Control de paso (pitch)
Giro de las palas de un aerogenerador sobre su eje longitudinal para cambiar el ángulo de ataque; sirve para regular la potencia por encima de la velocidad nominal, arrancar y detener el rotor.
En una turbina moderna, cada pala va montada sobre un gran rodamiento de giro en el buje y puede girarse (variar su paso) de forma independiente mediante actuadores hidráulicos o eléctricos. Al cambiar el ángulo de paso cambia el ángulo de ataque de la pala, y con él la sustentación y el par.
El control de paso cumple tres funciones:
- Limitación de potencia: por encima de la velocidad nominal del viento, las palas giran hacia la posición de bandera (borde de ataque contra el viento) para mantener la producción en la potencia nominal. Con velocidades de giro de 5–10° por segundo, la turbina responde a las rachas en uno o dos segundos.
- Arranque y parada: en reposo, las palas están a unos 90° (en bandera) y se llevan hacia 0° al arrancar; la puesta en bandera es el freno aerodinámico principal y debe funcionar de forma independiente en cada pala, para que el fallo de un actuador no pueda provocar un embalamiento.
- Reducción de cargas: el control de paso individual (IPC) ajusta cada pala de forma cíclica en cada vuelta para contrarrestar la cizalladura del viento, la sombra de la torre y la desalineación de orientación, y reduce las cargas de fatiga en la raíz de la pala en torno a un 10–20 % según los estudios publicados.
Las antiguas turbinas de paso fijo reguladas por pérdida aerodinámica, habituales en los diseños daneses de los años ochenta y noventa, confiaban en que el perfil de la pala entrara en pérdida con viento fuerte. Eran más sencillas, pero menos precisas, y no podían prestar servicios a la red. Las turbinas de velocidad variable con regulación de paso pueden limitar la producción cuando se les ordena, ofrecer respuesta rápida en frecuencia y entrar suavemente en un temporal en lugar de hacer un corte brusco. Aun así, los rodamientos y actuadores de paso figuran entre las fuentes de averías más frecuentes en las bases de datos de fiabilidad.
Términos relacionados
Todos los términos →- Velocidad nominal del viento
La velocidad de viento más baja a la que un aerogenerador alcanza su potencia nominal, normalmente de 10 a 13 m/s en las turbinas modernas de gran escala.
- Velocidad de corte del viento
La velocidad de viento a la que un aerogenerador se detiene o reduce potencia para protegerse de cargas excesivas; en máquinas de gran escala suele ser 25 m/s (media de 10 minutos).
- Relación de velocidad en punta (TSR)
Cociente entre la velocidad lineal de la punta de la pala y la velocidad del viento sin perturbar; los aerogeneradores tripala de gran escala se diseñan para valores de unos 7 a 10.
- Sistema de orientación (yaw)
Conjunto de motores, engranajes, rodamiento y frenos que gira la góndola de un aerogenerador alrededor del eje de la torre para mantener el rotor de cara al viento.
- Curva de potencia
La relación entre la velocidad del viento a la altura del buje y la potencia eléctrica de un aerogenerador; combinada con la distribución de velocidades del viento, sirve para estimar la producción anual.