SISTEMA DE UNION DE PALAS PARTIDAS PARA ENERGIA EOLICA
El siguiente invento está relacionado con las palas de aerogenerador que se construyen partidas en tramos para facilitar la fabricación y el transporte. En este sistema inventado por la Fundación Cener Ciemat, proponen un sistema de amarre para establecer la unión del montaje entre los tramos de las palas.
- Historia sobre las palas de los aerogeneradores:
Los primeros aerogeneradores que fueron instalados con fines de producción eléctrica a nivel industrial, proporcionaban una potencia nominal de 20 a 60 Kw, habiendo aumentado paulatinamente el tamaño y potencia de las máquinas desarrolladas, hasta los aerogeneradores actuales que alcanzan 5 Mw, implicando la utilización de palas del orden de 60 metros de longitud.
En algunos casos, dadas las dimensiones de dichas palas y dependiendo del emplazamiento, orografía y leyes locales, su transporte es imposible mientras que en otros casos, a pesar de que es técnicamente viable, éste genera costes prohibitivos.
Teniendo en cuenta tales factores, se viene trabajando en el desarrollo de proyectos relacionados con el diseño y fabricación de palas partidas formadas por tramos transportables por separado, para unirse posteriormente en el montaje constructivo del aerogenerador en el lugar de instalación, consiguiéndose con ello ventajas importantes, entre las que cabe destacar:
- Reducción del coste de transporte, ya que no se requieren vehículos especiales, ni es necesario realizar cortes de circulación.
- Accesibilidad a emplazamientos complicados, ya que al poder utilizar vehículos de menor tamaño aumenta la posibilidad de poder alcanzar emplazamientos con orografía compleja, reduciéndose el costo asociado a la realización de pistas forestales que permitan el acceso a dichos emplazamientos.
- Mejora de la calidad, por la fabricación de elementos con dimensiones más reducidas que optimizan procesos como la infusión de la resina, reduciendo la dispersión de propiedades y, consecuentemente, aumentando la resistencia del producto final.
- Aumento de la productividad, ya que al trabajar con componentes de menor tamaño, se reduce considerablemente el tiempo de infusión y curado de construcción, pudiendo asimismo trabajar en paralelo con varios moldes.
- Se introduce el concepto de la modularidad, pudiendo realizarse familias de piezas con diseños comunes, que se pueden combinar de manera selectiva en función de los requerimientos de las palas en cada caso, con posibilidad de sustituciones parciales para la reparación en los casos de deterioro.
Sin embargo, tecnológicamente, el concepto de las palas partidas presenta un problema en lo que se refiere a la unión de los tramos componentes, debiendo cumplir dicha unión las siguientes condiciones:
- Fiabilidad, siendo en este aspecto necesario definir un sistema con “incertidumbre” baja, para reducir el coeficiente de seguridad a aplicar en los diseños.
- Accesibilidad, de tal forma que la unión pueda realizarse desde el exterior de la pala, permitiendo realizar todas las operaciones e inspecciones necesarias con comodidad.
- Mantenimiento nulo o mínimo que asegure la eficiencia mecánica de la unión a lo largo de la vida útil de la pala.
- Condicionante mínimo sobre el diseño de la pala, intentando, entre otros factores, no engrosar excesivamente el laminado constructivo en la zona de la unión, ya que este efecto repercute directamente en el aumento de peso de pala y su mayor coste de fabricación.
EL INVENTO DE LA FUNDACION CENER CIEMAT:
El Cener (Centro Nacional de Energías Renovables) propone un sistema de amarre basado en unas particulares características de realización, permitiendo establecer la unión de los tramos componentes de las palas partidas de aerogenerador en condiciones muy ventajosas.
Este sistema de amarre objeto de la invención se determina con dos bulones semicilíndricos paralelos que atraviesan el laminado de los tramos a unir, estableciéndose una unión de tensado entre dichos bulones mediante unas varillas que se disponen en sentido longitudinal por el interior y por el exterior de dicho laminado.
La unión entre las varillas y los bulones puede hacerse mediante cualquier tipo de sujeción mecánica que permita establecer un apriete de tensado entre los bulones.
Según una variante de aplicación, pueden utilizarse tuercas roscadas a las varillas, haciendo tope dichas tuercas con la parte plana de los bulones. Esta solución, además de ser económicamente ventajosa por utilizar componentes normalizados, permite realizar el tensado de la unión con mucha precisión, aunque las operaciones de montaje y desmontaje sean lentas, debido al necesario accionamiento de las tuercas, requiriendo además una inspección periódica.
Para preservar el perfil aerodinámico de la pala, la aplicación del sistema se puede realizar en un montaje curvo, es decir conformando los tramos de pala con unas zonas remetidas en las partes destinadas para la incorporación del sistema de amarre, disponiendo en esas zonas, después de realizarse la unión, una tapa de cubrimiento para determinar la continuidad del plano superficial del perfil aerodinámico.
Con todo ello, el sistema de amarre propuesto determina una unión que ofrece ventajas en diferentes aspectos:
- No se debilita el laminado de los tramos que se unen, dado que las varillas con las que se realiza el tensado de la unión van por el exterior y por el interior del perfil aerodinámico, por lo que la sección útil del laminado no se reduce, y por lo tanto no es necesario engrosarlo en la misma magnitud que lo que requiere una solución en la que una única varilla atraviesa el laminado por su interior.
- Se consiguen líneas de fuerza simétricas ya que, dada la topología del amarre, con varillas de tensión a ambos lados del laminado, las líneas de fuerza se reparten de manera simétrica a través de dichas varillas, eliminando momentos flectores residuales de segundo orden.
- Se obtiene una unión pretensada, consiguiendo que la fuerza de separación entre los tramos que se unen se absorba por tracción en las varillas y por descompresión del laminado, reduciéndose el rango de tensiones en la parte metálica de forma que aumenta la resistencia a la fatiga.
- No se utilizan adhesivos, con lo que se eliminan los posibles defectos e incertidumbres asociados a este tipo de unión, definiéndose como consecuencia coeficientes de seguridad menores en el diseño, y optimizando así el sobrepeso de la unión.
- El sistema permite al operario el montaje, inspección y mantenimiento desde el exterior de la pala, pudiendo establecerse los planos de unión de los tramos de pala en cotas no accesibles por el interior.
- El mantenimiento es reducido, y la frecuencia de inspección y manipulación de las uniones se halla condicionada solo por el tipo de enganche entre las varillas y los bulones del amarre.
FUENTE | OEPM
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DISPOSITIVO CONCENTRADOR PARA TURBINAS EOLICAS
Hoy os vamos a hablar sobre la energía eólica, y más concretamente sobre un nuevo dispositivo concentrador para turbinas eólicas, que ha desarrollado la Universidad de Coruña.
Este dispositivo concentrador para turbinas eólicas, tiene como principal objetivo la transformación de energía eólica en energía mecánica de rotación mediante la circulación de aire húmedo a través de un sistema formado por tobera rotor-difusor. Este sistema aprovecha el calor latente de cambio de estado del fluido y produce, por lo tanto, el mayor desequilibrio energético que se puede alcanzar entre las condiciones de entrada y salida del sistema.
El principio de funcionamiento de los generadores eólicos obedece a la Ley de Betz. Dicha ley establece que la potencia eólica máxima extraíble a una masa de aire en movimiento se produce cuando la velocidad de salida del elemento transformador es 1/3 la velocidad de entrada.
Los generadores eólicos de mayor implantación en el mercado son de eje horizontal y están constituidos por un número finito de palas que, por frenado, aprovechan sólo una parte de la energía cinética que contienen las masas de aire en movimiento.
Tratándose de convertidores energéticos que utilizan como fuente de energía el aire atmosférico en movimiento, debe analizarse el contenido en agua tanto en lo que se refiere a humedad específica como a humedad relativa.
La energía que captura un convertidor eólico depende fundamentalmente de:
- área barrida por las palas en el movimiento de rotación
- velocidad incidente del fluido sobre el captador
- densidad del fluido
Las máquinas implantadas en el mercado incrementan, a medida que se mejoran las propiedades mecánicas de los materiales, la superficie de captación. Esto trae consigo un aumento considerable en el volumen del transformador, implicando mayor complejidad constructiva e inestabilidad de funcionamiento.
No se actúa sobre el flujo incidente, siendo por lo tanto la velocidad del aire un parámetro que queda supeditado exclusivamente a las condiciones ambientales. De igual forma, la densidad del fluido viene impuesta por las condiciones ambientales locales sin que se realice una actuación sobre la misma.
Actualmente, no se tiene constancia de transformación de energía eólica mediante un sistema que actúe sobre los parámetros termodinámicos de entrada y salida del elemento transformador persiguiendo una optimización máxima que se aproxime al coeficiente de potencia óptimo establecido por la Ley de Betz.
La Universidad de Coruña propone un concentrador-generador eólico que transforme la energía cinética, de las masas de aire húmedo en movimiento existentes en la atmósfera, en energía mecánica de rotación por medio de rotores de palas.
El principio de funcionamiento obedece a la Ley de Betz que ...seguir leyendo este artículo sobre energía »
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AEROGENERADORES GRIDSTREAMER 2MW DE VESTAS
La compañía líder a nivel mundial en la fabricación de aerogeneradores, Vestas, ha lanzado un nuevo modelo de aerogenerador GridStreamer™ de 2 MW al mercado del sector eólico. Se trata de un aerogenerador mejorado, capaz de producir más eficientemente de acuerdo a los códigos de red y manteniendo un coste de la energía muy competitivo.
Los aerogeneradores GridStreamer™ de 2MW presentan una serie de mejoras gracias a que la empresa a puesto énfasis en el tren de transmisión, la optimización del sistema de control de cargas y un convertidor de frecuencia total. Este aerogenerador puede alcanzar una potencia nominal de 2 MW con un diámetro de rotor de 90 metros en zonas de altas y medias velocidades de viento y con un diámetro de 100 metros para zonas bajas.
Según el presidente de Vestas Mediterranean, Juan Araluce, “Con los aerogeneradores GridStreamer™ de 2 MW, los clientes de Vestas se podrán beneficiar de una flota de aerogeneradores modulares eficientes que ofrecen un rendimiento óptimo en todas las clases de viento y condiciones del emplazamiento. Su track record, la optimización de su rendimiento, la calidad de fabricación y los contratos de mantenimiento basados en la producción aseguran la máxima fiabilidad y seguridad de negocio para la plataforma de 2 MW”
FUENTE | VESTAS
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CELULA SOLAR PROTEGIDA CON TAPA DE VIDRIO
Cada día encontramos nuevos avances en el campo de las energías renovables, y concretamente de la energía solar. Hoy vamos a hablaos de un aparato para convertir energía solar en electricidad protegido mediante una tapa de vidrio, que ha desarrollado la empresa EMCORE SOLAR POWER.
Esta célula solar que tiene por lo menos un separador y una tapa configurada para cubrir y proteger dicha célula solar.
Las células solares normalmente, las encontramos en los paneles solares conectadas en serie, y los paneles también están conectados en serie, teniendo cada panel numerosas células solares. Las células solares en cada panel, alternativamente, se podrían disponer en paralelo.
Históricamente, la energía solar, tanto la espacial como la terrestre, ha sido proporcionada predominantemente mediante células solares de silicio. En los últimos años, sin embargo, el alto volumen de fabricación de células solares multiunión de alta eficiencia ha permitido el uso de esta tecnología alternativa para la generación de energía. Algunas células multiunión actuales tienen eficiencias de energía que superan el 27%, mientras que las tecnologías de silicio generalmente alcanzan solamente aproximadamente el 17% de eficiencia.
Un problema conocido con los sistemas de energía solar es que las células solares individuales se pueden dañar o ensombrecer mediante una obstrucción. Por ejemplo, se puede producir un daño como resultado de la exposición de una célula solar a ...seguir leyendo este artículo sobre energía »
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REUTILIZACION DE LAS BOLSAS, OTRA FORMA DE RECICLAR
Las bolsas de plástico, desde el punto de vista medioambiental, deberían sustituirse por bolsas de papel u otros componentes que sean biodegradables, en definitiva, por bolsas ecológicas, y por tanto, respetuosos con el medio ambiente.
Sin embargo, esta sustitución de las bolsas de plástico tradicionales, es decir, procedentes del petróleo, no es inmediata, por lo que propuestas como la reutilización de las bolsas, como la propuesta por Carlos Herranz Rodríguez, son medidas que contribuyen al ahorro económico, y que minoran la contaminación en mares y océanos.
La invención de Carlos, para fomentar el reciclaje mediante la reutilización, es una bolsa para envasar al vacío, cuyo objetivo se centra en una bolsa de material plástico que, destinada eminentemente para uso alimentario, pero sin que ello suponga una limitación, presenta la particularidad de estar dotada de medios especialmente estudiados y diseñados tecnológicamente para conseguir el vacío en su interior, mediante la utilización de cualquier sistema de extracción de aire, con la ventaja de poder ser reutilizada múltiples veces sin perder eficacia, de manera que supone un ahorro para el consumidor y a la vez un producto respetuoso con el medio ambiente.
Como es sabido, la ausencia de aire o vacío permite una mejor conservación de los alimentos, siendo esta una técnica ampliamente conocida y utilizada. Sin embargo, la mayoría de recipientes aptos para conseguir dicho vació son o recipientes de carácter rígido dotados de válvulas y, por tanto de coste elevado, o bolsas de plástico, mucho más económicas, pero a las que tras extraerles el aire se cierran mediante termo sellado, con lo cual, no es posible su reutilización ya que para ...seguir leyendo este artículo sobre energía »
HELIOSTATO CON SENSOR DE REFLEXION
El aprovechamiento de la energía solar como fuente de energía es realizada por el hombre desde la antigüedad. El Sol emite una ingente cantidad de energía, una parte de la cual llega a la Tierra en forma de luz y calor.
Hoy os hablaremos de un nuevo helióstato con un eje de accionamiento apuntando al objetivo, sensor de reflexión y control en lazo cerrado, de la empresa Aplicaciones Renovables Integradas, S.L.
Desde mediados del siglo XX se vienen realizando investigaciones para intentar transformar esa energía en electricidad. Es por esto que, se han desarrollado placas fotovoltaicas que producen directamente electricidad cuando su superficie es convenientemente activada por la luz, y distintos tipos de colectores de calor que concentrando haces de luz sobre una tubería o sobre un receptor central que contiene un fluido, logran alcanzar temperaturas suficientes como para producir grandes cantidades de vapor de agua que genera electricidad a través de una turbina, normalmente en un ciclo de Rankine.
Dada la baja potencia específica por unidad de superficie de la radiación solar, para aprovechar esta energía de manera adecuada es necesario concentrar un gran número de haces de luz sobre un mismo punto, lo que tradicionalmente se realiza por medio de espejos orientados sobre un depósito o sobre una tubería a modo de colector. En este caso la radiación es por concentración indirecta, ya que para alcanzar su objetivo los rayos han de rebotar previamente en el espejo.
Los primeros helióstatos considerados como elementos industriales se desarrollaron a los inicios de la década de los ochenta para las plantas experimentales termosolares de receptor central, con el propósito de probar la viabilidad de la energía solar térmica en los procesos de producción de electricidad a escala industrial.
El helióstato con sensor de reflexión se refiere a un helióstato perteneciente a un campo solar que refleja los haces de luz que llegan a él, dotado de un mecanismo de seguimiento solar. Se trata de una invención que pertenece, dentro del área de la termotecnia, al campo de la producción de energía a partir de la radiación solar.
El objetivo general de esta invención es el desarrollo de un dispositivo económico en su instalación, que minimice las necesidades y gastos de mantenimiento, que aproveche al máximo la radiación solar y que resulte rápido y fácil de instalar en cualquier ubicación.
El sistema consta de dos giros ortogonales a lo largo de sendos ejes de giro de los cuales uno de ellos, el primario, es fijo en el espacio y el otro, el secundario, varía su posición en función del giro alrededor del primario.
El eje primario se mantiene apuntando al objetivo en todo momento, por tanto el eje primario contiene al objetivo. A esta configuración la llamamos de apunte a objetivo. El plano formado por el eje primario y el Sol será el plano de reflexión, ya que en dicho plano se refleja la energía solar al objetivo. El eje secundario será el eje perpendicular al plano de reflexión.
Esta condición geométrica, en la que el plano perpendicular al eje secundario ha de contener al Sol y por tanto los rayos provenientes del Sol se mantienen perpendiculares al eje secundario, es la que brinda la posibilidad de disminuir el error astigmático.
Para conseguir lo comentado en el párrafo anterior, se coloca un apuntador o sensor solar en el extremo exterior de la superficie reflectante, y contenido en el plano perpendicular al eje secundario. Este sensor solar proporciona una señal que indica si el Sol se encuentra a un lado u otro del plano perpendicular al eje secundario. Esta señal permite saber si el giro del eje primario es el adecuado para reflejar la energía solar en el objetivo.
FUENTE |oepm
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NUEVO SISTEMA HIBRIDO DE GENERACION ELECTRICA DE ACCIONA WINDPOWER
Acciona Windpower ha desarrollado un nuevo sistema híbrido de generación eléctrica, cuyo objetivo es un procedimiento y un sistema híbrido que optimizan la generación eléctrica a partir de la potencia mecánica transmitida por una turbina que gira a velocidad variable.
Este sistema y procedimiento es particularmente útil en el campo de la generación eólica, aunque también es aplicable a otros ámbitos en que se genera energía empleando una turbina movida por un fluido en movimiento, como la generación empleando corrientes marinas, mareas, olas, etc.
La energía eléctrica generada para su inyección en una red de potencia debe tener la misma frecuencia que la red. Este requisito es fácil de cumplir cuando la generación se realiza a velocidad constante y controlada. Sin embargo, cuando el eje que mueve el generador no gira a velocidad constante es necesario controlar de algún modo la frecuencia de la energía eléctrica generada.
Este sistema híbrido de generación eléctrica que presenta Acciona Windpower, a partir de la potencia mecánica transmitida por una turbina de velocidad variable, comprende:
- Un generador principal cuyo estator está conectado a la red eléctrica a través de unos medios de conexión/desconexión. Este generador principal, por lo tanto, sólo funciona a velocidades cercanas a la velocidad de sincronismo, que es la correspondiente a la frecuencia de la red.
- Un generador auxiliar cuyo estator está conectado a la red eléctrica al menos a través de un convertidor de potencia. El convertidor de potencia transforma la tensión de frecuencia variable generada por el generador auxiliar a la frecuencia de la red, y por lo tanto este generador puede funcionar a velocidad variable.
Así, en un principio se emplea el generador auxiliar para velocidades bajas de la turbina hasta que, a una determinada velocidad, se alcanza su potencia nominal, preferentemente entre el 20% y el 40% de la potencia nominal total de la turbina. En ese momento, el convertidor de potencia controla la velocidad de giro del generador auxiliar para hacer que ésta alcance la velocidad nominal del generador principal, que es la correspondiente a la frecuencia de la red. Cuando esto ocurre, se conecta el generador principal a la red.
El generador auxiliar permanece conectado, sin generar potencia en valor medio pero controlando el par, para amortiguar las oscilaciones torsionales en el tren mecánico, generando o consumiendo potencia activa según se requiera. Cuando el generador principal alcanza su potencia nominal, preferentemente entre el 60% y el 80% de la potencia nominal total del sistema, el generador auxiliar comienza también a generar simultáneamente.
Una de las ventajas fundamentales de este nuevo sistema híbrido de generación es que con un convertidor de una potencia sustancialmente menor que la potencia total de la turbina puede controlarse el par en el generador auxiliar para amortiguar las vibraciones torsionales en el tren mecánico, y que el generador principal tiene el rotor no bobinado, evitándose así los problemas asociados a este tipo de máquinas. Dicho control de par también es útil ante eventos de red como huecos de tensión. En los sistemas anteriores, o bien se carecía de control de par en el eje, o bien se empleaban convertidores dimensionados para el 100% de la potencia de la turbina, o bien se utilizaban generadores de rotor bobinado en los que por medio de escobillas se introducían las corrientes rotóricas adecuadas.
Otra función de este sistema de generación eléctrica, está dirigido a un procedimiento para generar energía eléctrica a partir de la potencia mecánica transmitida por una turbina de velocidad variable, empleando un generador principal cuyo estator está conectado a la red eléctrica a través de unos medios de conexión/desconexión; y un generador auxiliar, cuyo estator está conectado a la red eléctrica al menos a través de un convertidor de potencia.
FUENTE | OEPM
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