¿Qué transformación de energía tiene lugar en un generador?
Hay varios tipos de generadores que pueden acoplarse a las pequeñas turbinas eólicas: sobre todo los de corriente continua o alterna y los síncronos o asíncronos que funcionan con imanes permanentes o con excitación de campo eléctrico, respectivamente. La elección depende de varios factores, como la aplicación (autónomo o conectado a la red), el tipo de carga, la posibilidad de fabricación, la potencia nominal, la velocidad de la turbina y el coste. No obstante, todas estas máquinas eléctricas son dispositivos electromecánicos que funcionan según la ley de Faraday de la inducción electromagnética.
Como se explica en la precuela de este artículo, la parte giratoria de un generador contiene algún tipo de componente que crea un campo magnético. Por lo tanto, constituye polos giratorios. Hay dos tipos de componentes que pueden cumplir esta tarea.
Para una configuración muy básica del generador, hemos aprendido en la precuela de este artículo que la potencia producida será electricidad de CA. La parte que permite que una dinamo produzca energía de CC sin rediseñar completamente el concepto se llama conmutador. En su forma más simple, es básicamente un interruptor fijo que se conecta y desconecta a los dos contactos finales diferentes del circuito de potencia del generador a medida que el eje gira. Esto permite que el conmutador cambie constantemente la polaridad de la corriente de salida para que, al final, la salida sea siempre de la misma polaridad.
Qué es una central hidroeléctrica
Las centrales eólicas producen electricidad mediante un conjunto de turbinas eólicas en el mismo lugar. La ubicación de una central eólica depende de factores como las condiciones del viento, el terreno circundante, el acceso a la transmisión eléctrica y otras consideraciones de emplazamiento. En una planta eólica a escala de servicio público, cada turbina genera electricidad que va a una subestación donde se transfiere a la red que alimenta a nuestras comunidades.
Los transformadores reciben la electricidad de CA (corriente alterna) a un voltaje y aumentan o disminuyen el voltaje para suministrar la electricidad según sea necesario. Una central eólica utiliza un transformador elevador para aumentar la tensión (reduciendo así la corriente necesaria), lo que disminuye las pérdidas de energía que se producen al transmitir grandes cantidades de corriente a través de largas distancias con líneas de transmisión. Cuando la electricidad llega a una comunidad, los transformadores reducen la tensión para hacerla segura y utilizable por los edificios y hogares de esa comunidad.
Una subestación conecta el sistema de transmisión con el sistema de distribución que suministra electricidad a la comunidad. Dentro de la subestación, los transformadores convierten la electricidad de alto voltaje a voltajes más bajos que pueden ser entregados de forma segura a los consumidores de electricidad.
Turbina eólica
Aunque la electricidad se descubrió ya en el siglo XVIII, el ser humano ha avanzado mucho en la producción de energía eléctrica por diversos medios desde entonces. Uno de los medios más comunes para producir energía son las turbinas de diferentes tipos, incluidas las de gas y las de vapor. El núcleo de las operaciones de producción de energía de una turbina es el giro de sus rotores. A continuación se explica cómo este giro genera grandes cantidades de electricidad.
En pocas palabras, los generadores convierten la energía cinética, que se basa en el movimiento, en energía eléctrica. Sin embargo, hay varias formas de conseguir esta energía cinética. Lo más habitual es que esta generación eléctrica se cree utilizando la inducción electromagnética y aprovechando la energía mecánica que hace girar a un generador. Por lo tanto, una de las principales operaciones de un generador es la creación de energía cinética.
Las turbinas de gas, también conocidas como turbinas de combustión, se componen de un compresor de gas, una turbina descendente y una cámara de combustión conocida como cámara de combustión. El aire se introduce en el compresor, donde se encuentra con el combustible, normalmente gas natural. Esto da lugar a la combustión, y el gas a alta temperatura y alta presión hace girar las palas, que introducen más aire presurizado en la cámara de combustión y hacen girar el generador.
Cómo funciona un generador
Puedes ver el ventilador de refrigeración interno moviéndose dentro de este generador. Está montado en el extremo del rotor, que está oculto dentro del brillante cilindro de acero magnético, llamado estator. La superficie, parecida a un radiador, enfría el generador. Es difícil ver los detalles en un generador de la vida real como el de la derecha. Por eso, lo desmontaremos y haremos algunos modelos simplificados en las próximas páginas.
Los generadores de las turbinas eólicas son un poco inusuales, comparados con otras unidades generadoras que se encuentran normalmente conectadas a la red eléctrica. Una de las razones es que el generador tiene que trabajar con una fuente de energía (el rotor del aerogenerador) que suministra una potencia mecánica (par) muy fluctuante.
En estas páginas se da por sentado que estás familiarizado con los fundamentos de la electricidad, el electromagnetismo y, en particular, la corriente alterna. Si alguna de las expresiones voltio (V), fase, trifásico, frecuencia o hercio (Hz) le suenan extrañas, debería echar un vistazo a la
En los grandes aerogeneradores (por encima de 100-150 kW) la tensión generada por la turbina suele ser de 690 V de corriente alterna (CA) trifásica. Posteriormente, la corriente se envía a través de un transformador junto a la turbina eólica (o dentro de la torre) para elevar la tensión a entre 10.000 y 30.000 voltios, según el estándar de la red eléctrica local.