GENERADOR ELECTRICO

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GENERADOR ELECTRICO GASOLINA

Para desarrollar este tema es especialmente importante conocer el efecto magnético de la corriente eléctrica. Esta es la base para comprender los procesos físicos que tienen lugar en el generador electrico gasolina.

Las representaciones simplificadas que más adelante se ofrecen, exponen este efecto basado en las leyes de la naturaleza, para que sea más fácil su comprensión.

Si por un conductor circula una corriente eléctrica, en sus inmediaciones se crea un campo magnético, que es una zona en la que se ejercen fuerzas magnéticas. Hay que imaginarse el espacio recorrido por líneas de un campo magnético, las cuales solo son para nosotros una forma de representación. (La existencia de estas líneas del campo magnético puede visualizarse, por ejemplo, colocando limaduras de hierro sobre una placa de cristal).

Regulación del voltaje de salida

Ser capaz de hacer funcionar una turbina a velocidad variable supone muchas ventajas. Una de las razones por las que se puede querer hacer funcionar la turbina a velocidad variable es que el control del ángulo de paso (control del par torsor para evitar sobrecargas en la caja multiplicadora y en el generador electrico, variando el ángulo de paso de las palas) es un proceso mecánico. Lo cual significa que el tiempo de reacción del mecanismo de cambio del ángulo de paso viene a ser un factor crítico en el diseño de turbinas. Si se tiene un generador electrico de deslizamiento variable, se puede empezar a aumentar el deslizamiento una vez que esté cerca de la potencia nominal de la turbina.

La estrategia de control aplicada en un diseño ampliamente utilizado en turbinas danesas (de gran tamaño) es la de hacer funcionar el generador electrico a la mitad de su deslizamiento máximo cuando la turbina está funcionando cerca de su potencia nominal.

Cuando sopla una ráfaga de viento, las señales del mecanismo de control hacen que el deslizamiento aumente para permitir que el rotor gire un poco más rápidamente, hasta que el mecanismo de cambio del ángulo de paso puede hacer frente a la situación, girando las palas más hacia afuera del viento. Una vez que el mecanismo de cambio del paso ha hecho su trabajo, el deslizamiento disminuye de nuevo. En el caso de que la velocidad del viento caiga repentinamente, el mecanismo aplicado es el inverso.

Aunque parezca un mecanismo sencillo, poner en funcionamiento este sistema de control eficientemente resulta un reto técnico muy complejo.

Es cierto que operar el generador electrico gasolina con un mayor deslizamiento producirá mayores pérdidas calóricas, lo cual se traduce en una operación menos eficiente. Sin embargo, esto no constituye un problema en sí mismo, ya que el exceso de energía puede ser usado para orientar las palas del rotor fuera del viento, al cambiar el ángulo de paso.

Uno de los beneficios reales de utilizar esta estrategia de control es la obtención de una mejora en la calidad del suministro eléctrico, dado que las variaciones en la demanda de la carga eléctrica conectada, son absorbidas o compensadas variando el deslizamiento del generador electrico gasolina, y almacenando o liberando parte de la energía en forma de energía rotacional en el rotor de la turbina eólica. En turbinas de menor potencia estas estrategias de control no son usadas, generalmente usan el pliegue de su cola para evadir grandes ráfagas de viento, si esta estrategia no funciona el rotor se desacopla temporalmente de las hélices.

Generación de corriente alterna (AC) a frecuencia variable:

La mayoría de los generadores electricos funcionan a una velocidad casi constante con conexión directa a red. Sin embargo, con conexión indirecta a red, el generador de la turbina eólica funciona en su propia red de corriente alterna. Esta red está controlada electrónicamente (utilizando un inversor), por lo que puede variarse la frecuencia de la corriente alterna en el estator del generador electrico. De esta forma se puede hacer funcionar la turbina a una velocidad de giro variable. Así pues, la turbina generará corriente alterna con una frecuencia proporcional a la velocidad de giro del rotor.

Conversión a corriente continua (DC):

La corriente alterna de frecuencia variable no puede ser utilizada directamente en la red eléctrica pública, debe ser rectificada (a DC). La conversión de corriente alterna de frecuencia variable a corriente continua puede hacerse utilizando tiristores o grandes transistores de potencia.

Conversión a corriente alterna de frecuencia fija:

Posteriormente a la conversión a DC, se puede convertir la corriente continua a corriente alterna (utilizando un inversor) de exactamente la misma frecuencia que la de la red eléctrica a la que se desea conectar el equipo. Esta conversión de corriente alterna en el inversor también puede hacerse utilizando tiristores o transistores.

El producto de las imperfecciones de la conversión DC-AC se refleja en un incremento en la cantidad de armónicos en la nueva señal. Los armónicos son picos o ruidos a diferente frecuencia que la frecuencia fundamental. Un estudio de descomposición en series de Fourier puede ayudar a determinar la pureza de la onda.

Ventajas y desventajas de la conexión indirecta a la red:

La principal ventaja es que permite que el rotor gire más rápidamente durante ráfagas de viento, y almacenando así parte del exceso de energía en forma de energía rotacional hasta que la ráfaga haya terminado, al mismo tiempo que con la electrónica de potencia se puede controlar la potencia reactiva.

La desventaja limitante de la conexión indirecta a red es el costo debido a la necesidad de instalar un rectificador y un inversor.

Otras desventajas son la pérdida de energía en el proceso de conversión CA-CC-CA, y el hecho de que la electrónica de potencia puede introducir distorsión armónica de la corriente alterna en la red eléctrica y, por tanto, reducir la calidad de potencia.