Energía eólica

Energía eólica

1. Parques eólicos

   • Clasificación de parques eólicos
     • Parques eólicos terrestres.
       • Área geografica
         • Para la instalación de parques eólicos a nivel territorial se considera factores importantes como la velocidad y perfil del viento, el terreno y los obstáculos presentes.
           • Efecto colina
             • paso estrecho entre montañas causa un aumento de velocidad de manera significativa.
           • Efecto túnel
             • Las elevaciones del terreno pueden ocasionar un aumento de velocidad
               • Si la pendiente de este terreno es suave caso contrario puede formar una zona de turbulencias
           • Efecto estela
             • Cuando el viento pasa a través de la turbina, se produce una estela de viento bastante turbulenta que puede afectar al próximo aerogenerador
       • Limitaciones
         • limitaciones del medio ambiente
         • el impacto del ruido que pueda tener sobre poblaciones aledañas
         • l impacto visual.
     • Parques eólicos marinos
       • Ventajas
         • Recurso eólico: el perfil de viento presenta una velocidad más constante y un perfil más laminar.
         • Área: presenta menos obstáculos físicos para la instalación de aerogeneradores y no existe limitaciones de espacio.
         • Ambiental: menor impacto visual y de ruido.
       • Desventajas
         • Complejidad: debido a su ubicación se necesita plataformas, turbinas, cables, subestaciones, sistemas de dragado, y obra civil más compleja que instalaciones terrestres. Además, para el mantenimiento y operación se necesita el traslado del personal en barco o helicóptero.
         • Materiales: los equipos a utilizarse deben soportar las características medioambientales como humedad y salinidad.
         • Costos: la instalación, operación y mantenimiento de este tipo de parques llega a ser el doble que un parque eólico terrestre.
         • la instalación de parques eólicos marinos puede afectar a mamíferos marinos, peces, pájaros y el fondo marino.
   • Topología de interconexiones de parques eólicos
     • Radial
       • Los aerogeneradores se conectan en configuración de hilo a un solo punto de interconexión
         • En cada fila el número máximo de aerogeneradores que se pueden conectar a un alimentador se determina por la potencia de cable y la potencia nominal de los generadores.
     • Anillo
       • El sistema más simple es el que conecta entre si todos los últimos aerogeneradores de cada fila y el más complejo es el que conecta cada punto final de cada fila con la línea de generación.
         • Anillo unilateral
         • Anillo multilateral
     • Estrella
       • Se tiene un sistema colector central en donde se conecta cada uno de los aerogeneradores.
   • Sistemas de transmisión para parques eólicos.
     • (HVAC- High Voltage Alternating Current
       • En este sistema la distancia de una turbina a otra o la distancia de la planta eólica con una subestación conlleva a grandes pérdidas en los cables.
         • Al final de cada línea se utiliza compensadores de potencia reactiva y así mantener el voltaje en sus valores estándar.
           • A mayor voltaje se puede transmitir mayor potencia pero a una distancia limitada
     • HVDC- high voltaje direct current
       • Las pérdidas producidas en el sistema no dependen en la longitud del cable.
         • A más de los costos de instalación este tipo de tecnología presenta algunas ventajas. Control de potencia activa y reactiva, posibilidad de operar a otro valor de frecuencia y aislamiento de perturbaciones
           • Si se compara los costos de un sistema de transmisión HVAC con un sistema HVDC se observa que hay una distancia mínima en la cual los sistemas HVDC pueden ser económicamente competitivos.
           • Para las conexiones HVDC existen actualmente dos opciones técnicas
             • HVDC
               • Basado en un convertidor conmutado por corriente LCC (line-commutated converter)
               • Basado en un convertidor de fuente de tensión VSC (voltage source converter)
                 • Es la tecnología más apropiada para aplicaciones multiterminales, ya que utiliza una tensión DC común, lo que facilita la construcción y el control de las conexiones en paralelo.
   • Componentes del parque eólico
     • Cables
       • consisten en tres cables agrupados con un solo revestimiento y aislamiento.
       • tres cables individuales, uno por fase, separados a una cierta distancia entre ellos.
     • Transformador
       • • son necesarios para incrementar el voltaje de los cables (usualmente de 10-36 kV a 110-150 kV) con el fin de reducir las pérdidas de cable de transmisión.
     • Conmutador
       • Los principales propósitos de los aparatos de conmutación en el lado de media tensión (colector de red en alta mar) son proteger tanto los equipos de turbinas eólicas como los componentes de conjuntos de parques eólicos, conectar varias turbinas eólicas en anillo o radial y finalmente controlar la conexión y desconexión de turbinas eólicas

2. Generación eólica

   • En el sector eléctrico
     • Los primeros aerogeneradores capaces de producir electricidad fueron desarrollados en Dinamarca por Paul La Cour en 1891
       • El primer aerogenerador de corriente alterna fue diseñado por Johannes Juul en Dinamarca,
         • Actualmente, el aerogenerador Haliade de rotor de 150 m ofrece una capacidad total de 6 MW y es ideal para parques eólicos marinos
     • Curva de potencia de un aerogenerador
       • Ejemplo de caracteristícas principales de un aerogenerador
     • Capacidad total instalada en distintos países.

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