Por entrada en pérdidas (Stalling)
Existe un efecto conocido como "entrada en pérdidas" o
"stalling" que produce un descenso de la fuerza de sustentación
(lifting) que hace girar las palas (ver
¿Por qué giran las palas?
) Este efecto es el que se presenta cuando un avión aumenta el angulo de ataque al viento de sus alas,
por encima de un determinado valor, como se muestra en los gráfico siguiente.
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En este caso el angulo de las alas hace que exista una fuerza ascendente sobre las mismas. El vector en rojo indica la diferencia entre esta fuerte ascensional y el peso del avión.  Refrescar |
Cuando el angulo es demasiado grande, la fuerza ascencional es inferior al peso del avión, debido a la entrada en pérdidas del ala.  Refrescar |
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Cuando el angulo es pequeño no se rompe el flujo laminar alrededor del ala o de la pala. |
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Cuando el angulo supera un cierto valor, el flujo laminar desaparece de las zonas finales de la pala, y aparecen turbulencias, con lo que se reduce la superficie que contribuye a la sustentación, y por tanto la fuerza que "tira" hacia arriba de la pala (lifting), respecto del caso anterior. |
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Es posible también inducir la creación de turbulencias cambiando el sentido del angulo de ataque. Esta técnica se usa en la solución de control llamada "Active Stall". La ventaja aquí consiste en que es necesario un angulo mucho más pequeño que en el caso anterior para entrar en pérdidas. |
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En la siguiente figura se muestran las curvas correspondientes a la evolución de las fuerza de empuje vertical (lifting) y en el sentido del viento (dragging) en función del Pitch. Ver en ¿Por qué giran las palas? la relación de estas fuerzas con las que determinan las fuerzas de giro de las palas y de empuje sobre la Torre.
Se puede ver que al entrar en pérdidas cambia el comportamiento, de forma que un aumento de viento corresponde un decrecimiento de la fuerza de "lifting" y por tanto de la potencia que se obtiene del viento para hacer girar el Hub. También se puede apreciar en la curva roja que cuando se entra en pérdidas aumenta la fuerza que actúa sobre la Torre. Es decir, entrada en pérdidas implica cargas adicionales en la Torre.
Fig 2.
La siguiente figura muestra la curva de potencia obtenida del viento para aerogeneradores de pala fija, en la que se ve el efecto de la entrada en pérdidas sobre la potencia. En estos casos, la pala está diseñada de forma que el nivel del viento al que se produce la entrada en pérdidas es algo mayor que el Viento Nominal. Esta respuesta pasiva ayuda a la controlabilidad del aerogenerador: es decir, contribuye a que no se embale cuando aumenta mucho el viento.
Fig 3.
La siguiente figura muestra el resultado del uso de la entrada en pérdidas con la técnica de control "Active Stall", en la que se utiliza el Pitch para "forzar" la entrada en pérdidas con viento inferior al propio de la pala. En esta figura se pueden apreciar dos zonas:
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Fig 4.
Aplicando este control del pitch, la curva característica de Potencia vs Viento en un aerogenerador controlado por Active Stall se muestra en la siguiente figura.
Fig 5.
Como se puede comprobar comparando las figuras 3 y 5, la producción con vientos superiores al Viento Nominal mejora notablemente en para el caso de aerogeneradores con angulo de pitch variable y método "Active Stall".