La energía eólica es una fuente de energía renovable que ha ganado popularidad en las últimas décadas a medida que cada vez más personas, empresas y gobiernos nacionales buscan soluciones energéticas más limpias y sostenibles para sus comunidades.
Las turbinas eólicas están en el centro de esto, ya que aprovechan la energía eólica, por lo que es increíblemente importante garantizar la eficiencia de las turbinas eólicas para aprovechar al máximo la fuente de energía. Hay una serie de factores que podrían afectar la eficiencia de las turbinas eólicas y en este artículo repasaremos los más importantes a considerar. También exploraremos el desempeño del mercado mundial de energía eólica.
Siga leyendo para conocer los principales factores a tener en cuenta al adquirir turbinas eólicas para su inventario en 2024.
Índice del contenido
Visión general del mercado mundial de la energía eólica
7 factores que afectan la eficiencia de los aerogeneradores
Turbinas eólicas de bajo consumo
Visión general del mercado mundial de la energía eólica
según el Perspectivas esféricas, el mercado mundial de energía eólica tenía un valor de mercado de 79.7 mil millones de dólares en 2021. Se proyectó que crecería a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 8.4% para alcanzar un valor de mercado de 151.47 mil millones de dólares en el período de pronóstico 2022-2030. .
El principal impulsor de este crecimiento del mercado ha sido la creciente demanda de fuentes de energía renovables y más limpias en todo el mundo en un intento por reducir las emisiones de carbono. Las políticas resultantes y los marcos regulatorios que promueven la energía sostenible han llevado a una expansión del mercado mundial de la energía eólica.
Se prevé que el segmento de turbinas eólicas domine este mercado durante el Período de previsión 2022-2030, impulsado por mayores avances tecnológicos y el menor costo de las turbinas eólicas. En particular, las palas utilizadas en las turbinas eólicas son cada vez más anchas y ligeras, lo que permite un rendimiento más eficiente de las turbinas eólicas.
En términos de segmentación regional, se proyecta que América del Norte (EE.UU., Canadá y México) sea el región de más rápido crecimiento durante el período previsto, mientras que Asia-Pacífico dominará el mercado como la región con el mayor cuota de mercado con un 57%. Dentro de la región, China tuvo específicamente el mayor número de instalaciones de turbinas eólicas, como parte de los esfuerzos gubernamentales en curso para estimular el crecimiento de la industria.
7 factores que afectan la eficiencia de los aerogeneradores
Ahora que tenemos una idea de las perspectivas del mercado mundial de la energía eólica y del crecimiento esperado de la demanda de aerogeneradores, echemos un vistazo a algunos de los factores clave que afectan la eficiencia de las turbinas eólicas. El conocimiento de estos factores ayudará a las empresas y a los minoristas de equipos energéticos a obtener el inventario adecuado y brindar apoyo relevante a sus clientes en sus procesos de compra.
1. Velocidad y estación del viento
Esto puede ser evidente. Como fuente de energía primaria, la velocidad y la estación del viento son determinantes importantes del rendimiento y la eficiencia de las turbinas eólicas. La velocidad del viento en un sitio determinado determina la cantidad de energía eólica que puede generar la turbina eólica.
Esto se debe a que la velocidad del viento afecta la cantidad de energía cinética que pueden capturar las palas de la turbina eólica para transferirla al generador. Si todos los parámetros son constantes, se estima que un aumento del 10% en la velocidad del viento puede resultar en un aumento del 33% en la energía eólica.
También es importante tener en cuenta la temporada de viento, ya que la velocidad del viento en diferentes sitios variará según la época del año y las condiciones climáticas predominantes.
2. Densidad y temperatura del aire.
Otro factor clave que afecta la eficiencia de los sistemas de turbinas eólicas es la densidad del aire y la temperatura del sitio del usuario. La densidad del aire es la cantidad de partículas o masa dentro de un volumen de aire determinado, y esta densidad afecta el caudal másico del aire a través de la turbina eólica, lo que, a su vez, afecta la producción de energía.
La temperatura del aire afecta la eficiencia de la turbina eólica debido a la expansión y contracción térmica de los materiales causada por los diferentes niveles de temperatura del aire. Para garantizar el funcionamiento eficiente del generador y de los componentes eléctricos del aerogenerador, es importante tener en cuenta las variaciones tanto de la densidad del aire como de la temperatura para ajustar adecuadamente el coeficiente de potencia y el sistema de refrigeración.
3. Altura o altitud del buje
Generalmente, el viento aumenta a medida que aumenta la altitud. Debido a esto, las torres de turbinas eólicas más altas son capaces de capturar más energía. Este fenómeno de cambios en la velocidad del viento con la altura se llama cizalladura del viento.
A mayores alturas o altitudes del eje, el viento puede fluir más libremente ya que hay menos obstáculos del suelo, como árboles, montañas y edificios. Así, la ubicación del aerogenerador Se debe considerar, ya que determinará la altura del eje requerida para la generación de energía eólica más óptima.
4. Diámetro de las palas giratorias de la turbina.
El diámetro del rotor, o la anchura circular barrida por las palas giratorias de la turbina eólica, tiene un fuerte impacto en la potencia captada por las palas. El diámetro del rotor de las turbinas eólicas ha crecido constantemente con el tiempo en un esfuerzo por capturar más energía eólica a través de envergaduras más largas.
Esto significa que aerogeneradores con mayores diámetros de rotor son capaces de barrer una mayor superficie, captando así más viento y, a su vez, produciendo más electricidad. Por lo tanto, es posible que incluso en un área con relativamente menos viento, una turbina con palas más largas pueda capturar más viento disponible que una con palas más cortas. Esta capacidad de captar más viento a velocidades más bajas marca una mayor eficiencia.
5. Control de cabeceo y guiñada
Otro factor que afecta el rendimiento y la eficiencia de aerogeneradores son las estrategias de control y optimización de las turbinas. Las estrategias de control son los métodos utilizados para regular el paso de las palas de la turbina, la velocidad del rotor, el par del generador y el ángulo de guiñada. Las estrategias de optimización son los métodos utilizados para establecer valores y configuraciones óptimos para las variables de control de la turbina según lo determinado por los objetivos y restricciones del sistema de turbina.
Para lograr un rendimiento más eficiente de la turbina, es importante implementar estrategias de control y optimización que sean efectivas y adaptables. El control optimizado de cabeceo y guiñada permite aerogeneradores para producir energía en una amplia gama de velocidades del viento.
6. Disposición de las turbinas en el parque.
La mayoría de los parques de turbinas eólicas tendrán más de una turbina eólica en su ubicación. En vista de esto, es importante garantizar que el diseño de los parques eólicos esté optimizado para evitar que una turbina quede situada a la sombra del viento de otras turbinas.
Las palas del aerogeneradores situados en la parte delantera del parque eólico crean estelas de viento turbulento que llegan a las turbinas de la parte trasera. Tal escenario podría reducir sustancialmente la cantidad de energía generada por las turbinas eólicas mal ubicadas, ya que capturarían menos energía debido a la reducción de la eficiencia de las palas causada por el viento turbulento.
7. Fiabilidad y mantenimiento
La confiabilidad de una turbina está determinada por la confiabilidad de algunos componentes clave, incluidas las palas, la caja de cambios y el generador. La falla de estos componentes clave cesaría la función principal de generación de energía de la turbina eólica, lo que provocaría tiempos de inactividad y la necesidad de reparaciones y reemplazos.
Turbina eólica Los diseños con tasas de confiabilidad más altas impactan la eficiencia del sistema general de turbina eólica. Pero más allá del diseño y la confiabilidad de los componentes, es importante que los usuarios cumplan con prácticas de mantenimiento consistentes y efectivas para mantener un rendimiento óptimo y maximizar la generación de energía.
Turbinas eólicas de bajo consumo
No todas las turbinas eólicas son iguales, y por eso es importante ser consciente de los diversos factores que afectan la eficiencia de aerogeneradores. Estos factores, incluida la velocidad del viento, la densidad y temperatura del aire, la altura o altitud del buje, el diámetro del rotor, las estrategias de control y la confiabilidad de los componentes, determinan el rendimiento del sistema de turbina eólica y la eficiencia de la generación de energía eólica.
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