El mecanismo de orientación es un componente importante del sistema de orientación de las turbinas eólicas de eje horizontal . Para garantizar que la turbina eólica produzca la máxima cantidad de energía eléctrica en todo momento, se utiliza el mecanismo de orientación para mantener el rotor orientado hacia el viento a medida que cambia la dirección del viento. Esto solo se aplica a las turbinas eólicas con un rotor de eje horizontal. Se dice que la turbina eólica tiene un error de orientación si el rotor no está alineado con el viento. Un error de orientación implica que una proporción menor de la energía del viento pasará por el área del rotor. (La energía generada será aproximadamente proporcional al coseno del error de orientación).
Cuando los molinos de viento del siglo XVIII incorporaron la característica de orientación del rotor mediante el giro de la góndola , era necesario un mecanismo de accionamiento capaz de proporcionar ese momento de giro. Inicialmente, los molinos de viento utilizaban cuerdas o cadenas que se extendían desde la góndola hasta el suelo para permitir el giro de la góndola mediante la fuerza humana o animal.
Otra innovación histórica fue el abanico de cola . Este dispositivo era en realidad un rotor auxiliar equipado con una pluralidad de palas y ubicado a sotavento del rotor principal, detrás de la góndola en una orientación de 90° (aproximadamente) con respecto al plano de barrido del rotor principal. En caso de cambio en la dirección del viento, el abanico de cola giraría transmitiendo así su potencia mecánica a través de una caja de cambios (y mediante un engranaje de corona a piñón ) a la torre del molino de viento . El efecto de la mencionada transmisión era el giro de la góndola en la dirección del viento, donde el abanico de cola no estaría de cara al viento y dejaría de girar (es decir, la góndola se detendría en su nueva posición). [1]
Los modernos accionamientos de guiñada, aunque controlados electrónicamente y equipados con grandes motores eléctricos y reductores planetarios, presentan grandes similitudes con el antiguo concepto de molino de viento .
Las principales categorías de accionamientos de guiñada son:
La caja de cambios del mecanismo de orientación es un componente muy importante, ya que debe manejar momentos muy grandes con un mantenimiento mínimo y funcionar de manera confiable durante toda la vida útil de la turbina eólica (aproximadamente 20 años). La mayoría de las cajas de cambios del mecanismo de orientación tienen relaciones de entrada a salida en el rango de 2000:1 para producir los enormes momentos de giro necesarios para la rotación de la góndola de la turbina eólica .
La corona dentada y los piñones de los engranajes de orientación son los componentes que transmiten finalmente el momento de giro de los engranajes de orientación a la torre para hacer girar la góndola del aerogenerador alrededor del eje de la torre (eje z). Las principales características de la corona dentada son su gran diámetro (a menudo superior a 2 m) y la orientación de sus dientes .
Las coronas dentadas con dientes en la superficie exterior tienen la ventaja de relaciones de reducción más altas en combinación con los piñones , así como costes de mecanizado reducidos respecto a las coronas dentadas con dientes interiores .