina • Paso de pala
CONTROL DE POTENCIA Control por pérdida aerodinámica 30
Márgen de actuación
reducido (de 0º a –5º) Control de potencia
Potencia Máxima Control por Paso de Pala Control por Perd. Aero.
Esfuerzos sobre el
) º ( a l a p e d o s a p
sistema Inestabilidad
150
-15 0
vel. viento (m/sg)
25
Entrada en pérdida mediante variación del paso de pala: Active Stall Regulating, Active Stall Control, CombiStall,
CONTROL DE POTENCIA Control por variación del paso de pala Actuando sobre el paso de pala se modifica la potencia entregada.
CONTROL DE POTENCIA Control por variación del paso de pala 30
Potencia Máxima Control por Paso de Pala ) º ( a l a p e d o s a p
150
-15 0
vel. viento (m/sg)
25
Necesita de un sistema de actuación sobre la pala rápido y que abarque un amplio margen de actuación (0º a 30º)
CONTROL DE VELOCIDAD • Velocidad constante (<2%) Generador asíncrono conectado a red Generador asíncrono de dos velocidades • Velocidad prácticamente constante (<10%) Generador asíncrono con resistencia rotóricas • Velocidad variable Generador Asíncrono doblemente alimentado Generador Síncronos con enlace AC/AC
CONTROL DE VELOCIDAD Aerogeneradores de velocidad constante Generador asíncrono conectado directamente a la red
GA Generador Asíncrono Inercia Turbina
Acop. Mecánico Turbina-Generador Red
Inercia Generador
Ac op. Eléctric o Generador-Red
RED Arran cador
Sencillo Robusto Esfuerzo
mecánicos Oscilaciones de potencia Frecuencias pro pias del tren de transmisión Ap rovechamiento con po co vi ento Consumo de reactiva
CONTROL DE VELOCIDAD Aerogeneradores de velocidad constante Generador asíncrono d e dos veloci dades (dos devanados, p.ej. 4 ó 6 polos )
Aprovec hamiento con poco viento Esfuerzo mecánicos Oscilaciones de potencia
400
) W k ( P a i c n e t o P
4 polos 6 polos
0 p
Generador asíncrono de deslizamiento variable (resistencias rotóricas)
GA
RED
Sistema de Control Resistencia Rotórica Controlada
Rotor
Estator
c a 0.5 i c n e t o P e d e t n e i c i f e 0 o C
4
24 4 polos 6 polos c p óptimo
4
Vel. Viento U (m/sg )
24
CONTROL DE VELOCIDAD Aerogeneradores de velocidad constante 800
Funcionamiento Arrancador
) A ( R e s a f d a d i s n e t n i
-600 300
Conexión Batería de Condensadores 3
tiempo
) A ( R e s a f d a d i s n e t n i
-300 3.6
tiempo (sg)
3.7
) (sg) V (400 e s a f n ó i s n ) e -400 t A ( a 400 e n í l d a d i s n e -400
5
CONTROL DE VELOCIDAD Aerogeneradores de velocidad constante
CONTROL DE VELOCIDAD Aerogeneradores de velocidad variable Esfuerzo
mecánicos Oscilaciones de potencia Frecuencias propias del tren de transmisi ón Aprovechamiento eólico Complejidad
electrónica
Inercia Turbina
Acop. Mecánico Turbina-Generador Red
Inercia Generador
Acop. Eléctrico Generador-Red
• Máquina Asíncrona Doblemente Alimentada • La Máquina Síncrona Multipolos
CONTROL DE VELOCIDAD Máquina Asíncrona Doblemente Alimentada RED
GA
Se modifica la velocidad con una fracción de la potencia nominal Deslizamiento s:
s=−
Potencia rotóri ca nominal Pr,n :
frI fre
fr I: frecuencia inyectada en el rotor fr : frecuencia s íncrona (de red)
Pn,r = smax Pn,s Pr,n : Potencia nominal g en. asíncrono s : deslizamiento máximo
CONTROL DE VELOCIDAD Máquina Asíncrona Doblemente Alimentada I
II
Electrónica de potencia fracción potencia nomin al Se corrige el funcio namiento del GA Se reducen las solic itaciones el tren de transmisi ón Disminuyen l as pérdidas mecánicas Se reduce el mantenimiento Control sob re la reactiva Opciones de contro l tensión, inmunid ad,… Electrónica compleja Pérdidas en electróni ca Se
CONTROL DE VELOCIDAD Aerogeneradores de doblemente alimentada
CONTROL DE VELOCIDAD Máquina Síncrona Multipolos GSM
Rectificador
CC/CC
Inversor
Se elimina la caja reductor a Se generan corrientes entre 10Hz y 30Hz Se simpl ifica el tren de transmisión Disminuyen l as pérdidas mecánicas Se reduce el mantenimiento Control sob re la reactiva Opciones de contro l tensión, inmunid ad,…
Electrónica compleja Sensibilidad a perturbaciones Dimensionado electrónica de potencia Pérdidas en electrónica de potencia
CONTROL DE VELOCIDAD Máquina Síncrona Multipolos MINI-EÓLICA Rectificador no controlado + Inversor
RED
GSM
Rectificador no Controlado
Resistencia de frenado o volcado Cuando la velocidad del rotor (o la tensión) supera un límite se conectan para limitar la velocidad del rotor (enmáquinas pequeñas también para frenado. N alm te tada directa te al rectifi do
Inversor
CONTROL DE VELOCIDAD Aerogeneradores de máquina síncrona multipolos
CONTROL DE VELOCIDAD TIPOS DE GENERADORES MOTOR/GENERADOR ASÍNCRONO –
Asíncrona
Se caracterizan por su velocidad de giro es casi proporcional a la frecuencia de la tensión en el estator.
–
El rotor está formado por barras axiales cortocircuitadas en sus extremos con forma de jaula de ardilla.
–
El campo creado por el estator origina el campo del rotor antagonista al que lo crea. Se origina el par.
–
La magnetización del rotor implica un consumo de potencia reactiva, tanto actuando como motor y como generador.
S’
R
T
T’
R’
S
CONTROL DE VELOCIDAD TIPOS DE GENERADORES MÁQUINA DE CC SIN ESCOBILLAS –
El rotor gira al alimentar con CC los polos del estátor de forma secuencial.
–
La posición del rotor se sincroniza con la conexión de los polos.
–
La velocidad de giro varía en función de la frecuencia de conmutación entre polos del estátor.
Motor de CC sin escobillas
N
S
CONTROL DE VELOCIDAD TIPOS DE GENERADORES
MOTOR DE RELUCTANCIA VARIABLE –
Una máquina de reluctancia variable es un máquina con distinto número de polos salientes en rotor y estátor.
–
Básicamente su funcionamiento consiste en ir alternando los polos que se excitan en el estátor, para que al intentarse alinear el rotor (principio de mínima reluctancia) se produzca un movimiento de rotación.
–
Las máquinas de reluctancia variable compiten en robustez y sencillez con las máquinas asíncronas en jaula de ardilla. Sus ventajas son: •
El rotor es simple y fácil de construir
•
El devanado del estátor es sencillo
•
•
•
Las pérdidas se producen especialmente en el estátor, que es más fácil de refrigerar Permite grandes variaciones de velocidad con una eficiencia elevada El control y la electrónica de potencia necesaria son relativamente sencillos
Motor de reluct. variable
CONTROL DE VELOCIDAD TIPOS DE GENERADORES –
GENERADOR SÍNCRONO DE IMANES PERMANENTES Síncrona Se caracterizan por su velocidad de giro es proporcional S’
a la frecuencia de la tensión en el estátor. –
El rotor está formado por imanes permanentes (en las máquinas síncronas convencionales es un bobinado alimentado por CC).
–
Imanes formados por tierras raras (p.ej. NeodimioHierro-Boro NdFeB)
–
El estator se alimenta mediante tensiones trifásicas equilibradas lo que origina un campo rotatorio en el interior de la máquina que arrastra al rotor en su movimiento.
N T
R’
100 50 0 50
100
150
200
T’ S
150
) V ( n ó i s n e t
R
250
S
CONTROL DE VELOCIDAD TIPOS DE GENERADORES GENERADOR SÍNCRONO DE IMANES PERMANENTES –
La disposición de los imanes puede axial o radial. RADIAL AXIAL
MSIP RADIALES – – –
Problemas en la distribución del flujo Una parte importante del rotor no se utiliza como circuito magnético. El calor del rotor se transmite al estator, con entrehierros bajo difícil ventilación.
MSIP AXIALES – – – – –
Mayor diámetro que las radiales Entrehierro ajustable Alta densidad de energía Diseño modular A mayor diámetro, mayor número de polos. Adecuado para
CONTROL DE VELOCIDAD TIPOS DE GENERADORES GENERADOR SÍNCRONO DE IMANES PERMANENTES –
Para el control de velocidad es necesario un convertidor electrónico.
MSIP
–
CA
CC
Obtención de onda sinusoidales o cuadradas a partir de una tensión continua.
Ventajas: •
•
•
•
•
–
Eficiencia elevada
•
Alta densidad de energía (imanes de tierras raras) Control sencillo Refrigeración sencilla corrientes por el rotor) Bajo mantenimiento, escobillas,...
Desventajas: •
•
(no al
no
circulan haber
Precio, los imanes son la parte más cara Velocidad máxima limitada (fallo por sobretensiones) Desmagnetización
REGULACIÓN DE AEROGENERADORES
• Velocidad Constante • Velocidad Variable
REGULACIÓN DE AEROGENERADORES Velocidad Constante El paso de pala se ajusta para seguir la curva de c p máximo
25º
a l a p e d o s a P
1 . 0
0.3 Máx.
-10º 3
Velocidad Específica
12
REGULACIÓN DE AEROGENERADORES Velocidad Constante 25º a l a p e d o s a P
-10º
3
Velocidad Específica12
Regulador de potencia PI Potencia Potencia de Consigna Por
Paso Máx.
K p+K /s i Paso Mín.
Paso de pala (referencia)
debajo d e la potencia nomin al se extrae la máxima potencia posi ble Alcanzada la po tenci a nominal se mantien e
REGULACIÓN DE AEROGENERADORES Velocidad Variable • Por debajo de la velocidad de viento nominal El paso de pala y la velocidad se ajustan para mantener el cp óptimo • Por encima de la velocidad de viento nominal El paso de pala y la velocidad se ajustan para mantener la potencia de salida constante
REGULACIÓN DE AEROGENERADORES Velocidad Variable Por debajo de la velocidad de viento nominal El aerogenerador tr abaja en un pun to óptimo d e paso de pala op t y coeficiente de potencia c p,opt Velocidad d e la turbin a: Potencia extraída:
Ω=U
λ opt
opt,
velocidad específica
= k ΩU
R Pt = 12 ρAcp,optU3 = kpU3
Par: Tt =
Pt Ωg
= k T Ω2g
REGULACIÓN DE AEROGENERADORES Velocidad Variable Por encima de la velocidad de viento nominal La consigna es mantener constante la potencia de salida Reguladorde depotencia – potencia Control – Control pasoaerodinámica de pala Regulador porpor pérdida
Actuador de paso de pala ⇒ ref Enlace CC ⇒ Pi,ref
REGULACIÓN DE AEROGENERADORES Situación mercado
Potencia instalada en España (MW; %) TOTAL: 16.740 MW Datos: AEE, mayo 2009
COMPENSACIÓN REACTIVA Compensación de reactiva en PPEE SUBESTACIÓN Regulador Reactiva Regulador Reactiva
Regulador Reactiva
Regulador Reactiva
Esquema típico de compensación de reactiva
