Aerogenerador

Muchas veces hemos podido ver aerogeneradores o molinos de viento resaltando en el paisaje. Sin embargo, muchos de nosotros desconocemos el funcionamiento. En este post, trataremos de resumir y resolver dicho problema de una forma fácil.

Como ya sabemos, la energía eólica es una fuente de energía limpia y muy importante. Su recurso principal que es el viento, se encuentra en óptimas condiciones por todo el planeta. Es muy común encontrarlo en los Países Bajos donde sin duda han marcado un momento histórico tras ganarle tierras al mar y a la optimización de energía.

Una vez poniéndonos en contexto, hagámonos la siguiente pregunta: ¿ como se transforma la energía del viento en energía eólica?.

La verdad es que la transformación no es PARA NADA compleja, de hecho es muy sencilla: usted tiene unas aspas, las mismas reciben viento, el eje de las mismas hace girar un motor generador y listo: eso es todo el proceso.  Sin embargo, quiero decirles que vamos a profundizar en el funcionamiento de esta poderosa máquina ya que básicamente funciona como lo expliqué anteriormente, pero a manera detallada lo vamos a hacer en este post.

profundizando el funcionamiento, podemos decir que las palas se mueven a una específica velocidad, todo depende de la acción del viento. En la góndola ocurre toda la magia de transformar la energía cinética rotacional producida por el viento, en energía eléctrica totalmente lista pata ser usada en subestaciones eléctricas las cuales se encargarán de la distribución energética en hogares, instalaciones comerciales e industriales.

Todo generador debe tener una veleta en la parte superior de la góndola la cual indica la dirección del viento. Este mecanismo le permite girar sobre la torre y hacer una orientación y corrección automática hacia el viento. Las aspas giran sobre su propio eje para ofrecer una muy buena resistencia. Las aspas están especialmente diseñadas para capturar toda la energía del viento disponible. 

¿COMO TRANSFORMAR EL VIENTO EN ELECTRICIDAD EN UN AEROGENERADOR?

El ciclo de transformación de energía, empieza inicialmente con la energía cinética rotativa, luego seguimos con la energía mecánica rotativa para finalmente pasar a la fase de conversión de energía eléctrica. Es un proceso que como se puede apreciar, se da en tres fases y se da principalmente en aerogeneradores de eje horizontal con tres aspas y un generador eléctrico de tipo asíncrono y polifásico.  Las aspas capturan la energía cinética producida por el viento y luego la mencionada se transformará en energía mecánica en movimiento.  El aire es quien empuja la pala. En las turbinas eólicas no es el aire quien empuja la pala, solo se encarga de atravesar el aspa.

Una de las desventajas de los aerogeneradores es sin duda su velocidad de rotación la cual es de 10/15 RPM (revoluciones por minuto) a esa velocidad, generar energía es todo un desafío y algo que en teoría no serviría para nada. Para solucionar este problema, se hace necesario utilizar un multiplicador de velocidad el cual en su estructura interna contiene piñones, rodamientos dentados, lo que hacen es aumentar la velocidad de rotación el cual está acoplado al eje de un motor de DC que realiza un ciclo inverso de generación de energía. Normalmente un motor es un transductor que transforma la energía eléctrica en mecánica, para este caso se transforma la energía mecánica en energía eléctrica. Los terminales de generación serán sin duda las terminales del generador.

Posteriormente, se debe conectar las terminales del generador a un conversor de voltaje de DC a AC. Recordemos que no debemos transportar voltajes de DC por las lineas de voltaje ya que eso ocasionará pérdidas en la transmisión de energía. El voltaje de AC  es más eficiente y debe ser de alta tensión. Sin embargo cuando se hace la conversión de DC a AC, la tensión es baja. Para solucionar este inconveniente, es  necesario conectar un transformador elevador de tensión para transportar el fluido eléctrico hacia la subestación y de esta manera se pueda hacer la distribución a las casas, fábricas, etc.

En este titan de la producción de energías limpias, es necesario tener sistemas de medición y control que se encargan de operar dicho sistema en óptimas condiciones: El sistema de orientación de góndola, tiene unos motores tipo servo que lo que hacen es corregir la posición del mismo para que gire alineado al viento, lo mismo ocurre con los sistemas de operación de las palas las cuales deben girar en conjunto con el posicionador mencionado. Sin duda este es el sistema más importante puesto que sin un adecuado giro y posicionamiento, no se tendría control del sistema y este giraría sin control y afectaría a los sistemas electromecánicos incorporados en la góndola. Así que si pensaron que los aerogeneradores eran muy sencillos; están equivocados puesto que tras bastidores, los aerogeneradores tienen una robustez y complejidad en cuanto al diseño y a la implementación de sus sistemas.

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fabio figueroa

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