Sistemas Conectados a la Red

Elementos: Estas instalaciones eólicas (de potencia hasta 100 KVA) constan fundamentalmente de uno o varios aerogeneradores que producen la energía y un inversor que realiza la inyección de esa energía en la red eléctrica. En este tipo de sistemas, la energía generada se vierte directamente en la red de distribución mediante un inversor de corriente específico. La energía captada no se almacena en acumuladores para aprovecharla en periodos de bajo o nulo viento.

Características

• No pueden contar con ningún mecanismo de acumulación de energía, por lo tanto, no se pierde la energía generada cuando los acumuladores están llenos, resultando más sencillo el mantenimiento de la instalación y más bajos los costes de conservación.
• El usuario no percibe ningún cambio en el servicio eléctrico, manteniendo la misma seguridad de suministro y la energía generada se vierte en su totalidad a la red de distribución.

Componentes

• Generadores eléctricos: los aerogeneradores deberán satisfacer ciertas especificaciones: curva de potencia, ruido acústico, calidad de energía y cargas mecánicas.
• Inversores: Estos inversores deberán asegurar el seguimiento de los valores de tensión y frecuencia de la red de distribución, a la que están conectados, así como impedir el funcionamiento en modo isla en caso que se descargue la línea para realizar labores de mantenimiento, ya que el restablecimiento de la red eléctrica principal causaría grandes daños al aerogenerador.
• Cableado: Los conductores serán de cobre y tendrán la sección adecuada para evitar caídas de tensión y calentamiento. Los conductores estarán dimensionados para una intensidad superior al 125% de la máxima del generador. Los conductores de la parte de continua deberán tener la sección suficiente para que la caída de tensión sea inferior al 1,5% y los de alterna inferior al 2%.

Sistemas Aislados

Estas instalaciones están básicamente indicadas para zonas con difícil acceso a la red eléctrica. Pueden distinguirse 3 tipos de instalaciones:

• Directamente conectados a carga: es el sistema más simple en el cual el generador eólico se conecta directamente a la carga que habitualmente es un motor de CC. Estos sistemas son bastante fiables, pero resulta difícil mantener la eficiencia a lo largo del día. Se utilizan principalmente para bombeo de agua.
• Con regulador y batería: En esta configuración se conecta el aerogenerador a una batería a través de un regulador para que esta no se sobrecargue. En este caso, las baterías alimentan a cargas de CC.
• Con regulador, batería e inversor: este tipo de sistema se utiliza cuando se necesita energía en forma de CA para el funcionamiento de los receptores. En este caso, la energía generada para el sistema eléctrico puede ser transformada íntegramente en CA, o pueden alimentarse simultáneamente cargas de CA y CC.

Componentes

• Baterías: Un acumulador es un dispositivo electroquímico capaz de transformar energía química en energía eléctrica. Se usan cuando decae el viento y no producimos bastante.
  • Características:
    • Capacidad de descarga en Ah: es la cantidad de electricidad que puede obtenerse durante una descarga completa de la batería plenamente cargada.
    • Profundidad de descarga: es el % de la capacidad total de la batería que es utilizada durante un ciclo de carga/descarga.

  Clasificación:

  • Baterías de carga superficial (entre 10-15% de descarga media, máximo un 40-50%).
  • Baterías de carga completa (entre 20-25% de descarga media, máximo de 80%). Para aplicaciones eólicas se emplean baterías de descarga profunda.

  Vida útil: se expresa en ciclos, que se define como el número de veces que se produce una carga/descarga.

• Regulador: estos dispositivos eléctricos se encargan de evitar la descarga de las baterías sobre el generador. Por otra parte, el sistema de regulación evita que la batería se sobrecargue o se descargue más de la cuenta. Por último, y más importante, permiten el paso de CC hacia la batería.
  Tipos:
  • De una etapa: involucra una sola etapa de control (la carga o la descarga) por lo que se necesitan 2 reguladores. El diseño es más simple.
  • Dos etapas: controlan la carga y la descarga simultáneamente. Son más complejos que los anteriores y son habituales en las instalaciones eólicas.
• Inversores: son dispositivos que transforman CC en CA, basan su funcionamiento en el uso de semiconductores que actúan como interruptores electrónicos (trabajan en conmutación).
  Tipos:
  • Instalaciones conectadas: los inversores de este tipo de instalación utilizan una fuente exterior para realizar la conmutación.
  • Instalaciones aisladas: Los inversores de este tipo de instalaciones tienen una conmutación forzada.