Cuestiones de aerogeneradores y de calidad de potencia
El comprador de un aerogenerador no necesita preocuparse él mismo sobre las regulaciones técnicas de aerogeneradores y del resto del equipamiento conectado a la red eléctrica. Esta responsabilidad suele dejarse al fabricante de la turbina y a la compañía eléctrica local.
Para la gente interesada en temas técnicos, en esta página nos adentraremos en algunas de las cuestiones electrotécnicas relacionadas con la conexión de las turbinas a la red eléctrica.
Calidad de potencia
Curva sinusoidal de la corriente alterna El término calidad de potencia se refiere a la estabilidad en la tensión, estabilidad en la frecuencia y a la ausencia de diversas formas de ruido eléctrico (p.ej., el parpadeo o la distorsión armónica) en la red eléctrica. Hablando en términos más generales, las compañías eléctricas (y sus clientes) prefieren una corriente alterna con una bonita forma sinusoidal, como la que se muestra en la imagen de arriba (si no está familiarizado con los fundamentos sobre corriente alterna (CA) puede serle útil consultar el manual de referencia sobre este tema antes de continuar).
Arrancar (y parar) una turbina
La mayoría de controladores electrónicos de aerogeneradores están programados para que la turbina funcione en vacío a bajas velocidades de viento (si estuviese conectada a la red eléctrica a bajas velocidades de viento, de hecho funcionaría como motor, tal y como puede leer en la página sobre el generador ). Una vez que el viento se hace lo suficientemente potente como para hacer girar el rotor y el generador a su velocidad nominal, es importante que el generador de la turbina sea conectado a la red eléctrica en el momento oportuno.
Si no es así, tan solo estarán la resistencia mecánica del multiplicador y del generador para evitar que el rotor se acelere, y que finalmente se embale (existen diversos dispositivos de seguridad, incluyendo frenos de protección contra fallos, en el caso de que el modo de arranque correcto falle, que puede haber leído en la sección sobre seguridad en aerogeneradores ).
Arranque suave con tiristores
Si conectase a red un gran aerogenerador con un interruptor normal, los vecinos verían un oscurecimiento parcial (a causa de la corriente requerida para magnetizar al generador), seguido de un pico de potencia, debido a la corriente del generador sobrecargando la red. Puede ver esta situación en el dibujo de la ventana del navegador que se acompaña, donde puede ver el parpadeo de la bombilla al accionar el interruptor que arranca el aerogenerador. El mismo efecto puede ser posiblemente visto si conecta su ordenador y el transformador de la fuente de alimentación se magnetiza del golpe.
Otro efecto lateral desagradable al utilizar interruptores "duros" sería el de aplicar un desgaste extra al multiplicador, pues la conexión del generador actuaría como si de repente se accionase el freno mecánico de la turbina.
Los grandes tiristores de potencia en aerogeneradores se calientan enormemente cuando se activan. Deben estar equipados con disipadores térmicos de aluminio y ventiladores, tal y como puede ver en la fotografía de la derecha. Foto Søren Krohn
© 1998 DWIA
TiristoresPara evitar esta situación los modernos aerogeneradores tienen un arranque suave, se conectan y se desconectan de la red de forma gradual mediante tiristores, un tipo de interruptor continuo de semiconductor que puede ser controlado electrónicamente (de hecho es posible que usted tenga un tiristor en su propia casa, si tiene una de las modernas lámparas regulables, en las que se puede ajustar el voltaje de forma continua).
Los tiristores pierden alrededor de un 1 a un 2 por ciento de la energía que pasa a través de ellos. Así pues, los modernos aerogeneradores suelen estar equipados con un llamado interruptor derivante, esto es, un interruptor mecánico que es activado después de que la turbina ha efectuado el arranque suave. De esta forma se minimiza la cantidad de energía perdida
Redes débiles, refuerzo de red
Si una turbina se conecta a una red eléctrica débil (es decir, que está muy lejos en un rincón remoto de una red eléctrica con una baja capacidad de transporte de energía), pueden haber algunos problemas de oscurecimiento parcial/sobretensión de energía del tipo de los mencionados arriba.
En estos casos puede ser necesario un refuerzo de red para tranportar la corriente alterna desde el aerogenerador.
Su compañía eléctrica local tiene experiencia en tratar con estos problemas de tensión, pues son el reflejo exacto de lo que ocurre cuando se conecta un gran usuario (p.ej. una fabrica con grandes motores eléctricos) a la red.
Flicker
El flicker es una expresión ingenieril para designar variaciones cortas en la tensión de la red eléctrica que pueden provocan que las bombillas parpadeen. Este fenómeno puede ser relevante si el aerogenerador está conectado a una red débil, ya que variaciones de viento efímeras causarán variaciones en la potencia generada. Hay varias formas de tratar este asunto en el diseño de una turbina: mecánicamente, eléctricamente y utilizando electrónica de potencia.
Evitar el "islanding"
El "islanding" es una situación que puede ocurrir si una sección de la red eléctrica se desconecta de la red eléctrica principal, como ocurriría por el disparo accidental o intencionado de un gran disyuntor en la red (p.ej. debido a paros en el suministro eléctrico o a cortocircuitos en la red). Si los aerogeneradores siguen funcionando en la parte de la red que ha quedado aislada, es muy probable que las dos redes separadas no estén en fase después de un breve intervalo de tiempo.
El restablecimiento de la conexión a la red eléctrica principal puede causar enormes sobreintensidades en la red y en el generador de la turbina eólica. Esto también causaría una gran liberación de energía en la transmisión mecánica (es decir, en los ejes, el multiplicador y el rotor), tal como lo haría una "conexión dura" del generador de la turbina a la red eléctrica.
Así pues, el controlador electrónico tendrá que estar constantemente vigilando la tensión y la frecuencia de la corriente alterna de la red. En el caso de que la tensión o la frecuencia de la red local se salgan fuera de ciertos límites durante una fracción de segundo, la turbina se desconectará automáticamente de la red, e inmediatamente después se parará (normalmente activando los frenos aerodinámicos, como se explicó en la sección sobre seguridad en aerogeneradores ).
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Actualizado el 1 de agosto 2003
http://www.windpower.org/es/tour/grid/rein.htm
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