Una turbina eólica moderna es una maravilla de la ingeniería, que convierte el poder invisible del viento en electricidad limpia. Pero tan importante como aprovechar el viento es la capacidad de controlarlo. Frente a vientos de fuerza de vendaval, para mantenimiento rutinario o durante una parada de emergencia, los sistemas de frenado son el mecanismo de seguridad y control definitivo de la turbina.
Estos no son frenos ordinarios. Son sistemas altamente diseñados para gestionar fuerzas colosales y operar a la perfección en algunos de los entornos más extremos del planeta.
Esta guía explorará los dos sistemas de frenado principales en turbinas eólicas a escala de servicio público: el freno de yaw y el freno del rotor, y explicará la tecnología que los hace funcionar.
Los dos pilares del control de la turbina: Yaw y frenos del rotor
Una turbina eólica utiliza dos sistemas de frenado distintos, cada uno con un trabajo fundamentalmente diferente pero igualmente crítico.
1. El sistema de freno de yaw: Dirigiéndose hacia el viento
El sistema de “yaw” es lo que permite que toda la góndola de la turbina (la carcasa que contiene el generador y la caja de cambios) gire y enfrente al viento para una captura de energía óptima.
- El trabajo: Los frenos de guiñada son una serie de frenos más pequeños dispuestos alrededor de la parte superior de la torre. Su función principal es sujeción estática. Una vez que la turbina está orientada hacia el viento, los frenos de guiñada se activan para bloquearla en su lugar, evitando que sea desplazada por las fluctuaciones en la dirección del viento.
- La tecnología: Estos son típicamente frenos de caliper de resorte y liberación hidráulica. Proporcionan una fuerza de sujeción precisa y potente para mantener la góndola estable contra el inmenso apalancamiento ejercido por el viento sobre las aspas del rotor.
2. El sistema de freno del rotor: La parada de seguridad definitiva
El freno del rotor actúa directamente sobre el eje principal de baja velocidad que conecta el cubo de las palas con la caja de cambios. Este es el freno de emergencia y estacionamiento principal de la turbina.
- El trabajo: El freno del rotor tiene dos funciones principales:
- Parada de emergencia: En una condición de sobrevelocidad u otra falla crítica, se activa el freno del rotor para detener por completo las aspas giratorias.
- Estacionamiento y mantenimiento: Durante el mantenimiento de rutina o condiciones climáticas extremas previstas, se activa el freno del rotor para bloquearlo, evitando que gire y garantizando la seguridad del personal de mantenimiento.
- La tecnología: Este es un gran, de torsión extremadamente alta freno de disco a prueba de fallos. Debe ser capaz de superar la enorme inercia rotacional de las tres aspas, que pueden pesar más de 20 toneladas cada una en una turbina grande. Se utiliza un caliper hidráulico potente (o a veces dos) para sujetar un disco grande en el eje principal.
La fuerza invisible: por qué dominan los frenos de disco hidráulicos a prueba de fallos
Hay una razón por la cual prácticamente todas las turbinas eólicas modernas a escala de utilidad utilizan la misma tecnología de frenado:frenos de disco hidráulicos de resorte y liberación hidráulica.
Torque inmenso en un paquete compacto
Las hidráulicas ofrecen una densidad de fuerza inigualable. Pueden generar los millones de Newton-metros de torque necesarios para detener un rotor dentro de un diseño compacto de pinza que puede caber dentro de una góndola abarrotada.
El imperativo de seguridad a prueba de fallos
Como con cualquier equipo crítico de elevación o rotación, el principio de seguridad a prueba de fallos es innegociable. Los frenos son de resorte, lo que significa que su estado natural es “frenado”. Requieren presión hidráulica continua para mantenerse abiertos. Si hay pérdida de energía o presión hidráulica, los resortes activan y engranan automáticamente el freno, asegurando que la turbina quede asegurada. Esta es la garantía de seguridad definitiva.
Disipación de calor superior
Durante una parada de emergencia, la energía cinética del rotor se convierte en una gran cantidad de calor en el disco de freno. El diseño abierto de un sistema de freno de disco es esencial para disipar rápidamente este calor en el aire, evitando la pérdida de frenos y garantizando un rendimiento fiable.
El desafío offshore: luchar contra la corrosión
Para parques eólicos offshore, el desafío se amplifica. El entorno constante de rocío salino es brutalmente corrosivo. Los sistemas de frenado para estas aplicaciones requieren materiales y procesos especializados para sobrevivir.
- Revestimientos mejorados: Sistemas de pintura de varias capas, de grado marino.
- Materiales resistentes a la corrosión: Uso de acero inoxidable para varillas de pistón, pasadores y sujetadores.
- Diseños sellados: Sellado avanzado para proteger los componentes internos y el fluido hidráulico de la intrusión de agua salada.
Nuestrosfrenos para aplicaciones marinas y offshoreestán diseñados con estas protecciones para garantizar una fiabilidad a largo plazo incluso en los entornos marinos más duros.
