Razones para el uso de Aerogeneradores de Velocidad Variable
En Relación entre los aerogeneradores y su lugar de emplazamiento se detallan algunas consideraciones que ayudan a comprender por qué se desarrollaron los aerogeneradores tipo DFIG. De hecho, existe un predecesor de esta tecnología, que se describe en el tutorial de nuestro "Simulador para Aerogenerador Controlado por Resistencia de Rotor", que también usa el concepto de aerogenerador de velocidad variable.
La principal razón para el desarrollo de aerogeneradores de velocidad variable proviene de la necesidad del máximo aprovechamiento de la potencia disponible en el viento en un rango amplio de valores de viento.
Existen otros logros que justifican el hecho de que los aerogeneradores tipo DFIG sean realmente los más usados actualmente en parques eólicos:
- La mejora, respecto de otros modelos, de la respuesta a fenómenos que causan alto estrés, tales como ráfagas de viento, diferencias de velocidades del viento a lo largo de la altura del aerogenerador (wind shear); la minimización de los esfuerzos en componentes clave en operación normal, como las palas, la torre o el tren de potencia.
- La capacidad de aceptar valores de consigna para la potencia activa y potencia reactiva, lo que contribuye a la controlabilidad de la Red eléctrica a la que están conectados.
- Poder hacer entradas (cutin) y salidas (cutout) de conexión a la Red muy suaves, lo que contribuye a aumentar la calidad del suministro eléctrico, minimizando el estrés en la Red y en los componentes mecánicos del aerogenerador.
Otras importantes mejoras que se han incorporado a los aerogeneradores DFIG están relacionadas con el comportamiento en relación con la Red eléctrica, especialmente la capacidad, similar a otras plantas de producción eléctrica (térmicas, de ciclo combinado, hidroeléctricas), de soportar fallos en la Red: Esto es conocido en el mercado como capacidad de "Voltage-Ride-Throguh". Ver Capacidades de tolerancia a fallos en la Red (Voltage-Fault-drive-through) .
En Relación de los aerogeneradores y su lugar de emplazamiento vimos que conviene dividir el rango posible de vientos en dos: por debajo y por encima del "Viento Nominal". Por debajo interesa que el Cp sea siempre el máximo, de forma que extraigamos la mayor potencia del viento existente. Por encima, sin embargo, el Cp debe ser ajustado de forma que la potencia extraída sea "solo" la que se puede enviar a la Red, es decir, la "Potencia Nominal".
Para conseguirlo han sido necesarias mejoras tanto en la fabricación de los componentes de los aerogeneradores como en la forma de usarlos, de forma que se comporten efectivamente de forma tan controlable como otras plantas de producción eléctrica.
Lo primero se ha conseguido:
Texto disponible con la licencia. Available only with license
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La controlabilidad como planta de producción se ha conseguido después de desarrollar equipos que permiten una conexión suave a la Red y una salida de conexión también suave, y la capacidad de sostener problemas habituales en la Red, tales como los resultados de cortocircuitos de corta duración. Otras características añadidas han sido fundamentales para la aceptación de los aerogeneradores como plantas de producción deseables: la capacidad de suministrar o consumir potencia reactiva, resultado de dotar estos equipos con Convertidores Electrónicos de Potencia capaces de funciones similares a otros utilizados para el control y la estabilidad de la Red (por ejemplo los STATCOMs.)