PARTES Y ENSAMBLAJE

Partes de un aerogenerador 

Aerogeneradores de eje horizontal

Son aquellos en los que el eje de rotación del equipo se encuentra paralelo al piso. Ésta es la tecnología que se ha impuesto, por su eficiencia y confiabilidad y la capacidad de adaptarse a diferentes potencias.

Las partes principales de un aerogenerador de eje horizontal son:

• Rotor: las palas del rotor, construidas principalmente con materiales compuestos, se diseñan para transformar la energía cinética del viento en un momento torsor en el eje del equipo. Los rotores modernos pueden llegar a tener un diámetro de 42 a 80 metros y producir potencias equivalentes de varios MW. La velocidad de rotación está normalmente limitada por la velocidad de punta de pala, cuyo límite actual se establece por criterios acústicos.
• Góndola o nacelle: sirve de alojamiento para los elementos mecánicos y eléctricos (multiplicadora, generador, armarios de control, ...) del aerogenerador.
• Caja de engranajes o multiplicadora: puede estar presente o no dependiendo del modelo. Transforman la baja velocidad del eje del rotor en alta velocidad de rotación en el eje del generador eléctrico.
• Generador: existen diferente tipos dependiendo del diseño del aerogenerador. Pueden ser síncronos o asíncronos, jaula de ardilla o doblemente alimentados, con excitación o con imanes permanentes.Lo podemos definir como parte del generador que convierte la energía en electricidad.
• La torre: sitúa el generador a una mayor altura, donde los vientos son de mayor intensidad y para permitir el giro de las palas y transmite las cargas del equipo al suelo.
• Sistema de control: se hace cargo del funcionamiento seguro y eficiente del equipo, controla la orientación de la góndola, la posición de las palas y la potencia total entregada por el equipo.

Aerogeneradores de eje vertical

Son aquellos en los que el eje de rotación se encuentra perpendicular al suelo. También se denominan VAWT (del inglés, Vertical Axis Wind Turbine).

Sus ventajas son:

1) no necesitan torre, por lo que la instalación y mantenimiento de los sistemas de generación es más fácil

2) no necesitan mecanismo de orientación para orientarse respecto al viento

Sus desventajas:

1) al estar cerca del suelo la velocidad del viento es baja

2) baja eficiencia

3) no son de arranque automático, requieren conexión a la red para poder arrancar utilizando el generador como motor

4) requieren cables tensores

Ensamblaje de sus partes:

1. Ensamblaje del bastidor

Ensamblado el sistema de giro con sus motores de orientación, columnas y grupo hidráulico, y una vez superado el test de giro, se ensambla el conjunto con el bastidor trasero. A continuación, se colocan las vigas rail, el polipasto de servicio y se cablea el armario de control.

2. Ensamblaje de la multiplicadora

Se coloca el conjunto de la nacelle dentro de la carcasa inferior y se ensamblan el transformador de potencia y el subconjunto eje principal/multiplicadora.

3. Ensamblaje del generador

El proceso continúa con el ensamblaje y alineado del generador y la conexión eléctrica de todos los componentes al armario de control. Una vez conexionados, se somete a la nacelle a una completa verificación final, simulando su funcionamiento en el parque eólico.

4. Ensamblaje de la carcasa

Superado con éxito el test de verificación de la nacelle, se ensambla la carcasa superior, y la nacelle se encuentra lista para ser enviada al parque eólico que corresponda.

Multiplicadora de 2,0 MW

Se compone de tres etapas combinadas, una planetaria y dos de ejes helicoidales paralelos. La relación de multiplicación en las turbinas de 2,0 MW es 1:100,5 para máquinas de 50 Hz y 1:120,5 para máquinas de 60 Hz.

Generador de 2,0 MW

Generador eléctrico de 2 MW de potencia nominal, altamente eficiente, de 4 polos, doblemente alimentado con rotor devanado y anillos rozantes. El rango de velocidad de giro es de 900 - 1.900 rpm. con una velocidad nominal de 1.680 rpm. La tensión de salida es de 690 V AC.

Torres

Gamesa dispone de centros de producción propios de fabricación de torres de aerogeneradores a través de la compañía Windar.

1. Recepción y control de calidad de planchas de acero

Los cilindros que componen la torre de un aerogenerador parten de unas láminas de chapa oxicortada e imprimada.

2. Curvado

Estas láminas son introducidas en una máquina con tres grandes rodillos que van conformando las virolas.

3. Soldado

Las virolas se sueldan por arco sumergido hasta formar secciones de diferente longitud.

4. Granallado, pintado y secado

La estructura se introduce en el túnel de pintado y secado. Terminada la torre en chapa, se procede al tratamiento superficial, que consiste en un granallado con doble acero y un recubrimiento de tres capas de pintura, consiguiendo una protección C-5.

5. Ensamblaje de elementos auxiliares

Una vez la torre está seca, se procede al montaje de todos los elementos de servicio, tales como plataformas y escaleras.

Tramos

En función del modelo y de la altura requerida (de 14 a 29 metros), los tramos pueden estar formados por un número de virolas que va de 4 a 12.

Palas

Las palas que Gamesa incorpora en sus aerogeneradores son de diseño y fabricación propia e incluyen la aplicación de las más modernas tecnologías, como la utilización de componentes en fibra de carbono en los modelos Gamesa G87-2,0 MW y Gamesa G90-2,0 MW, además de la pala seccionada en la plataforma de 4,5 MW.

1. Fabricación de la viga

Tomando como base materiales compuestos por fibra de vidrio y fibra de carbono, preimpregnados con resina epoxy, se cortan distintas telas que se colocan en un molde y posteriormente se someten a un proceso de curado.

2. Fabricación de las conchas

Tras aplicar una capa de pintura que servirá como protección de la pala, la fibra de vidrio es utilizada para la fabricación de las conchas, siguiendo el mismo proceso de fabricación que la viga.

3. Ensamblaje

Una vez obtenidas las dos conchas, se procede al ensamblaje y pegado de la viga entre las dos conchas.

4. Curado

El conjunto ensamblado pasa nuevamente por el horno hasta formar una unidad compacta.

5. Desbarbado y pulido

Desmoldado el conjunto que constituye la pala, se pasa a la zona de acabado, donde se terminarán los bordes de ataque y salida de la pala, y se realizará una última revisión de ésta.

Obra civil y cimentación

Previo al transporte y el montaje del aerogenerador, se realizan tareas de adecuación del terreno, tales como el hormigonado y la construcción de la plataforma de montaje, la cual requiere una compactación adecuada para soportar pesos de unos 4kg/cm².Obra civil y cimentación.

1. Montaje de la torre

Los tramos de torre se colocan uno encima de otro mediante grúas de celosía. Éstas pueden ser de oruga o de gatos hidráulicos. Las de oruga, con anchos entre 8,5 y 10 m., pueden cambiar de posición fácilmente. Las de gatos, con 5 m. de ancho, son aptas para trabajar en terrenos difíciles por su estrechez.

Una vez colocados los tramos, el personal de campo une y ensambla las piezas. La ubicación y la altura del aerogenerador son estudiados previamente para garantizar el máximo aprovechamiento del viento.

2. Montaje de la nacelle

Una vez montada la torre se procede a la instalación de la nacelle, la cual se acopla al último tramo de la torre.

En paralelo al montaje del aerogenerador se procede a la conexión eléctrica de todos los componentes.

3. Montaje del rotor

El montaje puede realizarse en tierra, acoplando las tres palas al buje, o bien pala a pala. Este último método requiere menor espacio de maniobra y permite que el montaje se haga con más rapidez.

Una vez que la nacelle está instalada, se suben el buje y el cono y después se elevan las palas, horizontalmente, una a una.