Los aerogeneradores sin conexión a la red pueden clasificarse en función de múltiples dimensiones, como el tipo de generador, la dirección del eje de rotación, la capacidad de potencia, la forma estructural y el modo de conducción. A continuación se ofrece una introducción detallada:
Clasificados por tipo de generador
Sistema eólico aislado basado en un generador asíncrono:
El uso de generadores asíncronos como dispositivos de conversión de energía puede dividirse en generadores asíncronos de tipo jaula, generadores asíncronos de tipo bobinado y generadores asíncronos doblemente alimentados.
Los generadores asíncronos tipo jaula tienen las ventajas de su bajo coste, alta fiabilidad y robustez, y se utilizan ampliamente en el campo de los sistemas tradicionales de turbinas eólicas sin conexión a la red.
Sistema eólico aislado basado en un generador síncrono de imanes permanentes:
Los generadores síncronos de imanes permanentes se han generalizado por su alto rendimiento y su pequeño tamaño.
Según su estructura, puede dividirse en varios tipos, como motor de rotor interior de campo magnético radial, motor de rotor exterior de campo magnético radial, motor ranurado de estator doble de campo magnético axial, motor ranurado de rotor doble de campo magnético axial y motor de campo magnético axial de un solo lado equilibrado de estator.
En las mismas condiciones de parámetros nominales, la densidad de potencia de los motores de campo magnético axial es mayor que la de los motores de campo magnético radial; la estructura axial bilateral tiene ventajas sobre la estructura axial unilateral; el motor de campo magnético radial de rotor exterior tiene ventajas sobre el motor de campo magnético radial de rotor interior. El motor de rotor interior de campo magnético radial tiene la estructura más sencilla y el coste de fabricación más bajo, lo que lo hace muy adecuado para pequeños sistemas de aerogeneradores sin conexión a la red.
Sistema eólico aislado basado en un generador de reluctancia conmutada:
En comparación con los sistemas de generadores síncronos de imanes permanentes, la cuota de mercado es relativamente pequeña.
Clasificar por dirección del eje de rotación
Aerogenerador de eje horizontal:
El eje de rotación del aerogenerador es paralelo al suelo, y las palas son similares a hélices, que deben alinearse con la dirección del viento.
Tecnología madura, alta eficiencia (hasta 45% o más) y alta potencia de una sola máquina (modelos principales).
El sistema de guiñada debe responder al viento, y la torre es relativamente alta, lo que se traduce en niveles de ruido relativamente altos.
Aplicación: Representa más de 95% de la capacidad instalada mundial de energía eólica y se utiliza ampliamente tanto en tierra como en el mar.
Turbina eólica de eje vertical:
El eje de rotación del aerogenerador es perpendicular al suelo, y las palas giran alrededor del eje vertical sin necesidad de viento.
Estructura sencilla, poco ruido, gran resistencia a los cambios bruscos de dirección del viento y fácil mantenimiento.
Baja eficiencia (normalmente<40%), alta velocidad de arranque del viento y dificultad de ampliación.
Aplicaciones: generación de energía distribuida a pequeña escala, entorno urbano, energía auxiliar, etc.
Clasificados por capacidad de potencia
Microturbinas eólicas:
Capacidad inferior a 1 kW, adecuada para puntos de carga domésticos o de pequeña potencia.
Pequeñas turbinas eólicas:
La capacidad oscila entre 1 kW y 10 kW, adecuada para zonas remotas, zonas de pastoreo u objetivos de suministro eléctrico único.
Turbinas eólicas de tamaño medio:
La capacidad oscila entre 10 kW y 100 kW, adecuada para escenarios de generación de energía distribuida.
Turbinas eólicas a gran escala:
Con una capacidad superior a 100 kW, se utiliza principalmente para centrales eólicas conectadas a la red.
Clasificados por forma estructural y modo de conducción
Tipo de caja de cambios:
El aerogenerador acciona el generador aumentando la velocidad a través de la caja de engranajes.
Ventajas: Puede utilizar generadores de alta velocidad (bajo coste).
Desventajas: La caja de cambios requiere un mantenimiento frecuente y tiene un alto índice de averías.
Tipo de transmisión directa:
La turbina eólica acciona directamente el generador síncrono de imanes permanentes de baja velocidad, lo que elimina la necesidad de una caja de engranajes.
Ventajas: Alta fiabilidad y mantenimiento mínimo.
Desventajas: Alto coste de los imanes permanentes y gran volumen/peso de los generadores.
Tipo mixto:
El aerogenerador acciona el generador de velocidad media a través de una caja de engranajes de primera etapa.
Punto de equilibrio: equilibrar la fiabilidad (simplificación del engranaje) y el coste.
