Componentes clave de una turbina eólica
Los aerogeneradores son una de las fuentes de energía renovable más importantes y comunes. Se utilizan para generar electricidad a partir del viento y suelen emplearse junto con paneles solares o presas hidroeléctricas.
Cuchillas
Las palas de un aerogenerador son una de las piezas más importantes. Son las encargadas de captar y convertir la energía del viento en energía mecánica, que luego puede transformarse en energía eléctrica.
Las palas están unidas a un buje rotor, que gira a gran velocidad cuando sopla el viento. El giro de las palas hace que el generador gire en su interior, creando electricidad.
Generador
El generador es el dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Consta de un rotor, que está conectado al eje del aerogenerador y gira con él, y un estator, que permanece inmóvil y contiene los bobinados para convertir la energía mecánica en energía eléctrica.
El tiempo de respuesta del generador es largo, lo que significa que tarda mucho tiempo en responder a los cambios de velocidad del viento.
Si te sentaras en una bicicleta y pedalearas lo más rápido posible sin pedalear hacia atrás (lo que requeriría más de una revolución), tus piernas tardarían aproximadamente 1 segundo en girar a 20 revoluciones por minuto.
Sistema de transmisión
El sistema de transmisión envía la energía generada por la turbina al banco de baterías, que la almacena para su uso posterior.
Esto puede hacerse mediante un cable de alta capacidad o utilizando un inversor de CC a CA para convertir la electricidad de CC a CA. Esta conversión es necesaria porque la mayoría de las baterías sólo pueden almacenar corriente continua, no alterna.
Torre
Una torre es un poste largo que soporta la turbina eólica. La torre puede ser de acero o de hormigón y tener hasta 200 metros de altura. La base de la torre está conectada al suelo mediante cables tensores, que son cuerdas tensadas que mantienen la torre en su sitio.
La torre está unida a una góndola, que contiene todos los componentes principales del aerogenerador. Está situada en la parte superior del mástil y alberga un generador eléctrico, una caja de cambios y un sistema de frenos, un engranaje, un buje y un conjunto de palas.
Sistema de control
El sistema de control de un aerogenerador es la parte que permite ajustar cuánta energía genera la turbina. El sistema de control también se asegura de que el aerogenerador no se sobrecaliente, lo que puede provocar su mal funcionamiento o incluso su avería.
El sistema de control puede considerarse un sistema de bucle cerrado: hace un seguimiento de lo que ocurre en el interior del aerogenerador y utiliza esa información para realizar ajustes que permitan que todo funcione correctamente. El sistema de control también es responsable de que todas las piezas funcionen correctamente para que no se desgasten antes de tiempo.
¿Cómo las turbinas eólicas generan electricidad?
Conversión de energía cinética del viento a energía mecánica
Los aerogeneradores generan electricidad convirtiendo la energía cinética del viento en energía mecánica. Esto se hace mediante una caja de engranajes que convierte la velocidad de rotación en corriente eléctrica.
Las palas del aerogenerador captan el viento y lo transforman en energía rotacional, que actúa como fuente de energía para un generador eléctrico. El generador convierte esta energía mecánica en corriente eléctrica que puede enviarse a la red o utilizarse localmente en su casa o negocio.
Uso de generador para convertir energía mecánica en electricidad
Los aerogeneradores están diseñados para utilizar la energía del viento para generar electricidad. Si nos has seguido, sabrás que este proceso se llama «conversión de la energía eólica».
Mediante un generador, los aerogeneradores convierten la energía cinética (la energía del movimiento) en energía mecánica. Esta energía mecánica se utiliza después para hacer girar un generador eléctrico, que produce corriente eléctrica.
Debido a su funcionamiento, un aerogenerador sólo puede generar electricidad cuando sopla suficiente viento a su alrededor para que giren las palas.
Transmisión de electricidad a la red o para uso in situ
Las palas de un aerogenerador están conectadas a un eje y giran cuando el viento pasa a través de ellas. Al girar, las palas empujan a su homóloga en el otro extremo del eje, lo que las hace girar en círculo.
Este movimiento giratorio hace girar un generador situado en el interior del cubo del eje de la turbina, que genera electricidad. La cantidad de electricidad generada depende de la velocidad del viento y de lo rápido que sople a través de las palas de la turbina.
La electricidad producida por una turbina eólica puede transmitirse a una red eléctrica en cualquier punto de su recorrido. También puede utilizarse in situ para alimentar luces u otros equipos en lugares remotos sin acceso a la red eléctrica.
Interior de la góndola
El interior de una góndola es muy parecido al de cualquier otro vagón, salvo que va sobre un cable y se mueve muy despacio. La mayoría de la gente sube con su equipaje, pero a veces lo dejan en la estación. Los asientos están acolchados y hay una mesita entre ellos. Si tiene frío, puede pedir una manta.
Componentes ubicados dentro de la góndola (generador, sistema de transmisión, etc.)
La góndola contiene un generador, un sistema de propulsión y otros componentes. El generador es el corazón del motor. Convierte la energía mecánica en energía eléctrica que puede utilizarse para alimentar tu coche o tu casa.
El sistema de propulsión consta de un motor de inducción que convierte la energía eléctrica en energía mecánica para hacer girar las ruedas del coche. Otros componentes son sensores, luces e indicadores que controlan el rendimiento del motor.
Acceso a la góndola y mantenimiento de sus componentes
Dentro de la Torre
La góndola es una parte importante de la torre. Se utiliza para transportar a las personas desde el suelo hasta la parte superior de la torre y viceversa.
La góndola se compone de muchas piezas y necesita mucho mantenimiento para funcionar correctamente. Hay personas que trabajan para asegurarse de que todas estas piezas funcionen bien y en buen estado para que las personas puedan utilizarlas con seguridad cuando necesiten ir de un lugar a otro.
Acceso a la torre y mantenimiento de sus componentes
Para acceder a la góndola, primero hay que acceder a la torre. Esto puede hacerse subiendo por las escaleras o utilizando una escalera. Una vez en lo alto de la torre, tendrás que atravesar una puerta cerrada que conduce a una pequeña plataforma por la que podrás bajar por otra escalera hasta la propia barquilla.
Una vez dentro, es posible realizar tareas de mantenimiento en todos los componentes, excepto en aquellos que sean demasiado pesados para que puedas levantarlos o moverlos.
Consideraciones de seguridad para los trabajadores dentro de la torre
La góndola es una pieza clave del aerogenerador, ya que alberga el generador que convierte la energía eólica en electricidad. También contiene otros componentes que deben revisarse y mantenerse periódicamente.
Por este motivo, es importante contar con un sistema que permita a los trabajadores subir a la góndola sin poner en peligro sus vidas ni dañar ninguno de los componentes del interior.
En este artículo analizaremos algunas consideraciones de seguridad para trabajar en el interior de una góndola y cómo subir a los trabajadores de forma segura.
Tecnologías avanzadas para mejorar la eficiencia de las turbinas eólicas
Uso de sensores y análisis de datos
El diseño de la turbina eólica es un factor crítico para determinar su eficiencia, que se define como la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada (medida en el generador).
Para mejorar la eficiencia, se pueden utilizar varias tecnologías avanzadas. Una de ellas es el uso de sensores y el análisis de datos.
Mediante el uso de sensores para controlar diversos aspectos del funcionamiento de la turbina eólica y el posterior análisis de estos datos, los fabricantes pueden identificar las áreas en las que se pueden realizar mejoras. En última instancia, esto se traducirá en un mejor rendimiento y una producción más eficiente.
Sistemas de control avanzados
Los sistemas de control avanzados ayudan a los aerogeneradores a conseguir una mayor potencia y un menor consumo de energía.
El consumo de energía de un aerogenerador es proporcional al cuadrado de su velocidad de rotación, por lo que es importante minimizar el consumo y maximizar la potencia.
Una forma de hacerlo es mediante sistemas de control avanzados que utilizan sensores y software para supervisar el estado de la turbina y realizar los ajustes necesarios.
Diseño y materiales de la pala
Una de ellas es utilizar diseños de palas con puntas más grandes, que permiten producir más energía a velocidades de viento más altas.
También se pueden utilizar palas más grandes para aumentar la cantidad de energía que se puede aprovechar de cada ráfaga de viento.
Otra forma es utilizar materiales avanzados en las palas, como fibra de carbono o Kevlar. Estos materiales son ligeros y resistentes, lo que significa que pueden soportar más tensiones que los materiales tradicionales sin dejar de generar energía de forma eficiente.
Conclusión
El sector de los aerogeneradores está creciendo y la nueva tecnología desarrollada por empresas está ayudando a transformar la forma en que suministramos energía a los hogares.
La nueva tecnología de aerogeneradores utiliza una combinación única de materiales y diseño que le permite generar más electricidad que los aerogeneradores actuales.
Esto significa que los propietarios de viviendas y las empresas podrán ahorrar dinero en sus facturas de electricidad, además de ser respetuosos con el medio ambiente.