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Funcionamiento de un aerogenerador
proyecto de aerogenerador
La gente ha utilizado la fuerza del viento durante miles de años. El viento ha movido barcos a lo largo del río Nilo, ha bombeado agua y molido grano, ha apoyado la producción de alimentos y mucho más. Hoy en día, la energía cinética y la potencia de los flujos de aire naturales llamados viento se aprovechan a gran escala para crear electricidad. Una sola turbina eólica moderna en alta mar puede generar más de 8 megavatios (MW) de energía, suficiente para abastecer limpiamente a casi seis hogares durante un año. Los parques eólicos terrestres generan cientos de megavatios, lo que convierte a la energía eólica en una de las fuentes de energía más rentables, limpias y disponibles del planeta.
La energía eólica es la fuente de energía renovable a gran escala de menor coste y es la mayor fuente de energía renovable en Estados Unidos en la actualidad. Hay casi 60.000 aerogeneradores con una capacidad combinada de 105.583 megavatios (MW). Eso es suficiente para suministrar energía a más de 32 millones de hogares.
El proyecto Frontier Windpower I, en el condado de Kay (Oklahoma), lleva funcionando desde 2016 y se está ampliando con el proyecto Frontier Windpower II. Una vez completados, Frontier I y II generarán un total de 550 megavatios de energía eólica, suficiente para alimentar 193.000 hogares.
evolución de los aerogeneradores
Los aerogeneradores surgieron hace más de un siglo. Tras la invención del generador eléctrico en la década de 1830, los ingenieros empezaron a intentar aprovechar la energía del viento para producir electricidad. La generación de energía eólica tuvo lugar en el Reino Unido y Estados Unidos en 1887 y 1888, pero se considera que la energía eólica moderna se desarrolló por primera vez en Dinamarca, donde se construyeron aerogeneradores de eje horizontal en 1891 y un aerogenerador de 22,8 metros comenzó a funcionar en 1897.
El viento se utiliza para producir electricidad utilizando la energía cinética creada por el aire en movimiento. Ésta se transforma en energía eléctrica mediante turbinas eólicas o sistemas de conversión de energía eólica. El viento golpea primero las palas de un aerogenerador, haciéndolas girar y haciendo girar la turbina conectada a ellas. Esto transforma la energía cinética en energía de rotación, moviendo un eje que está conectado a un generador, y produciendo así energía eléctrica a través del electromagnetismo.
La cantidad de energía que se puede cosechar del viento depende del tamaño de la turbina y de la longitud de sus palas. La producción es proporcional a las dimensiones del rotor y al cubo de la velocidad del viento. En teoría, cuando la velocidad del viento se duplica, el potencial de energía eólica se multiplica por ocho.
energía eólica
La figura 1 muestra los principales componentes de un aerogenerador: caja de engranajes, generador, buje, rotor, eje de baja velocidad, eje de alta velocidad y cojinete principal. La función del buje es conectar los servos de las palas que ajustan su dirección al eje de baja velocidad. El rotor es la zona de la turbina que está formada por el buje y las palas. Los componentes se alojan todos juntos en una estructura llamada góndola.
La cantidad de superficie disponible para el viento entrante es clave para aumentar las fuerzas aerodinámicas en las palas del rotor. El ángulo al que se ajusta la pala se denomina ángulo de ataque, α. Este ángulo se mide con respecto a la dirección del viento entrante y la línea de cuerda de la pala. También existe un ángulo de ataque crítico, αcrítico, en el que el aire deja de fluir suavemente sobre la superficie superior de la pala. La figura 2 muestra el ángulo de ataque crítico con respecto a la pala.
En esta sección se explica lo que afecta a la potencia extraída del viento y a la eficiencia de este proceso. Consideremos la figura 3 como un modelo de la interacción de la turbina con el viento. Este diagrama indica que el viento existe a ambos lados de la turbina, y el equilibrio adecuado entre la velocidad de rotación y la velocidad del viento son fundamentales para regular el rendimiento. El equilibrio entre la velocidad de rotación y la velocidad del viento, denominado ratio de velocidad de punta, se calcula mediante la ecuación 1.
precio de los aerogeneradores
La generación de energía eólica significa obtener la energía eléctrica convirtiendo la energía del viento en energía de rotación de las palas y convirtiendo esa energía de rotación en energía eléctrica mediante el generador. La energía eólica aumenta con el cubo de la velocidad del viento, por lo que los aerogeneradores deben instalarse en la zona de mayor velocidad del viento. Trabajamos en colaboración con los fabricantes de aerogeneradores para venderlos y construir centrales eléctricas utilizando nuestra red de ventas, y seguimos desarrollando dispositivos electrónicos, incluidos los sistemas de control, con nuestros conocimientos y tecnologías cultivados a partir de las tecnologías de diseño y fabricación de centrales térmicas e hidráulicas, al tiempo que participamos en el negocio de la generación de energía eólica por nuestra cuenta. Con la fuerza de estar en ambos lados, fabricante y usuario, ofrecemos soluciones para satisfacer las necesidades de los clientes en muchas situaciones diferentes.
En el mundo actual, el progreso de las tecnologías para desarrollar aerogeneradores más grandes es notable, y hace que la producción eléctrica por una unidad de aerogenerador aumente y se desarrolle un gran campo de aerogeneradores llamado “parque eólico”. Las tecnologías de construcción de aerogeneradores en alta mar también están progresando.