Resumen Tema 7 Aplicaciones de los Aerogeneradores PDF

Aplicaciones de los aerogeneradores =================================== 1. El viento y su clasificación según su velocidad -------------------------------------------------- En este tema, se aborda la clasificación del viento según su velocidad, destacando varias escalas utilizadas para medirla:...

Aplicaciones de los aerogeneradores =================================== 1. El viento y su clasificación según su velocidad -------------------------------------------------- En este tema, se aborda la clasificación del viento según su velocidad, destacando varias escalas utilizadas para medirla: 1. **Escala de Beaufort**: Mide la velocidad del viento según su efecto en la superficie del mar o la tierra, con 12 niveles que van desde 0 (calma) hasta 12 (huracán). 2. **Escala de Fujita**: Utilizada para medir la intensidad de los tornados, con 6 niveles desde F0 (vientos débiles) hasta F5 (vientos extremadamente violentos). 3. **Escala de Torres Vedras**: Empleada en Portugal, clasifica el viento en 7 niveles, desde 0 (menos de 1 km/h) hasta 6 (más de 39 km/h). Además, se presenta la clasificación más común en el país, que incluye: - **Viento suave o brisa**: 1 a 11 km/h - **Viento moderado**: 12 a 28 km/h - **Viento fresco**: 29 a 49 km/h - **Viento fuerte**: 50 a 74 km/h - **Viento muy fuerte**: 75 a 102 km/h - **Viento huracanado o ciclónico**: más de 102 km/h. Esta clasificación es fundamental para entender las condiciones del viento y su impacto en diversas aplicaciones, como la energía eólica ,. 2. Medidores de la velocidad del viento --------------------------------------- La velocidad del viento se puede medir utilizando un instrumento llamado anemómetro. Existen varios tipos de anemómetros, pero uno de los más utilizados es el anemómetro de copas. El anemómetro de copas está formado por tres o cuatro copas unidas en un eje horizontal. Este eje gira con la acción del viento que incide en las copas. La velocidad del viento se calcula midiendo la cantidad de revoluciones por minuto que alcanzan las copas. Luego, convertimos esta medida en unidades de velocidad que utilizamos comúnmente como km/h. Los anemómetros digitales pueden mostrar la velocidad del viento en diferentes unidades y, además, algunos modelos pueden medir la dirección del viento. 3. Aplicaciones de los aerogeneradores -------------------------------------- Los aerogeneradores son dispositivos que convierten la energía cinética del viento en energía eléctrica, contribuyendo a la generación de energía renovable y sostenible. Sus aplicaciones más comunes incluyen: 1. **Generación de energía eléctrica para la red**: Se utilizan en parques eólicos para producir electricidad a gran escala y conectarla a la red de distribución nacional. 2. **Generación de energía eléctrica para consumo propio**: Pueden ser instalados en hogares y empresas para generar la energía necesaria sin depender de la red eléctrica. 3. **Sistemas de bombeo de agua**: Se emplean para mover bombas en áreas rurales o aisladas, proporcionando agua a comunidades o para riego agrícola. Estas aplicaciones destacan la versatilidad y la importancia de los aerogeneradores en el aprovechamiento de una fuente de energía limpia y abundante ,. Los aerogeneradores son esenciales en la generación de energía renovable y sostenible, con diversas aplicaciones, tales como: 1. **Carga de baterías**: Se utilizan para cargar baterías de almacenamiento que alimentan luces, electrodomésticos y sistemas de comunicación. 2. **Aplicaciones marinas**: Generan electricidad en plataformas petrolíferas, barcos y boyas de navegación, con el desarrollo de aerogeneradores marinos de gran tamaño para aprovechar la energía eólica oceánica. 3. **Carga de vehículos eléctricos**: Se emplean en estaciones de recarga que funcionan con energía eólica. Estas aplicaciones reflejan la creciente importancia de los aerogeneradores en el ámbito energético global ,. 4. Arquitectura de los aerogeneradores -------------------------------------- La arquitectura de un aerogenerador incluye varios componentes clave que permiten la captación, conversión y transmisión de la energía del viento: 1. **Torre**: Estructura principal que sostiene el rotor a una altura adecuada para captar el viento, cuya altura varía según el tamaño del aerogenerador y las condiciones del sitio. 2. **Rotor**: Parte que captura la energía cinética del viento, conectado a un eje horizontal o vertical. 3. **Palas**: Estructuras alargadas y curvas que se conectan al rotor, diseñadas para capturar el viento y ajustarse en ángulo para optimizar el rendimiento. 4. **Generador**: Ubicado en la parte superior de la torre, convierte el movimiento del rotor en energía eléctrica. 5. **Convertidor de potencia**: Ajusta la frecuencia y tensión de la electricidad generada para que sea compatible con la red eléctrica o la carga conectada. 6. **Sistema de control**: Monitorea y regula el funcionamiento del aerogenerador, ajustando las palas y el generador para maximizar la eficiencia, utilizando anemómetros y veletas para medir la fuerza y dirección del viento. Estos componentes trabajan en conjunto para mejorar la eficiencia de la tecnología de aerogeneradores, que continúa evolucionando ,. 5. Torres de los aerogeneradores -------------------------------- Las torres de los aerogeneradores son estructuras que sostienen y elevan las turbinas eólicas. Estas torres están para soportar las grandes cargas que generan las turbinas, así como las fuerzas de viento y los impactos ambientales. Las torres de los aerogeneradores varían en altura, diseño y materiales, influenciadas por la ubicación, capacidad de generación y condiciones climáticas. Generalmente, su altura oscila entre 50 y 150 metros, aunque algunas pueden superar los 200 metros. Los materiales más comunes en su construcción son: - **Acero**: Ofrece gran resistencia y rigidez, adecuado para soportar grandes cargas. Las torres de acero pueden tener diversas secciones transversales y se ensamblan en el lugar. - **Hormigón**: Común en torres de mayor altura, se utiliza hormigón prefabricado o vertido in situ, también en secciones unidas en la obra. - **Fibra de vidrio**: Ligera y resistente, se emplea en torres de menor altura para pequeñas turbinas, formando secciones huecas que se ensamblan. - **Híbridos**: Algunas torres combinan materiales como acero y hormigón o acero y fibra para aprovechar sus ventajas. En resumen, la elección de materiales para las torres depende del tamaño de las turbinas, la altura de la torre y las condiciones del entorno ,. 6. El generador eléctrico ------------------------- Un generador eléctrico convierte energía mecánica en energía eléctrica, basándose en la ley de Faraday de la inducción electromagnética, que establece que el movimiento de un conductor en un campo magnético genera corriente eléctrica. Se utilizan en centrales eléctricas y plantas de energía renovable, así como en aplicaciones portátiles como generadores de respaldo. Existen generadores de corriente continua y alterna, siendo los de corriente alterna los más comunes para la red eléctrica, mientras que los de corriente continua se emplean en aplicaciones que requieren una corriente constante, como motores eléctricos. Un generador consta de dos componentes principales: el rotor, que es giratorio y contiene bobinas en un núcleo magnético, y el estator, que es estacionario y también tiene bobinas. Cuando el rotor gira en el campo magnético del estator, se genera corriente eléctrica, que se transmite a través de escobillas y anillos deslizantes conectados a los terminales externos del generador.