Diseño del sistema de orientación de un aerogenerador marítimo de 5 Mw

Abstract

El actual proyecto forma parte de un proyecto multidisciplinar en el que se ha diseñado el aerogenerador marino al completo. En concreto, este proyecto se centra en el sistema de orientación del aerogenerador que es el encargado de mover el rotor y la góndola para la maximización de la captación de energía eólica. El proyecto comienza con un recorrido sobre el comienzo del uso de la energía eólica hasta los aerogeneradores actuales, diferenciando los diferentes aerogeneradores de eje horizontal existentes. Se continúa con una descripción de cada uno de los elementos del aerogenerador haciendo énfasis en el sistema de orientación, en el cual se explica los tipos de sistema de orientación existentes y se analiza la función de cada elemento del sistema. El sistema de orientación está formado por una corona dentada corregida que está fija a la torre y hace de unión con la góndola. A esta corona se le acoplan ocho accionamientos (motor de 5.5 kW, caja reductora y piñón) que proporcionan el par necesario para que el rotor se encuentre en la posición deseada. El estudio de cargas que afectan al aerogenerador se realiza mediante BLADED, en el cual se introducen los parámetros del aerogenerador y las condiciones de viento a las que se enfrentará el aerogenerador durante su vida. Una vez introducidos todos los parámetros, se diseñan diferentes estrategias de orientación basándose en las cargas obtenidas y se diseña el sistema de orientación para la estrategia óptima mediante Solidworks.

The current project is part of a multidisciplinary project in which the entire offshore wind turbine has been designed. Specifically, this project focuses on the yaw system of the wind turbine that is responsible for moving the rotor and nacelle to maximize the collection of wind energy. The project begins with a journey from the beginning of the use of wind energy to the current wind turbines, differentiating the different existing horizontal axis wind turbines. This is followed by a description of each of the elements of the wind turbine with emphasis on the yaw system, which explains the types of existing yaw systems and analyzes the function of each element of the system. The yaw system consists of a corrected toothed rim that is fixed to the tower and connects to the nacelle. This crown is fitted with eight yaw drives (5.5 kW motor, gearbox and pinion) that provide the torque necessary for the rotor to be in the desired position. The study of loads that affect the wind turbine is carried out using BLADED, in which the parameters of the wind turbine and the wind conditions that the wind turbine will face during its life are introduced. Once all the parameters have been introduced, different orientation strategies are designed based on the loads obtained and the orientation system is designed for the optimum strategy by means of Solidworks.