Diseños de aerogeneradores y plantas de energía eólica. Esquema, descripción

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Diseños de aerogeneradores y plantas de energía eólica. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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El flujo de viento que pasa por el área F barrida por las palas del aerogenerador (Fig. 2.1) tiene energía

, J, (2.1)

donde w - velocidad del viento, m/s, m - masa de aire.

Diseños de aerogeneradores y aerogeneradores
Figura 2.1. Esquema de turbina eólica: 1 - torre; 2 - colector de corriente; 3 góndolas; 4 - generador eléctrico; 5 - reductor; 6 - rotor

En un segundo, una masa fluye a través del área F kg/s, donde - densidad del aire, kg/m, p - presión atmosférica, Pa, R = 287 J/(kg.K) - constante de gas, T - temperatura absoluta, K. Para una rueda de viento con palas, el área F se determina a través de la longitud de la cuchilla . En consecuencia, la potencia eléctrica N desarrollada por la turbina eólica está determinada por la fórmula

, W, (2.2)

donde - eficiencia de la turbina eólica, - eficiencia eléctrica del aerogenerador y del convertidor (entre 0,70...0,85).

Se ha establecido experimentalmente que los aerogeneradores con rotor de eje vertical son menos eficientes que los aerogeneradores de eje horizontal y dos o tres palas. Las palas modernas están hechas de fibra de vidrio, están diseñadas por métodos hidrodinámicos, teniendo en cuenta el flujo tridimensional. El ancho (cuerda) de la hoja disminuye hacia la punta para reducir el ruido. El nivel de ruido cerca del aerogenerador funcionando a pleno rendimiento no supera los 100 dB. La longitud de la pala alcanza los 50 m, respectivamente, la altura del mástil de la torre supera los 50 m.La eficiencia de las turbinas eólicas modernas Pv está en el nivel del 25.33%. El funcionamiento del aerogenerador está diseñado para velocidades de viento de 3 a 25 m/s, la velocidad máxima de diseño del viento antes de la destrucción del rotor es de 60 m/s.

Con diferentes fuerzas de viento, se debe proporcionar la misma frecuencia estándar, es decir, el mismo número de revoluciones del rotor. Esto se consigue ajustando automáticamente el ángulo de ataque de la pala. La góndola del aerogenerador gira automáticamente sobre la torre en contra del viento.

Autor: Labeish V.G.

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