Treball de Recerca Aerogeneradors

  • Published on
    15-Feb-2017

  • View
    155

  • Download
    9

Transcript

ENERGIA ELICA I CONSTRUCCI DUN AEROGENERADOR.ndex 1-ANTECEDENTS52-AVANTATGES I INCONVENIENTS DE LENERGIA ELICA.62.1AVANTATGES62.2- INCONVENIENTS83-HISTRIA DE LENERGIA ELICA.94-INTRODUCCI DELS AEROGENERADORS104.1AEROGENERADOR114.1.1EL SEU FUNCIONAMENT114.2EXPLICACI DETALLADA124.3- EVOLUCI DELS AEROGENERADORS134.4PARTS DUN AEROGENERADOR144.5CARACTERSTIQUES214.6TSR: RELACI VELOCITAT PERIFRICA214.7- TIPUS DAEROGENERADORS224.7.1TIPUS DE TURBINES DEIX HORITZONTAL234.7.2EIX VERTICAL265-POTNCIA DUNA TURBINA315.1POTNCIA ELICA.315.2LLEI DE BETZ.335.3LLEI EXPONENCIAL DE HELLMANN366-PART PRCTICA376.1OBJECTIUS376.2MOTIVACIONS:376.3METODOLOGIA387-FASE DE DISSENY397.1INTRODUCCI397.2PER QU DISSENYAR DOS AEROGENERADORS TANT DIFERENTS?397.3CLCUL DE POTNCIA DE LES TURBINES407.4OBTENCI DE DADES407.3.1TURBINA SAVONIUS427.3.2TURBINA TRIPALA447.3.3DETERMINACI DEL RENDIMENT DEL GENERADOR ELCTRIC467.5CONDICIONS INTERNES477.6DISSENY DEL ROTOR DE LAEROGENERADOR487.6.1SAVONIUS487.6.2HAWT TRIPALA517.7DISSENY DEL BOIX I ROTOR DE LA PALA547.8DISSENY DE LEIX567.9DISSENY DE LESTRUCTURA DE SUBJECCI.58SAVONIUS588-GENERADOR ALTERNADOR DIMANTS PERMANENTS.608.1ROTOR I ESTATOR608.2CONFIGURACI618.3CONSTRUCC DE LES BOBINES628.4GENERACI DE TENSI ALTERNA.658.5DISSENY DEL SISTEMA DE TRANSMISSI679-ELECTRNICA. DISSENY DEL CIRCUIT.699.1MATERIALS I COMPONENTS.699.2ESQUEMA I FUNCIONAMENT DEL CIRCUIT.7310-PLNOLS7711PRESSUPOST8612.CONCLUSIONS8713BIBLIOGRAFIA89 t vaig sentir molta emoci quan les turbines van girar per primer cop.. Elies CiutatAGRAMENTSEn primer lloc, vull agrair al meu tutor del Treball de Recerca, lex Abad, per la seva orientaci constant i l'ajuda tcnica, que han estat essencials.Tamb agraeixo la collaboraci oferta pel meu pare, que ha seguit el meu treball molt de prop i m'haaconsellat. Per ltim, vull agrairlajuda de Jos Manuel Pardos, un professor de tecnologia jubilat que mha ajudat en la construcci de la maqueta i mha ensenyat a utilitzar mquines noves per a mi, ja que disposa dun taller propi. La formaci rebuda per ell m'ha anat mostrant el cam fins a aquesta part del coneixement.1- ANTECEDENTSEl vent s una de les fonts d'energia ms antigues i conegudes. Els convertidors d'energia elica eren coneguts a Prsia i a la Xina, i durant moltssims anys els vaixells de vela van constituir una important utilitzaci de la energia elica. Al segle passat, els convertidors d'energia elica s'utilitzaven especialment per accionar molins, per moldre gra i per bombejar aigua.Durant moltes dcades s'han utilitzat rotors molt petits per tal de subministrar energia elctrica i calefacci a granges i cases situades en llocs apartats, per proveir energia a estacions meteorolgiques i de retransmissi, igualment per bombament d'aigua i ventilaci en estanys de piscicultura, etc.Les possibilitats d'utilitzaci van en augment, tant a causa de la tecnologia i dels materials millorats com a causa dels forts augments en els preus de l'energia primria.L'aprofitament de l'energia elica constitueix una font d'energia summament atractiva i avantatjosa, no solament per a les empreses de serveis pblics, sin tamb per a l'economia d'un pas en general.2- AVANTATGES I INCONVENIENTS DE LENERGIA ELICA.2.1 AVANTATGES1- s energia renovable: hi haur vent fins que el sol sextingeixi o latmosfera desaparegui.2- s energia neta, sense emissi de gasos defecte hivernacle.Cada kWh d'electricitat generada per energia elica en lloc de carb, evita:0,60 Kg. De CO2, dixid de carboni1,33 gr. de SO2, dixid de sofre1,67 gr. de NOx, (xids de nitrogen)L'electricitat produda per un aerogenerador evita que es cremin diriament milers de litres de petroli i milers de quilograms de lignit negre a les centrals trmiques. Aquest mateix generador produeix idntica quantitat d'energia que lobtinguda per cremar diriament 1.000 kg. de petroli. En no cremar aquests Kg de carb, s'evita l'emissi de 4.109 Kg. de CO2 i saconsegueix un efecte similar al produt per 200 arbres. S'impedeix l'emissi de 66 Kg de dixid de sofre (SO2) i de 10 Kg. d'xid de nitrogen (NOx) , principals causants de la pluja cida.3- Limpacte ambiental de les installacions eliques s molt petit:3.1- El soroll s petit: pot mantenir-se una conversa sense esfor a la base dun aerogenerador. El soroll s major quan el vent s fort.3.2- Els parcs elics solament ocupen un 2% de la Terra.3.3- La mort daus s menor que la produda per les lnies de corrent, cases o autombils, ja que els nous dissenys tubulars de les torres en minimitzen el problema. Limpacte en la fauna s positiu si es t en comte la reducci de les emissions.4- Proporciona diversificaci rural i ocupaci local, s fcil dintegrar en xarxes de potncia elctrica ja existents.5- El disseny dels aerogeneradors s flexible i amb aplicacions diverses.6- El cost de producci ha baixat ms dun 80% en dues dcades.La Indstria energtica amb major ritme de creixement en lltima dcada.2.2 - INCONVENIENTSA pesar dels avantatges assenyalats anteriorment, lenergia elica est entrant en una fase de forta polmica per part dels mitjans ecologistes que sostenen diferents raons:1- Els llocs ms apropiats per a la seva installaci solen coincidir amb les rutes de les aus migratries o zones on les aus aprofiten vents de vessant, que fa que entrin en conflicte els aerogeneradors amb les aus. Afortunadament , els nivells de mortalitat sn molt baixos en comparaci a altres causes , com per exemple els atropellaments. Malgrat tot, experts independents asseguren que la mortalitat s alta.2- Quan sinstallen en zones elevades o muntanyoses, s necessari construir camins i realitzar tasques que destrueixen la vegetaci natural i posteriorment soriginen problemes derosi.3- Es necessita el recolzament de centrals mogudes per altres tipus denergia per estabilitzar la seva producci.4- Produeixen lanomenat efecte discoteca: Aquest efecte apareix quan el sol est per darrere dels aerogeneradors i les ombres de les aspes es projecten amb regularitat sobre els jardins i les finestres parpellejant. Aix, unit al soroll, pot portar les persones fins a un nivell alt destrs, amb efectes de consideraci per a la salut.3- HISTRIA DE LENERGIA ELICA. La humanitat fa servir per primera vegada l'energia del vent a Egipte , al voltant de l'any 3000 A.c. per propulsar vaixells de vela. Es diu que Hammurabi feia servir molins de vent per a la irrigaci en l'any 2000 A.c. , amb els primers molins coneguts com Seistan, del segle VII. L'any 1400, el papa Celest III reclama la propietat del vent: elsmolins poden usar-se pagant una quota. Al 1854 Halladay introdueix un mol de vent lleuger, barat, que sestableixcom un dels smbols de les granges americanes. Al 1888 Brush construeix la primera turbina elica per ageneraci delectricitat, millorada en els anys segents per Poul La Cour. El primer mol de vent de grans dimensions per generaci delectricitat, la turbina Smith-Putnam va ser construda a Vermont al 1945. L'any 2005 hi ha generadors que produeixen ms de 5 MW i grans parcs (o "granges ") eliques installades al mar ("offshore").4- INTRODUCCI DELS AEROGENERADORSLenergia elica s lenergia obtinguda pel vent. s un dels recursos energtics ms antics explotats per lsser hum i avui dia s lenergia ms eficient dins lmbit de les energies renovables. Actualment lenergia elica sutilitza per generar energia elctrica, per temps enrere sutilitzava en la navegaci, per moldre grans i per treure laigua dels pous. El principal mtode per obtenir aquesta energia s mitjanant els aerogeneradors o molins de vent que transformen amb els seus leps lenergia cintica del vent en mecnica.El terme elic prov del llat aeolicus, relatiu a ol, du dels vents en la mitologia grega. Figura 4.14.1 AEROGENERADORUn aerogenerador s una mquina que permet transformar l'energia del vent en energia elctrica.El resultat de ms d'un millenni de desenvolupament de molins de vent i l'enginyeria moderna han fet que els aerogeneradors d'avui es fabriquin en una mplia gamma de tipus d'eix vertical i horitzontal. Els ms petits s'utilitzen per a aplicacions com ara la crrega de bateria de potncia auxiliar per a embarcacions o caravanes o senyals d'advertncia de trnsit de potncia. Els parcs elics s'estan convertint en una font cada vegada ms important de les energies renovables i sn utilitzats per molts pasos com a part d'una estratgia per reduir-ne la dependncia de combustibles fssils .4.1.1 EL SEU FUNCIONAMENTLenergia elica dels aerogeneradors, que de fet s lenergia cintica de laire en moviment, s captada per una hlix que seguidament es mou i transforma lenergia cintica inicial en energia rotacional. Aquesta ltima energia s transmesa per un eix, el qual sanomena principal, fins a un mecanisme, que rep el nom de multiplicador. Aquest est format per un conjunt dengranatges que sencarreguen dajustar les revolucions de leix principal fins arribar a la velocitat de gir adequada per tal que el generador elctric transformi aquesta energia rotacional en elctrica. Aquest generador proxueix electricitat alterna.Figura 4.1.14.2 EXPLICACI DETALLADAs imprescindible que un aerogenerador estigui situat en una zona on bufi molt el vent. El fet s que el doble de vent proporciona una energia vuit vegades major.Per exemple, un parc elic a la costa genera el doble denergia que un de terra endins.Independentment del lloc, a major altura de torre, major s la producci.Quan la velocitat del vent arriba als 15m/s, travessa el rotor de laerogenerador de 1000KW i passen 43 Tones daire cada segon. Aix, enormes quantitats denergia cintica sn convertides en electricitat.Les tres pales unides al boix formen un rotor, unit a leix principal. La cabina que hi ha sobre la torre sanomena gndola, que pot ser moguda grcies a un sistema dorientaci amb motors elctrics. Una multiplicadora connecta leix del rotor amb el generador. Un anemmetre i un penell llegeixen la velocitat i la direcci del vent i les dades son contnuament analitzades per un ordinador que controla totes les funcions de la turbina.Quan la velocitat del vent arriba als 4 m/s, lordinador activa el motor dorientaci que gira la gndola i mant el rotor orientat al vent. El vent s pressionat contra la pala i el perfil aerodinmic crea una alta pressi en un costat de la pala i una baixa pressi en el costat oposat. Lenergia del vent s aix transferida a les pales del rotor i comena a girar. El rotor est connectat a la multiplicadora. La velocitat de gir s augmentada a la multiplicadora i transferida al generador. Quan el generador arriba a una velocitat en qu pot produir electricitat, es connecta a la xarxa. Les pales giraran a una velocitat de rotaci constant. La turbina es construeix per subministrar la mxima producci delectricitat a una velocitat de 15 m/s. Quan el vent en sobrepassi la velocitat, part del vent ha de ser dissipat per evitar un excs de crrega en la turbina. Durant vents de tempesta de 25m/s o ms, lordinador activa el sistema hidrulic que gira el fre aerodinmic de la pala i posteriorment activa el fre de disc i el rotor satura. Quan el vent disminueix lordinador torna a posar la turbina en funcionament i la producci delectricitat continua.4.3 - EVOLUCI DELS AEROGENERADORSEl dimetre del rotor s el de lrea circular per on passen les pales quan laerogenerador est en funcionament.Figura 4.3.1Relaci entre la potncia nominal i el dimetre del rotor dun aerogenerador.Figura 4.3.24.4 PARTS DUN AEROGENERADOREls components principals d'una HAWT tpica es representen en els punts segents:1- Pales: les pales sn un dels elements ms importants de laerogenerador, ja que transformen la velocitat del vent que incideix en el moviment de rotaci per poder generar l'energia elctrica.Els materials de les pales amb perfils aerodinmics sn de fibra de vidre i resina de polister, que tenen bones propietats mecniques com resistncia a la fatiga, poca dilataci del material i facilitat constructiva. La configuraci de tres pales ve donada per l'augment d'aprofitament del recurs elic,ja que d'una configuraci d'una sola pala a dues s'incrementa en un 10% i de dues a tres, un 4%, mentre que amb quatre pales l'increment s inferior a l1% i l'estabilitat estructural que s'aconsegueix amb les tres pales tamb s menor.Figura 4.4.12- Boix: el boix s l'element que uneix les pales amb l'eix. En sistemes de dues pales el boix pot ser basculant i permet que hi hagi un moviment lliure entre el pla perpendicular i el de les pales inferior a 10 per aprofitar la fora del vent, per normalment el boix s rgid i la uni de les pales amb l'eix es fa de manera rgida, com per exemple, amb unions cargolades.Figura 4.4.23- Eix: l'eix de baixes revolucions s el que est connectat al boix i transmet la velocitat de gir de les pales a la caixa multiplicadoraFigura 4.4.34- Caixa multiplicadora: la caixa multiplicadora s l'encarregada d'augmentar la velocitat de gir de l'eix i d'aquesta manera ajustar el rgim de gir i la freqncia del generador elctric, grcies a un sistema d'engranatges que poden ser rectes o helicodals. La relaci de transmissi s el factor que relaciona la velocitat de gir entre l'eix connectat al boix i l'eix de sortida de la caixa multiplicadora. La transmissi d'engranatges es pot fer mitjanant diverses etapes de transmissi per aconseguir la velocitat desitjada.5- Eix d'alta velocitat: s l'encarregat de connectar la caixa multiplicadora amb el generador elctric.Figura 4.4.46- Generador elctric: el generador elctric transforma l'energia mecnica del rotor en energia elctrica per consum. Est format per imants acoblats al rotor que provoquen un camp magntic constat giratori i aquest passa per les bobines , tot provocant-hi un flux magntic variable i d'aquesta manera un voltatge degut a la variaci en el temps. Els factors que determinen la generaci d'electricitat sn el nombre de pols del generador i la velocitat de rotaci. Normalment s'utilitzen generadors trifsics i dintre d'aquests nhi ha de dos tipus utilitzats en les turbines eliques:a) Sncron: un generador elctric sncron o alternador s aquell que gira a freqncia constant i normalment est connectat a un convertidor de freqncia per aconseguir que la velocitat de gir pugui ser variable com la velocitat del vent.b) Asncron: els generadors asncrons sn els ms utilitzats, ja que poden girar a velocitats diferents i presenten ms facilitat constructiva.Figura 4.4.6.1 Figura 4.4.6.27- Controlador electrnic: el controlador electrnic d'un aerogenerador de gran potncia s l'encarregat de monitoritzar les dades de la turbina. Els aerogeneradors moderns poden supervisar ms de 100 parmetres, els ms importants dels quals sn la velocitat , la direcci del vent per orientar les pales i el rotor, que aprofita la mxima potncia elica, controla la velocitat de gir dels eixos i del generador elctric, supervisa el correcte funcionament de la turbina i envia dades estadstiques del funcionament o generaci elctrica.Figura 4.4.78- Sistema de Refrigeraci: per poder garantir el correcte funcionament de l'aerogenerador s'empra un sistema de refrigeraci que regula la temperatura del generador elctric grcies a ventiladors d'aire o, en els ms avanats, refrigeraci per aigua, que augmenten el rendiment, per sn ms complexos de construir. Tamb s'utilitzen sistemes de refrigeraci en altres parts del sistema, com a la caixa multiplicadora, on es refreda l'oli dels engranatges per tal que es treballi en el punt ptim de temperatura i no es malmeti el sistema de transmissi.9- Adquisici de dades: el sistema d'adquisici de dades d'una turbina elica est format per un anemmetre i un penell que envien les dades de velocitat i direcci del vent al controlador electrnic. L'anemmetre envia les dades de velocitat del vent i d'aquesta manera es pot configurar la posici de les pales per obtenir l'angle ptim d'atac al vent o poder parar la rotaci en casos de vent extrem mentre que les dades del penell s'empren per regular l'orientaci de l'aerogenerador i encarar correctament el rotor amb la direcci del vent.10- Gndola: s la part superior d'un aerogenerador i l'habitatge on es troben els sistemes mecnics i elctrics de l'aerogenerador.La gndola es connecta a la torre de sustentaci mitjanant un sistema de transmissi i corones dentades per poder orientar-la segons la direcci del vent.Figura 4.4.811- Torre: la torre s la part de l'aerogenerador encarregada de la sustentaci de la gndola i el rotor. Com ms alta sigui la torre ms energia s'obt per la variaci de la velocitat del vent amb l'altura, per ms dificultat constructiva hi ha. Els tipus de torre que s'empren en aerogeneradors sn: a) Torre d'acer tubular: s el tipus de torre ms utilitzada en la construcci d'aerogeneradors de gran potncia, a causa del comportament mecnic i l'altura que es pot assolir amb aquest mtode. Les torres estan constitudes per la uni de diversos trams de secci troncocnica amb un dimetre major a la base per augmentar la resistncia estructural i disminuir el cost de material. Figura 4.4.9.1b) Torre amb estructura de gelosia: sn torres formades per unions soldades de perfils d'acer constructiu formant una estructura que t la mateixa rigidesa estructural que els perfils tubulars d'acer i de menor cost econmic en emprar menys material per a la seva construcci, per d'un impacte visual pitjor per a l'entorn. Figura 4.4.9.2c) Torres de formig: les torres estan fabricades amb formig armat pretensat i poden ser una alternativa a les d'acer tubular, a causa del cost econmic quan es necessita una torre de rigidesa elevada.d) Torres d'acer tubular amb tirants: la majoria d'aerogeneradors de baixa potncia com els domstics utilitzen aquest tipus de sustentaci que es caracteritza per una torre amb un perfil d'acer normalment tubular i l'ajuda de tirants d'acer per sostenir-la, la qual cosa representa una soluci molt econmica.Figura 4.4.9.34.5 CARACTERSTIQUESEl que caracteritza el funcionament dun aerogenerador s la seva corba i el seu coeficient de potncia. la corba de potncia indica el rang de velocitats de vent en qu pot operar laerogenerador i la potncia que pot proporcionar en cada cas. Aquesta corba mostra el valor mnim de velocitat de vent necessari per a que un aerogenerador determinat comenci a funcionar (va), normalment comprs entre els 5 i 7 m/s. A partir daquest valor, i a mesura que augmenta la velocitat del vent, augmenta la potncia proporcionada per laerogenerador, fins arribar a un punt on laerogenerador proporciona un valor de potncia mxim (pmx a vpmx). per a velocitats de vent superiors a vpmx (25-28 m/s), laerogenerador ha de frenar per raons de seguretat.4.6 TSR: RELACI VELOCITAT PERIFRICALes aeroturbines lentes tenen un TSR petit i un gran nombre de pales; les seves aplicacions van destinades generalment al bombament d'aigua.Les aero-turbines rpides tenen un TSR alt i el nombre de pales tendeix a ser menor. Solen ser tripales TSR=4 i en alguns casos bipales TSR = 8, i fins i tot se nhan dissenyat i construt amb una sola pala.4.7 - TIPUS DAEROGENERADORSHi ha dos tipus daerogeneradors, els deix vertical i els deix horitzontal.Eix horitzontal:Les aero-turbines d'eix horitzontal se solen classificar segons la seva velocitat de gir o segons el nombre de pales que porta el rotor i es classifiquen en rpides i lentes; les primeres tenen un nombre de pales no superior a 4 i les segones en poden tenir fins a 24.L'hlix pot presentar dos tipus de posicions enfront del vent, com sn:a) Barlovento upwind, en qu el vent ve de front cap a les pales, tenint el sistema d'orientaci darrereb) Sotavento downwind, en la qual el vent incideix sobre les pales de manera que aquest passa primer pel mecanisme d'orientaci i desprs actua sobre l'hlix.Figura 4.74.7.1 TIPUS DE TURBINES DEIX HORITZONTALTRIPALAs el ms emprat en l'actualitat, consta de 3 pales collocades formant 120 entre si. Tots els rotors amb tres o ms pales tenen la propietat favorable del moment dinrcia constant del rotor. Els rotors amb menys pales no la tenen. Una turbina elica amb rotor de tres pales no t cap moment d'inrcia quan gira, per tant, no indueix crrega a l'estructura de la turbina, un avantatge considerable perqu no necessita components addicionals costosos. La velocitat punta de la pala amb 70 m/s s relativament baixa, la qual cosa s un avantatge important sobre el soroll.Els avantatges i els inconvenients sn els segents:Avantatges.Un gir ms suau i uniforme a causa de les propietats del seu moment d'inrcia, de manera que es minimitza la inducci d'esforos sobre l'estructura.Gira a menor velocitat que els rotors monopala i bipala, disminuint els esforos de la fora centrfuga, el nivell de vibracions i la producci de soroll.Desavantatges.s ms costs que el bipala i monopala.Figura 4.4.7.1BIPALADiferent del rotor tripala, una turbina bipala t per als moviments de la gndola (quan gira), una inrcia en contra respecte de l'eix longitudinal de la torre. Aix causa crregues addicionals que noms poden ser redudes per un balanceig del centre. Aquesta uni a la meitat del Cardan (element mecnic que permet la transmissi de rotaci entre dos arbres) s perpendicular a l'eix del rotor i l'eix longitudinal de les dues pales del rotor.Desavantatges;El balanceig del centre s costsFigura 4.4.7.2MONOPALATenint noms una pala, aquests aerogeneradors precisen un contraps en l'altre extrem per equilibrar-se. La velocitat de gir s molt elevada. El seu gran inconvenient s que introdueixen en l'eix uns esforos molt variables, cosa que escura la vida de la installaci.Pel seu disseny pendular, aquesta turbina compensa, acumula i restitueix les variacions provocades per les rfegues de vent, per disposar de tres sistemes mecnics passius (rotor oscillant, tren de potncia pendular i gndola autotimonant) que atenuen aix els mxims de potncia i canvis de direcci amb lleugeres crregues estructurals.Figura 4.4.7.34.7.2 EIX VERTICALEn el cas d'aerogeneradors d'eix vertical, el generador se situa a la base de la torre, per tant, el manteniment es fa ms senzill i les pales estan acoblades al llarg de la torre i perpendiculars al sl.Avantatges: sn autoorientables i aprofiten el vent sigui quina en sigui la direcci.Desavantatges: Tanmateix, aquests tipus d'aerogeneradors requereixen estar motoritzats, ja que els perfils i la simetria de les seves pales no permeten lautoarrencada.Alguns exemples:AEROGENERADOR SAVONIUSAnomenat aix a causa del seu creador, l'enginyer finlands Savonius ( inicis del segle XX). Els generadors del tipus Savonius sn normalment de baixa potncia. Encara que tenen un baix rendiment a causa de la seva simplicitat, sn molt utilitzats per subministrar energia a aparells molt allats i de poc consum. La seva construcci s molt simple: consta de dos semicilindres collocats en forma de S. El seu funcionament tamb s simple, ja que la part cncava recull la fora del vent, mentre que l'altre semicilindre dna la cara convexa que t menys resistncia al vent i d'aquesta forma el vent fa girar el rotor i aquest, el generador, que normalment es troba a la part inferior.Els avantatges i els inconvenients sn els segents:Avantatges:De fcil disseny i construcci.En ser deix vertical, no requereix un sistema dorientaci al vent. Per tant, accepta millor els vents turbulents que no pas els deix horitzontalFrenen automticament en arribar a certa velocitat lmit ( no requereix sistema de frens)No requereix gaire manteniment.Inconvenients:Depenen del recurs elic.El Savonius t una baixa eficincia en laprofitament del recurs elic, amb coeficients de potncia propers al 15-20%.Figures 4.7.2.1AEROGENERADOR KLIUX ZEBRA Dissenyat per aprofitar lenergia del vent en entorns urbans. Primer aerogenerador deix vertical amb rotor model Savonius fabricat en poliuret expandit, subministrat per Bayer Material Science. Dissenyat i fabricat a Espanya.AVANTATGES DEL PRODUCTE No necessita gestor d'arrencada. Manteniment mnim. Absncia de soroll. S'integra perfectament en entorns urbans i allats. Respectus amb la fauna, sense risc per a les aus.APLICACIONS: Residncies particulars, turisme rural, installacions esportives, agricultura iramaderia, muntanya, collegis, parcs municipals, polgons industrials i carreteres. Perfecte suport publicitari ,gran visibilitat i notorietat.Figura 4.4.7.2DARRIEUSEls aerogeneradors Darrieus estan basats en el rotor d'eix vertical desenvolupat per l'enginyer francs Georges Darrieus. Aquests rotors presenten la particularitat que no s'engeguen sols. Cal donar-los una velocitat inicial mitjanant un motor o rotors Savonius acoblats.Pel seu aspecte, en els pasos de parla anglesa se'l coneix per l'eggbeater, s a dir, la batedora. Tot i que n'hi ha un bon nombre d'installats, se n'ha anat abandonant la construcci. (Figura 4.4.7.3)Avantatges: En ser d'eix vertical no necessita de cap mecanisme d'orientaci. Alt rendiment, de l'ordre del 40 %. L'alternador est situat al peu, cosa que en facilita la installaci i el manteniment.Inconvenients: Necessiten un dispositiu d'arrencada. Resulta complicat elevar aquest tipus de rotor per tal d'aprofitar una major velocitat del vent. El seu disseny i construcci s ms aviat complex. No hi ha massa desenvolupament sobre aquest tipus de rotors.Figura 4.4.7.3MULTIPALA AMERICANAEls molins multipala es basen en una roda dotada de raigs, de forma semblant a les rodes d'una bicicleta. Sobre la roda es munta un bon nombre de pales, d'aqu ve el nom de multipala.La disposici de les pales s de forma guerxa per tal d'obtenir l'hlix. El vent provoca el que s'anomena una empenta ascensional que fa elevar la pala, provocant el gir de l'hlix.El seu s ms freqent s el bombeig d'aigua del subsl per a usos agrcoles. En podem trobar encara en masies i en els darrers anys se n'han recuperat bastants a les zones del Peneds i la Conca de Barber. Tamb se'ls anomena molins aiguaders.Curiositats sobre els molins multipalaAquesta popularitat de qu gaudeixen a Amrica del Nord fa que se'n fabriquin per a decorar jardins. Fins i tot hi ha empreses que els ofereixen per a aplicacions molt curioses: insuflar aire a un estany per oxigenar-lo i espantar els talps que fan malb la gespa o fer un bombeig d'aigua amb finalitats decoratives.Figura 4.4.7.45- POTNCIA DUNA TURBINA5.1 POTNCIA ELICA.La potncia elica del vent ens dna un primer lmit per la potncia dun aerogenerador.Per calcular-la, savalua lenergia cintica (Ek) de la massa daire (m) que travessa la secci de les pales de laerogenerador. Figura 5.2.2Figura 5.1.1 Esquema del cilindre daire que travessa el rotor en un temps t (Figura 5.1.2)El Volum s Vol = A dCom la massa daire que travessa lrea A (Figura 5.5.1) s un temps t s, per tant, la Potncia Elica = A V3 i podem dir que la potncia depn de la velocitat del vent al cub.m = A d, i d = V t [on V s la velocitat del vent]Potncia = (Ad)V2/t = A V2 (d/t) = (d/t) = A V3.La fracci de lenergia del vent que una turbina converteix en la prctica en energia mecnica de rotaci sanomena coeficient de potncia (Cp) daquesta turbina. Aix:Potncia duna turbina = Cp Potncia del vent = Cp 1/2 A V3Sobserva que una turbina mai no pot extreure tota lenergia cintica del vent, perqu laire no para en travessar la turbina ( es a dir, Cp < 1).La seva velocitat disminueix de v1 a v2, com mostra la figura . Per conservaci de la massa, si la velocitat disminueix, la secci del tub augmenta. Figura 5.1.35.2 LLEI DE BETZ.La llei de Betz va ser formulada per primera vegada pel fsic alemany Albert Betz el 1919. El seu llibre " Wind - Energie ", publicat el 1926, proporciona bona part del coneixement que en aquell moment es tenia sobre energia elica i aerogeneradors.Imaginem un tub de corrent com lesquematitzat en la figura, es suposar que, a Barlovento de l'hlix, l'aire posseeix una velocitat v1 ( velocitat del vent sense pertorbar ) a la secci transversal A1 , mentre que la velocitat v2 es correspon amb la secci transversal A2 a Sotavento de la zona en qu es troba l'hlix . En el pla que cont lhlix , la secci transversal batuda per la mateixa( rea del rotor) s un disc imaginari drea A, sent v la velocitat del vent en la mateixa( velocitat til). Assimilarem lhlix a un disc drea A que capta part de lenergia de laire en moviment que hi arriba, s a dir, v2