HISTORIA DE LOS AE A ROGE G NE N RAD A O D RES

Transcripción

1 HISTORIA DE LOS AEROGENERADORES

2 Introducción Un molino de viento es una máquina que transforma la energía del viento en energía aprovechable. Para poder realizar dicha transformación, cualquier molino requiere de unas aspas oblicuas unidas a un eje común, que son movidas por la acción del viento. Este eje, que es giratorio, puede ser conectado a diferentes tipos de maquinaria con el objetivo de: Moler trigo Bombear agua Generar electricidad Cuando el eje se conecta a una carga de tipo mecánica (como en los dos primeros tipos), recibe el nombre de molino de viento. Si el molino se utiliza para producir electricidad, recibe el nombre de aerogenerador.

3 Índice PREHISTORIA EÓLICA. La forma mas antigua de los molinos de viento. EDAD MEDIA. Molinos Europeos. MODERNOS DESARROLLOS Multipala Americano Aerogenerador Lacour Aerogenerador Gedser Aerogeneradores de última generación ESTADO TECNOLÓGICO ACTUAL FUTUROS DESARROLLOS TECNOLÓGICOS

4 Prehistoria Eólica La referencia mas antigua que se tiene de la eólica es un molino de viento que fue utilizado para hacer funcionar un órgano en el Siglo I. Órgano eólico Molinos Religiosos

5 Prehistoria Eólica Los primeros molinos de uso práctico fueron construidos en Sistán en Afganistán, durante el Siglo VII. Eran molinos de eje vertical con 6 o 8 velas rectangulares, hechas de madera y cubiertas de tela. Fueron utilizadas para moler maíz o para extraer agua. Molino Persa

6 Edad Media En Europa, los primeros molinos aparecieron en el Siglo XII en Francia e Inglaterra, y mas tarde se distribuyeron por todo el continente. Los molinos consistían en una torre de piedra, coronada por una estructura rotativa de madera que soportaba el eje del molino. Los primeros molinos tenían la siguientes características comunes: De la parte superior sobresalía un eje horizontal De este eje partían de 4 hasta 12 aspas con una longitud de entre 3 y 9 metros La energía generada por el giro del eje era transmitida, a través de un sistema de engranajes, a la maquinaria del molino, que estaba situada en la base de la estructura Los molinos de eje horizontal fueron utilizados extensamente en Europa Occidental, especialmente para moler trigo y bombear agua.

7 Edad Media MOLINO DE VIENTO HOLANDÉS

8 Edad Media MOLINO DE VIENTO GRIEGO

9 Modernos desarrollos MULTIPALA AMERICANO Durante la segunda mitad del siglo XIX apareció el popular molino multipala americano, que tenía como objectivo bombear agua. Las características de este molino establecieron las bases para el diseño de los aerogeneradores modernos.

10 Modernos desarrollos AEROGENERADOR LACOUR En el 1891, Poul la Cour (Danés) construyó el primer aerogenerador que producía electricidad (hasta una potencia eléctrica de 25kW).

11 Modernos desarrollos AEROGENERADOR GEDSER En el 1956, el aerogenerador Gedser fue el primer aerogenerador construido con palas de sección aerodinámica. Disponía de aerofrenos y producía una potencia eléctrica de 200 kw.

12 Modernos desarrollos AEROGENERADORES DE ÚLTIMA GENERACIÓN Después de la crisis del petróleo de 1973, aparecieron los primeros programas de investigación referentes a energía eólica. Este hecho hizo que a finales de los años 70 (inicios de los 80), apareciesen los primeros aerogeneradores comerciales, los llamados aerogeneradores de última generación. Después de una importante lucha comercial entre los diferentes conceptos de aerogeneradores (eje vertical-horizontal, 1, 2 o 3 palas), finalmente el ganador comercial fue el concepto de aerogenerador tripala y eje horizontal (el llamado concepto danés ).

13 Modernos desarrollos AEROGENERADORES DE ÚLTIMA GENERACIÓN BONUS 30 kw (1980)

14 Modernos desarrollos AEROGENERADORES DE ÚLTIMA GENERACIÓN ENERCON E kw (1981)

15 Modernos desarrollos AEROGENERADORES DE ÚLTIMA GENERACIÓN ECOTECNIA kw (1984)

16 Estado tecnológico actual El concepto danés (eje horizontal y tri-pala) se ha consolidado en el mercado actual. Pero desde que surgieron por vez primera hasta la actualidad han sufrido unas mejoras tecnológicas considerables. ECO kw

17 Estado tecnológico actual Incremento importante de la potencia nominal de los aerogeneradores (20 veces más) Incremento de la eficiencia (se a duplicado prácticamente) Reducción importante del peso específico del aerogenerador (la mitad aproximadamente), debido a la introducción de nuevos materiales (materiales compuestos) y nuevos conceptos como el paso variable.

18 Estado tecnológico actual Los desarrollos actuales de los fabricantes mas importantes a nivel mundial son aerogeneradores con una potencia nominal entorno a 3000kW. Fabricante Modelo Potencia Diámetro [m] Nominal [kw] VESTAS V GAMESA G ENERCON E SIEMENS 3.6 SWT ACCIONA AW-116/ ALSTOM WIND ECO

19 Futuros desarrollos tecnológicos La tendencia del mercado, en lo que se refiere a onshore, va hacia aerogeneradores cada vez mas grandes en cuanto a área barrida (más diámetro), pero la potencia nominal se está estabilizando (en cualquier caso no está aumentando tanto como el diámetro). Debido al aumento de las dimensiones de los aerogeneradores, cada vez hay mas problemas de transporte, sobretodo si los parques están situados en terrenos complejos (encima de las colinas). Por este motivo en el futuro se prevén nuevos desarrollos para reducir los límites de transporte: Palas divididas en dos partes Torres hechas a base de tejas de hormigón prefabricadas

20 Futuros desarrollos tecnológicos Palas divididas en dos partes: ENERCON E-126

21 Futuros desarrollos tecnológicos Torres hechas a base de tejas de hormigón prefabricadas: ACCIONA AW-3000

22 Futuros desarrollos tecnológicos Además, se prevé una reducción del peso a base de una optimización del diseño a través de mejoras en el control: Individual pitch Sistemas de detección de ráfagas También se prevé una mayor sensibilidad respecto al ruido acústico emitido por los aerogeneradores. Con el objeto de reducir el ruido acústico, se prevén: Nuevos diseños de palas Desarrollo de estrategias que reduzcan el ruido en determinados momentos (durante la noche, o en una dirección determinada).

23 Futuros desarrollos tecnológicos En los próximos años se prevé un gran desarrollo de los aerogeneradores marinos (offshore). Este tipo de aerogeneradores tienen unas condiciones de contorno bastante diferentes a las que padecen los aerogeneradores terrestres (onshore), que hará que probablemente ambos sigan caminos algo diferentes: No tienen problemas de emisión acústica (mayor velocidad de rotación) Están sometidos a muy baja turbulencia (menor fatiga) No tienen tantas restricciones de transporte (mayor dimensiones) Mayor dificultades para ser instalados y mantenidos Mayor dificultad para la evacuación de la electricidad

24 Futuros desarrollos tecnológicos Parque eólico en el Mar del Norte (300 MW) compuesto por aerogeneradores REpower 5M (5MW, 126m de diámetro)