DISPOSITIVOS DE REGULACIÓN DE POTENCIA

Paso de pala fijo (regulación por entrada en pérdidas) 

El perfil aerodinámico de las mismas palas consigue que cuando la velocidad del viento supere la velocidad del viento nominal, a la cual extrae la potencia nominal, comience a entrar en pérdida de manera que límite la potencia a extraer. Este sistema obliga a utilizar aerofrenos para evitar posibles embalamientos. Los aerofrenos son dispositivos situados en la punta de la pala, accionados normalmente por un sistema hidráulico y se colocan a 90% de la cuerda de la pala cuando se abren, ofrecen la resistencia aerodinámica suficiente para reducir la velocidad de giro. Las ventajas de este tipo de regulación son la ausencia de potentes sistemas hidraulicos o eléctricos y grandes partes móviles, con el consiguiente aumento de fiabilidad y disminución de costes. Permite el diseño de bujes más sencillos, ya que la raíz de la pala se ancla fija al rotor. Como inconvenientes está la obtención de una curva de potencia menos regular para valores de viento superiores al nominal si comparamos con sistemas de regulación de paso variable.

Paso de pala variable:

 Los sistemas de regulación por cambio del ángulo de paso de la pala, también denominados de paso variable, tienen la posibilidad de girar las palas a lo largo de su eje longitudinal para controlar la potencia según las condiciones del viento, maximizando la eficiencia aerodinámica del rotor. Este sistema permite una extracción de potencia nominal para velocidades de viento superiores a la nominal, tiene un sistema de seguridad contra vientos con alta velocidad. Como inconvenientes requieren un diseño de buje mas complicado y la incorporación de actuadores mecánicos, hidráulicos o electrónicos con suficiente potencia para mover las palas. 

Control pasivo del paso de palas 

En los sistemas regulados centrífugamente los generadores se desconectan cuando aparecen velocidades altas de viento, consecuentemente el rotor deberá ser controlado para evitar su posible destrucción. Existen dos filosofías distintas al respecto: una se basa en la creencia de que es preferible mantener el rotor girando y aprovecharse de su robustez centrífuga reduciendo los posibles esfuerzos longitudinales de la pala y ayudar a evitar problemas en la torre. La otra se basa en parar el rotor asumiendo que los esfuerzos dinámicos debido al efecto del giro de las cargas inducidas serán mayores que las cargas debidas al viento.


Control activo del paso de palas 

Hay de varios tipos, todos ellos basados en la utilización de un sistema de control basado en ordenador o PLC. Los más utilizados son los hidráulicos y los eléctricos. Mediante el ordenador se puede determinar el estado de operación del aerogenerador, y las acciones a tomar a partir de ese momento. El sistema de control electrónico recibe mediante sensores que monitorizan las variables más importantes como son la velocidad del viento, las revoluciones por minuto del eje, las vibraciones, etc. A partir de estas entradas, el ángulo de paso de la pala óptimo se obtendrá mediante un algoritmo grabado en el sistema de control, a partir del cual se envía una orden a los actuadores. En los sistemas diseñados para conservar la velocidad específica, logran que el valor de la velocidad del rotor sea óptima para cada velocidad del viento. Son capaces de extraer siempre la máxima potencia, hecho importante sobretodo a velocidades de viento bajas. Pueden trabajar con rendimientos aerodinámicos mayores. – Regulación aumentando el ángulo de paso cuando también aumenta viento (regulación por pitch con ángulos positivos) aumentando el ángulo de paso cuando aumenta el viento, este sistema amortigua mejor las oscilaciones aerodinámicas y proporciona un par de arranque mayor que cuando el paso de palas es fijo. – Regulación del ángulo de paso, disminuyendo el paso cuando aumenta el viento para entrar en pérdidas (stall activo o entreda en pérdidas asistida, con ángulos negativos) tiene la ventaja de limitar la potencia a un valor determinado, independientemente de agentes externos como variaciones de la densidad del aire, polvo, insectos o hielo que puede modificar la rugosidad de la pala. Se limita la potencia utilizando ángulos paso de pala negativos. De esta forma, el sistema de control puede forzar a que las palas entren en pérdida. Los sistemas de pérdida aerodinámica activa frente a los sistemas de cambio de paso tradicionales presentan la ventaja de ser más sensibles.

Velocidad de giro variable 

Es necesario un equipo electrónico que convierta la frecuencia a la que trabaja el generador a la frecuencia de la red. Este sistema electrónico supone un coste adicional que ha de ser estudiado comparando el incremento de producción que puede generar. En vez de disponer de una variación continua de la velocidad, se tiene uno o dos generadores que pueden funcionar a dos velocidades distintas. Se evita tener un equipo electrónico para regular la velocidad. Podemos decir que la máquina de velocidad y paso variable produce más con vientos pequeños. A bajas velocidades el perfil puede funcionar con mejor rendimiento si se disminuye la velocidad.