Multiplicadora en Aerogeneradores
La multiplicadora es un componente esencial que transmite el par y las revoluciones del rotor al generador. Consiste en una etapa planetaria combinada con dos etapas paralelas. Dos brazos de reacción soportan las vibraciones y golpes de par de la multiplicadora. Finalmente, el par es transmitido del eje rápido al generador vía un acoplamiento flexible compuesto, situado justo después del disco de freno. El disco de freno está montado directamente sobre el eje rápido. Históricamente, la multiplicadora ha sido el eslabón más débil de una turbina de viento.
Principio de Funcionamiento de la Multiplicadora
La multiplicadora tiene como función aumentar la velocidad de rotación del rotor para adaptarla a los valores requeridos por generadores convencionales. El rotor (conjunto de tres palas conectadas al buje) hace girar un eje lento conectado a una multiplicadora que eleva la velocidad de giro desde unas 10-15 revoluciones por minuto (rpm) a unas 1.500 rpm, que es la velocidad más habitual del generador eléctrico. A medida que ha aumentado el tamaño de los aerogeneradores, ha ido aumentando la relación de multiplicación necesaria, ya que la velocidad de las palas es menor cuanto mayor es su longitud, siendo más o menos constante la velocidad del generador. Las multiplicadoras incorporan dos tecnologías principales:
- La multiplicación mediante un sistema o varios de ejes planetarios.
- La multiplicación mediante un sistema o varios de ejes paralelos.
El sistema de ejes planetarios permite la multiplicación en el rango de 10 a 15 veces, es decir, multiplica la velocidad del eje de entrada entre 10 y 15 veces. La relación de multiplicación de los sistemas de ejes paralelos permite la multiplicación entre 2 y 3 veces, por lo que cada
Sistemas de Protección en Parques Eólicos
Sistema de Puesta a Tierra y Protección contra Rayos
El concepto de zonas de protección en una estructura o instalación garantiza la protección de todo el equipamiento sensible en un ambiente libre de perturbaciones electromagnéticas. Para proteger una turbina eólica contra el impacto de rayos, primeramente se deberá subdividir la misma en zonas de protección.
El sistema de protección externo de las turbinas eólicas combina el sistema de puntas captadoras, los bajantes y el sistema de puesta a tierra. Este sistema protege las turbinas eólicas contra los efectos mecánicos destructivos y contra el fuego. Es muy importante que los parámetros de las corrientes de rayos que afectan la zona OA desde el exterior deban reducirse mediante medidas de apantallamiento y mediante la instalación de dispositivos de protección contra sobretensiones (DPS), lo que asegura que los equipos eléctricos y electrónicos situados dentro de la turbina funcionen sin interferencias.
El riesgo de ser impactada una turbina eólica se incrementa significativamente en función de su altura. Cuando un rayo cae sobre una pala o álabe, se crean enormes fuerzas. Los rayos tierra-nube son los más peligrosos y, por lo tanto, deben tenerse en cuenta al seleccionar las medidas de protección para las palas o álabes de las turbinas y al elegir los dispositivos de protección contra sobretensiones (DPS). En la zona de protección LPZ OA – 1, se deberán instalar dispositivos de protección contra sobretensiones (DPS). En el sector eólico, para la protección contra el rayo, existen varios sistemas de captación o canalización del rayo, todos basados en la capacidad de excitar y capturar el rayo para desviarlo o conducirlo a tierra.
Captador de Rayo en la Punta de la Pala
Cuando el rayo impacta en la punta del pararrayos, dependiendo de su polaridad, aparecerán efectos electrodinámicos, térmicos, eléctricos, magnéticos y electromagnéticos. Si la polaridad del rayo es positiva, es una trayectoria de luz ascendente en dirección a la nube. El rayo saldrá desde la pala de la eólica con dirección a la nube para descargar en ella (rayo positivo), lo que crea destrucción de materiales y menor destrucción de equipamiento eléctrico. La pala pierde estabilidad aerodinámica, vibra y puede llegar a desencajarse de su alojamiento.
En ese momento, el aerogenerador se desestabiliza y pierde su punto de gravedad vertical en el momento del desprendimiento de la pala proyectada, creando un golpe de ariete inverso, que puede plegar o tumbar lateralmente todo el aerogenerador eólico. En caso de que el rayo negativo aparezca en la pala, su trayectoria será descendente desde la nube al punto de contacto (pala). El impacto de rayo y según su intensidad afectará a los materiales de los que se compone la pala.
Protección de la Góndola (Nacelle)
En la mayoría de los fabricantes de turbinas eólicas, la góndola (nacelle) se fabrica con una placa de acero y funciona bajo el principio de la jaula de Faraday. El volumen interior, al encontrarse herméticamente cerrado, garantiza una considerable atenuación del campo electromagnético en comparación con el exterior de la góndola.
Conductores de Conexión
Los cables deben ser conductores apantallados; estos protegen el sistema de acoplamientos electromagnéticos e interferencias. Las pantallas de los conductores deben equipotencializarse en sus dos extremos para garantizar una protección efectiva contra los efectos electromagnéticos.