Control de la potencia recogida del viento
Existen varios métodos para controlar la potencia tomada del viento: un método consiste en controlar el angulo de las palas (Pitch), ya que variando éste se modifica el valor del coeficiente aerodinámico (Cp). Ver Coeficiente aerodinámico . Esta solución exige que el soporte de cada pala al Hub debe tener capacidad para girar cada una de ellas sobre su eje longitudinal. Esta técnica se conoce en la literatura especializada como "Active Pitch". En documentación anglosajona este método de control de Pitch se denomina "to the feathers", ya que para bajar el Cp se hace que la pala "se pliegue al viento" es decir, se hace que el angulo de la pala siga al viento, de forma que ofrezca la menor superficie frente a él.
Existe otra técnica que también utiliza el mecanismo de cambio de Pitch pero que en vez de basarse en "plegarse al viento" utiliza otro efecto (ver Entrada en pérdidas (Stalling) . En las gráficos 3D del Cp, esta zona corresponde a la "pared escondida" que se corresponde con valores de Pitch negativos.
Este método de control se denomina "Active Stall" y es el usado en el aerogenerador en el que se basa este Simulador.
Implicaciones para un aerogenerador con Generador de jaula de ardilla.
En el caso de una máquina de inducción de jaula de ardilla utilizada como Generador (caso de este Simulador), su velocidad de funcionamiento operativo está por encima, pero muy cerca, de su velocidad de sincronismo (ver Introducción a las máquinas de inducción ). Esta velocidad de sincronismo, en los aerogeneradores más instalados, está típicamente entre 1000 rpms y 3000 rpms, en función de la frecuencia de la Red y del número de polos del Generador.
En el caso particular del Generador eléctrico de este Simulador dispone de dos conexiones del bobinado del estator: uno que "crea" 3 pares de polos magnéticos en el entrehierro, y otro que crea 2 pares de polos. Las velocidades de sincronismo cuando se conecta a una Red de 50 Hz son, por tanto: 1000 rpms ( = 50 Hz * 60 / 3) en un caso y 1500 rpms ( = 50 Hz * 60 / 2) en otro.
El rango de velocidades a las que este tipo de Generador produce su máxima potencia está típicamente por debajo del 2% de la velocidad de sincronismo (ver Características del Generador emulado en este Simulador ), por lo que los aerogeneradores que utilizan este tipo de Generador son conocidos como de "velocidad fija". Tomando en cuenta la primera conclusión de la sección anterior , esto implica que este aerogenerador no presenta la mejor solución para aprovechar los vientos que son inferiores al Viento Nominal.
Para paliar esta inadecuación, los aerogeneradores de pala fija utilizan la idea de disponer de dos Generadores que pueden funcionar a dos velocidades diferentes, o uno solo pero que puede funcionar a dos velocidades. Con ello es posible utilizar uno de ellos para vientos cercanos o superiores al Viento Nominal y otro que hace que el TSR se alcance al optimo para un viento bastante inferior al Viento Nominal.
Texto disponible con la licencia. Available only with license
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En la siguiente figura se muestra la relación entre viento y Pitch en un aerogenerador que utiliza "Active Pitch" (curva verde). Se representa también la relación entre la potencia obtenida en función del viento (curva gris) como resultado de aplicar los valores correspondientes del Pitch para el mismo viento.
Fig 1.
Existe otro método de control basado en el diseño de las palas, que utiliza el concepto de "entrada en pérdidas" (stalling), que se describe en Entrada en pérdidas (Stalling) .
Un tercer método consiste en forzar la entrada en pérdidas también vairando el Pitch: esta técnica se conoce como "Active Stall" y también se describe en Entrada en pérdidas (Stalling) .