Requerimientos del Tren de Potencia

La potencia máxima extraíble de un viento determinado depende del área barrida por las palas. Esto significa que dicha potencia es proporcional al cuadrado del radio de la pala que se utilice.

La siguiente figura muestra la relación de la potencia máxima extraíble para un determinado tipo de pala, en función de su radio. Las abscisas son valores de viento (m/s) y las ordenadas potencias (watios).

Fig.: Potencia máxima obtenible en función del Viento, para varios valores de radio de las Palas.

La línea horizontal sobre 2.000.000 watios indica el valor de la potencia que queremos obtener: este valor fija las características del generador eléctrico que debemos utilizar, y de todo su Electrónica de Potencia asociada. Corresponde por tanto a un límite superior que no debe ser superado, y se conoce como Potencia Nominal.

En la figura vemos que se llega a esta potencia nominal con diferentes valores de viento, en función el radio de la pala: el viento con el que llegamos a la potencia nominal se conoce como Viento Nominal.

Es decir, para determinar el radio de la pala partimos de la potencia nominal deseada, y del viento que disponemos en nuestro lugar de emplazamiento.

Otra conclusión de la figura anterior, muy importante, se refiere al control del Tren de Potencia. Se puede ver que cuando el viento supera el Viento Nominal, la potencia obtenible es mucho mayor que la nominal. Sin embargo, el generador eléctrico ha sido dimensionado para la potencia nominal. Esto significa que debemos tener un mecanismo que permita reducir la potencia que de facto se extrae del viento, de forma que no supere la potencia nominal. Este mecanismo es el control del angulo de las palas (pitch).

Además, el viento presenta otras características, además de la distribución 'estable' de Weibull, como son las ráfagas y turbulencias, que toman en cuenta la velocidad de cambio de la velocidad del viento. El mecanismo de control del pitch debe estar dimensionado para soportar las ráfagas de viento máximas esperables en la ubicación del aerogenerador,  sobre todo si tiene en cuenta que las palas son elementos bastante pesados, y que los cambios de pitch se producen mientras las palas giran, con lo que existen efectos giroscópicos que hay que vencer adicionalmente.