RENDIMIENTO DE LOS AEROGENERADORES 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 bien algunos parques superan las 3.000 horas/año de generación efectiva. El aerogenerador convierte la energía mecánica en eléctrica. Los aerogeneradores son algo inusuales, si se les compara con los otros equipos generadores que suelen encontrarse conectados a la red eléctrica. Una de las razones radica en que debe trabajar con una fuente de potencia (el rotor de la turbina eólica) que suministra una potencia mecánica muy variable (momento torsor). Podemos diferenciar a priori dos tipos de aerogeneradores. - Generadores de pequeña potencia
La mayoría están diseñados para embarcaciones marinas e instalaciones de recreo, y se colocan sobre mástiles o sobre s obre tejados. Están comprendidos entre los 180 y 300 vatios de potencia; producen corriente cor riente continua de 12-14 voltios para los de menor potencia y de 120-240 voltios para los de mayor. Este tipo de molinos es idóneo para abastecer a viviendas alejadas de la red eléctrica, con bajos consumos, y que podrían instalarse combinados con otros tipos de fuentes de energía, como la solar fotovoltaica. - Generadores de gran potencia
La fracción de energía capturada por un aerogenerador viene dada por el factor llamado coeficiente de potencia. Este índice tiene t iene un valor máximo teórico denominado límite de Betz. Los primeros aerogeneradores tenían rendimientos d el 10%, pero los más modernos utilizan sistemas de control de manera que operan siempre con la máxima eficacia aerodinámica alcanzando valores de rendimiento próximos al 50%.
Ecyr
Están diseñados para producir energía eléctrica de la forma más barata posible; generalmente para rendir al máximo a velocidades alrededor de 15 m/s. Es mejor no diseñar aerogeneradores que maximicen su rendimiento a vientos más fuertes, ya que éstos no son comunes. En el caso de vientos más severos se necesita gastar parte del exceso de la energía eólica para evitar daños en el aerogenerador. En consecuencia, todas las máquinas están diseñadas con algún tipo de control de potencia. Hay dos formas de hacerlo con seguridad en los modernos modelos: - Aerogeneradores de regulación por cambio del ángulo de paso. - Aerogeneradores de regulación por pérdida aerodinámica, sea acti va o pasiva. Otros métodos de control de potencia se emplean para aerogeneradores más pequeños. Algunas máquinas modernas usan alerones (flaps) para regular la potencia del motor, al igual que los aviones usan aletas para modificar la geometría de las alas y obtener así una sustentación adicional en el momento del despegue. También existe la posibilidad teórica de que el rotor oscile lateralmente fuera del viento (alrededor de un eje vertical) para disminuir la potencia. En la práctica, esta técnica de regulación por desalineación del rotor sólo se usa en aerogeneradores muy pequeños (de menos de un kilovatio), pues somete a dicha pieza a fuerzas que varían cíclicamente y que a la larga pueden dañar toda la estructura. El parque eólico de Estaca de Bares fue el pionero en Galicia, operando desde 1987. Estaba formado por doce aerogeneradores de fabricación española. Tripalas de 10 m de diámetro de 30 kw de potencia cada uno, con una potencia total de 360 kw y una producción anual próxima al millón de kw/h. En la actualidad, los parques eólicos gallegos cuentan con máquinas de 800 kilovatios de potencia, como término medio, aunque la tendencia es a instalarlos de más capacidad para ahorrar en máquinas de menor volumen que supongan un mayor impacto visual. Somersa es la primera promotora que cuenta con un aerogenerador de 3.000 kilovatios de potencia unitaria. La máquina se instaló en 2005 en el parque eólico de As Somozas (A Coruña), que la compañía tiene en propiedad. Su puesta en funcionamiento se realizó en los meses posteriores. Hasta 2010, los fabricantes de estos componentes continuarán invirtiendo tiempo y dinero en crear máquinas de hasta 3 MW de potencia unitaria para que la instalación de uno de ellos sustituya el trabajo de, al menos, cuatro aerogeneradores más pequeños. Diseño de las turbinas
La mayoría de los aerogeneradores actuales son de eje horizontal. La opción de eje vertical tiene la ventaja de que los equipos de conversión y control están en la base del grupo y el aerogenerador no tiene que orientar su oposición según la dirección del viento. La principal desventaja es que las cargas mecánicas pasan de c ero a su valor máximo dos o tres veces por ciclo, dependiendo del número de palas; también la altura del rotor es más pequeña que en los de eje horizontal, por lo que recibe menos viento.
Vestas Los primeros aerogeneradores comerciales utilizaban una serie de perfiles aerodinámicos para las palas. Recientemente se han estado usando perfiles específicos para el uso de turbinas eólicas. El número de palas utilizado normalmente suele ser tres. Idealmente, se obtendría mayor rendimiento cuanto menor fuese el número de palas, debido a que la es tela dejada por una pala es recogida por la pala siguiente. Sin embargo, los ingenieros de modernos aerogeneradores evitan construir grandes máquinas con un número par de palas. La razón más importante es la estabilidad de la turbina. Un rotor con un número impar de palas ( y como mínimo tres) puede ser considerado como un disco a la hora de calcular las propiedades dinámicas de la máquina. Un rotor con un número par de palas puede dar problemas de estabilidad en una máquina que tenga una estructura rígida. La razón es que e n el preciso instante en que la pala más alta se flexiona hacia atrás, debido a que obtiene la máxima potencia del viento, la pala más baja pasa por la sombra del viento de enfrente de la torre. BIBLIOGRAFIA
Ega-asociacioneolicagalicia.es. (2017). EGA, Asociación Eólica Galicia. [online] Available at: http://www.egaasociacioneolicagalicia.es/es/elvientoengalicia/rendimientoaerogeneradores.php [Accessed 26 Oct. 2017].
B. El rendimiento de los aerogeneradores
El rendimiento de las maquinas eólicas depende de la intensidad del viento: a igualdad de diámetro de las palas, al aumentar la velocidad del viento, la potencia teóricamente extraíble aumenta de manera más que proporcional. Por lo tanto, antes de decidir instalar un sistema eólico es indispensable conocer bien las características del viento en el lugar en el que se piensa instalar los aerogeneradores. Estos conocimientos se obtienen realizando preventivamente un atento estudio de la frecuencia, de la velocidad, de la duración y de la dirección del viento. La intensidad del viento depende de las características orográficas del terreno. Una circunstancia fundamental es la rugosidad del terr eno: en llanura o en el mar el viento sopla con intensidad mayor que en el campo o en los alrededores de las ciudades. Otro elemento a tener en cuenta es la altura del terreno: cuanto más se sube mayor es la velocidad del viento Las maquinas eólicas funcionan dentro de parámetros mínimos y máximos de la velocidad del viento. En línea general:
Pueden ser activados con viento variable de 2 a 4 m/s ( velocidad de cut-i n) Cuando el viento alcanza la velocidad de 10 – 14 m/s ( velocidad de corte o nominal), se activa un dispositivo de control de la potencia. Se paran cuando la velocidad del viento supera los 20-25 m/s ( velocidad de cutoff ).
Potencia extraíble por metro cuadrado de área cubierta por el rotor BIBLIOGRAFIA
Cecu.es. (2017). Guia eolica. [online] Available at: http://cecu.es/campanas/medio%20ambiente/res&rue/htm/guia/eolica.htm#IIB [Accessed 26 Oct. 2017].
