El documento describe los principales componentes y funcionamiento de los generadores eólicos. Explica que la energía eólica proviene del movimiento del viento y que los generadores eólicos convierten la energía cinética del viento en energía eléctrica a través de una turbina conectada a un generador. También detalla los tres tipos principales de generadores eólicos y sus sistemas de control y frenado automatizados.

1. Generadores eólicos

2. ¿ Que es la energía eólica ?
 La energía eólica es la energía cuyo origen proviene del movimiento de masa de aire3 es
decir del viento.
 En la tierra el movimiento de las masas de aire se deben principalmente a la diferencia de
presiones existentes en distintos lugares de esta, moviéndose de alta a baja presión, este
tipo de viento se llama viento geoestrofico.
 Para la generación de energía eléctrica a partir de la energía del viento a nosotros nos
interesa mucho mas el origen de los vientos en zonas mas especificas del planeta, estos
vientos son los llamados vientos locales, entre estos están las brisas marinas que son
debida a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra , también están los llamados
vientos de montaña que se producen por el calentamiento de las montañas y esto afecta en
la densidad del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaña o baje por esta
dependiendo si es de noche o de día

3. ¿Cuál es su funcionamiento?
 Un generador es una máquina eléctrica rotativa que
transforma energía mecánica en energía eléctrica. Lo
consigue gracias a la interacción de los dos elementos
principales que lo componen: la parte móvil llamada rotor, y
la parte estática que se denomina estator.
 Cuando un generador eléctrico está en funcionamiento, una
de las dos partes genera un flujo magnético (actúa
como inductor) para que el otro lo transforme en
electricidad (actúa como inducido).
 Los generadores eléctricos se diferencian según el tipo de
corriente que producen. Así, nos encontramos con dos
grandes grupos de máquinas eléctricas rotativas: los
alternadores y las dinamos.
 Los alternadores generan electricidad en corriente alterna. El
elemento inductor es el rotor y el inducido el estator. Un
ejemplo son los generadores de las centrales eléctricas, las
cuales transforman la energía mecánica en eléctrica alterna.
 Las dinamos generan electricidad en corriente continua. El
elemento inductor es el estator y el inducido el rotor. Un
ejemplo lo encontraríamos en la luz que tiene una bicicleta,
la cual funciona a través del pedaleo.

4. Maquinas eléctricas rotativas:
generadores
 Llamamos máquinas eléctricas a los dispositivos capaces de transformar energía eléctrica en
cualquier otra forma de energía. Las máquinas eléctricas se pueden dividir en:
 Máquinas eléctricas rotativas, que están compuestas de partes giratorias, como las
dinamos, alternadores y motores.
 Máquinas eléctricas estáticas, que no disponen de partes móviles, como los
transformadores.
 Vamos a fijarnos en el grupo de las máquinas rotativas, que lo constituyen los motores y los
generadores. Las máquinas eléctricas rotativas son reversibles, yq que pueden trabajar de
dos maneras diferentes:
 Como motor eléctrico: Convierte la energía eléctrica en mecánica.
 Como generador eléctrico: Convierte la energía mecánica en eléctrica.

5. Todas las máquinas rotativas están formada por una parte fija llamada estator, tiene forma
cilíndrica, y otra móvil llamada rotor. El rotor se monta en un eje que descansa en dos
rodamientos o cojinetes. El espacio de aire que separa el estator del rotor, necesario para que
pueda girar la máquina se denomina entrehierro.
Normalmente tanto en el estator como en el rotor existen devanados hechos con conductores
de cobre por los que circulan corrientes suministradas o cedidas a un circuito exterior que
constituye el sistema eléctrico. Uno de los devanados crea un flujo en el entrehierro y se
denomina inductor. El otro devanado recibe el flujo del primero y se denomina inducido. De
igual manera, se podría situar el inductor en el estátor y el inducido en el rotor o viceversa.

6. Caja de cambio
 La función de la caja de cambios es adecuar la velocidad de giro del eje
principal a la que necesita el generador. Por ejemplo en una turbina de 1 MW
que tenga un rotor de 52 metros de diámetro girará aproximadamente a 20
revoluciones por minuto (rpm) mientras que el generador lo hará a 1500 rpm.
La relación de la caja de cambios será de 1500/20= 75.

8. Generadores
 Actualmente hay tres tipos de turbinas, que varían únicamente en el
comportamiento que tiene el generador cuando el molino se encuentra en
condiciones por encima de las nominales para evitar sobrecargas. Casi todas
las turbinas utilizan uno de los 3 sistemas mencionados a continuación:
 Generador de inducción de jaula de ardilla
 Generador de inducción bifásico
 Generador síncrono

9.  Un generador asíncrono como por ejemplo el de jaula de ardilla es el que se empezó a
utilizar en las primeras turbinas eólicas. Debido a la gran diferencia de giro entre el eje del
molino y el generador se necesita una caja de cambios. El devanado del estator se
encuentra conectado a la red. Se llaman turbinas de viento de velocidad constante,
aunque el generador de inducción de jaula de ardilla permita pequeñas variaciones en la
velocidad del rotor (aproximadamente el 1 %) también llamado deslizamiento. Un
generador de jaula de ardilla consume la potencia reactiva de la red. Esto no es algo
deseable, sobre todo en una red débil. Por esta razón, se acoplan condensadores al
generador.
 Los otros dos sistemas de generación permiten un factor de multiplicidad de 2 entre la
velocidad mínima y máxima del rotor. Al existir estas variaciones en los niveles de
velocidad de giro, existe un desacoplamiento entre la frecuencia de red y la frecuencia del
rotor. Para igualar ambas frecuencias se necesita electrónica de potencia.
 En los generadores de inducción doble-alimentados se utiliza un primer concepto de
velocidad variable. A través de la electrónica de potencia, se inyecta una corriente en el
devanado del rotor del generador. El devanado del estator del generador está conectado
directamente a la red. La frecuencia de la corriente inyectada en el devanado del rotor es
variable, por ello quedan desacopladas la frecuencia eléctricas y mecánicas. Al hacerse
esto, se permite el funcionamiento con velocidades variables. Una caja de cambio adapta
las diferentes velocidades del rotor y el generador.

10.  Los generadores sincrónicos usan un segundo concepto de velocidad variable.
Estas turbinas no tienen un caja de cambio. El generador y la red quedan
totalmente desacopladas mediante electrónica de potencia. En esta
configuración, también se puede operar con velocidades variables. Algunos
fabricantes usan generadores especiales que operan con bajas revoluciones.
Los generadores con bajas velocidades de giro se reconocen fácilmente por
sus diámetros relativamente grandes, colocados cerca del rotor de la turbina.

11. Sistema de apagado
Las turbinas eólicas están equipadas con sistemas de seguridad muy avanzados.
El sistema de frenado de discos permite, en situaciones de emergencia o de
mantenimiento, parar el molino.

12. Sistema de control
 Una vez puesto en marcha un molino eólico, queda totalmente automatizado con
sistemas de control formado por ordenadores. Estos manejan la información que
suministran la veleta y el anemómetro colocados encima de la góndola para orientar el
molino y las palas de forma que la generación se optimice lo máximo posible. Toda la
información sobre el estado de la turbina se puede enviar de forma remota a un
servidor central.