ENERGIA EOLICA

Capítulo 8

Miguel Hadzich

8.1.- Cálculo de la Energía Eólica

Pot (W) = K x v3

Pot = ½ p A v3

Índice

1. La energía eólica • Comportamiento del recurso hidráulico

• Aplicaciones

• Ventajas y desventajas

2. Tecnologías • Molinos de Viento

• Aerobombas

• Aerogeneradores

Comportamiento del recurso eólico

ENERGÍA EÓLICA

Es una energía renovable proveniente del

sol; también conocida como energía

mecánica del viento, pues convierte la

energía cinética de este a eléctrica a

través de aerogeneradores.

Comportamiento del recurso eólico

Los vientos locales son provocados por el clima y la geografía cambiando

los vientos globales.

Los vientos locales son:

Brisa marina

BRISA MARINA VIENTO DE MONTAÑA

Es importante saber la velocidad del viento porque de ella depende la

potencia obtenida por la máquina eólica. Por esto antes de instalar una

máquina eólica es necesario medir la velocidad y la regularidad del

viento en la zona para saber la energía que podremos obtener.

Viento de montaña

VENTAJAS DE LA ENÉRGIA

EÓLICA

-Es limpia e inagotable.

-Además que frena el agotamiento de combustibles fósiles y contribuye a evitar el cambio climático

-Es autónoma y universal, pues existe en todo el mundo.

-Estabilidad del costo de la energía, y además es más barata conforme avanza la tecnología.

DESVENTAJAS DE LA ENÉRGIA EÓLICA

- El aire al ser un fluido de pequeño peso específico,

implica fabricar máquinas grandes y en

consecuencia caras.

- Desde el punto de vista estético, la energía eólica

produce un impacto visual.

- El ruido producido por el giro del rotor.

- Tener especial cuidado al seleccionar un parque si

en las inmediaciones habitan aves.

http://www.onlinetes.com/wind-sail-type-vertical-axis-wind-turbines-111011.aspx

5. Un poco de Historia

HISTORIA Y FUTURO DEL USO DEL VIENTO

Sus primeras aplicaciones fueron las velas de los barcos, de las que se tiene noticias en el año 5.000 a.C. en Egipto y Mesopotamia.

http://centros5.pntic.mec.es

http://science.time.com/2011/04/07/can-green-energy-scale-wind-power-is-getting-there/

Otra aplicación

clásica fueron los

molinos de viento

en Persia (actual

Irán), usados para

moler granos,

durante el siglo VII.

http://centros5.pntic.mec.es

A fines del siglo

XIX en EE. UU.

Charles Brush

construyó la

primera turbina

eólica para la

producción de

electricidad. Charles F. Brush

http://centros5.pntic.mec.es

Poco después en Dinamarca, Poul La Cour, descubrió que las turbinas de viento con movimiento rápido y con rotores de pocas paletas eran más eficientes.

Paul La Cour y su esposa

http://centros5.pntic.mec.es

Las turbinas eólicas modernas hacen uso de muy pocas paletas pero muy largas.

Estas máquinas son lentas pero generan grandes cantidades de energía.

www.cienciasmisticas.com.ar

Esta energía se encuentra en desarrollo,

actualmente se calcula unos 30 000

generadores eólicos, existiendo unas 30

empresas para la fabricación de estos.

Panorama eólica en el mundo:

-Alemania.

-Estados Unidos.

-España.

-Dinamarca.

Para el futuro se hará mayor uso de la eólica marina, pues en el mar la velocidad del viento es mayor, por ende la producción de electricidad es un 20% más que en suelo firme. Lo que se calcula que para el 2020 se podría dar electricidad a 15 millones de habitantes en Europa.

http://electrical-engineering-portal.com/ready-for-wind-power-its-time

TAMAÑOS

http://www.nature.com/news/2009/090211/full/457775b.html

Molinos marinos instalados en el Norte de

Europa como Dinamarca, Suecia o Gran Bretaña.

http://centros5.pntic.mec.es

https://energypedia.info/wiki/Wind_energy_country_analyses_Peru

…Y PERU ??

6. Los primeros Molinos

Maquinas eólicas (molinos)

Es un dispositivo

mecánico que

transforma el

viento en energía

aprovechable.

Molinos

Se denomina así cuando un molino emplea la energía

obtenida del viento para proporcionar la necesaria para

impulsar un equipo de molienda de granos u otros.

Maquinas eólicas (molinos)

Actualmente estas maquinas se utilizan para

• Bombear agua, al cual se les llama aerobombas y son utilizadas para drenar agua del subsuelo.

• Y para generar electricidad, el cual recibe el nombre de aerogeneradores.

www.textoscientificos.com/energia/eolica

Molinos Ventajas y desventajas

Facilitan el trabajo del hombre en la molienda de grano,

por ejemplo

No necesitan combustible

Puede ser igual o más potente que las máquinas que usan combustible

Son fiables

No necesitan mantenimiento

De grande instalación

Tecnología en desuso

7. Las Aerobombas

•Los bombeadores de agua son molinos de viento con un elevado momento de torsión y de baja velocidad, se valen de una pieza rotatoria a gran altura para alcanzar el viento. •La pieza rotatoria hace girar los engranajes que activan una bomba de pistón el cual bombea el agua del subsuelo

Aerobombas

http://www.bellera.org/molins/molins_multipala.htm

Partes y funcionamiento:

Rotor

Tubería de descarga

Cola

Pozo

Torre

Transmisión

Vástago

Aerobombas

Se usan para bombear agua de pozos subterráneos

Tipos de aerobombas:

Molino multipala tipo Americano

Molino tipo Holandés

Molino moderno

Modelo gaviota

Aerobomba modelo Savonius (de eje vertical)

AEROBOMBAS (Bombeadores de agua)

http://www.aondevamos.eng.br/textos/galeria01.htm

http://es.encarta.msn.com/media_461533331_761556536_-1_1/Molino_de_viento.html

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AEROBOMBA

GAVIOTAS

TRULIS - CHANCAY

Modelo Holandés

De eje horizontal:

Modelo gaviota

www.pucp.edu.pe/invest/grupo/energias/eolica/

38

39

http://archive.peruthisweek.com/news-14368-peru-s-goal-50-pct-use-of-renewable-energy-by-2040/

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8. Los Aerogeneradores

Turbina eólica (aerogenerador)

• Es un dispositivo que esta diseñado para convertir la energía del viento en energía mecánica con el movimiento de un eje y a través de los generadores de la turbina, la energía mecánica se convierte en electricidad.

Aerogeneradores

Ventajas y desventajas

Suministro eficaz y confiable de electricidad

Es una tecnología que se ha ido mejorando

Larga durabilidad

Puede producir fuerte impacto visual

Turbina eólica (aerogenerador)

En la actualidad se cuentan con sistemas muy desarrollados que consisten en agrupaciones de varias turbinas eólicas con el objetivo de generar más energía eléctrica y así abastecer a la población.

http://centros5.pntic.mec.es

Elementos de una turbina

Aerogeneradores

Góndola

Generador

Alabes

Transmisión

Controlador

Torre

Ejemplos

“GRUPO”

BUENA PAG WEB ENERGIAS RENOVABLES DEL PERU http://solucionessolares.blogspot.com/2009/01/mapa-eolico-peruano.html

49

Aerogenerador Marcona

450 kW

SE CONSTRUYEN DOS PARQUE EÓLICOS – Perú

Según la información facilitada por Montealto, los dos parques eólicos sumarán 110 megavatios de potencia (80 MW en Cupinisque y 30 MW en Talara), aportada por un total de 62 aerogeneradores, que generarán una energía equivalente a 420 gigavatios hora al año

http://perumineria.wordpress.com/tag/cupisnique/

50

Aerogenerador Marcona

450 kW

http://geoservidor.minam.gob.pe/atlasperu/Default.asp?WCI=PltRecNaturales&WCE=2.5.0

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Aerogenerador en

Malabrigo - PERU

Malabrigo

250 kW

ADORES

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Pequeñas Potencias

Aerogenerador WAIRA Aerogenerador

WIND CHARGER

https://www.globalgiving.org/photo/PRA872/an-installed-100-watt-wind-turbine-in-alumbre-photo-fro/

9. Los Extractores eólicos

http://limacallao.olx.com.pe/extractores-eolicos-atlantis-sac-iid-296521511

Los Extractores eólicos

http://limacallao.olx.com.pe/extractores-eolicos-atlantis-sac-iid-296521511

Extractores Son equipos que accionados por el viento renuevan el aire

de una habitación sin consumir ningún tipo de energía

eléctrica o combustible.

Pero, ¿cómo?

Ventajas y desventajas

ser reciclables

baratos

silenciosos

no requieren mantenimiento

No tienen mucha potencia

Si no hay viento no funcionan

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EXTRACTORES EOLICOS

• Malos olores,

calor, vapor,

humo, olores

solventes y gases.

Extrae:

58

Savonius Bombeo

Electrificación Energía mecánica

http://www.onlinetes.com/wind-sail-type-vertical-axis-wind-turbines-111011.aspx

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Darrieus Bombeo

Electrificación Energía mecánica

http://landarchs.com/blowing-wind/

http://www.renovables-energia.com/2009/09/aerogenerador-darrieus/

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Darrieus Bombeo

Electrificación Energía mecánica

http://www.ecovive.com/los-aerogeneradores-segun-la-orientacion-del-rotor

10. Cambios en la Tecnología

Energía eólica

- Crecimiento rápido y

continuado

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Cumulative development of Windenergy

Tecnología eólica (convencional)

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Generador

Caja de

velocidades

Fuente: NORDEX

Tecnología eólica (avanzada)

64

Generador de acople directo Fuente: Lagerwey

El futuro de la energía eólica

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Pasado : Tamano de Turbina < 500kW Presente: Tamano de Turbina 500kW - 2,000kW Futuro: Tamano de Turbina hasta 5,000kW

El futuro sin embrage (caja de velocidades)

velocidad variable

sin transformador - conexion directa a la red

menor peso

mantenimiento mínimo

Mejor eficiencia

Menores costos de producción

El futuro de la energía eólica

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http://landarchs.com/blowing-wind/

El futuro de la energía eólica

67

http://landarchs.com/blowing-wind/

El futuro de la energía eólica

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VIDEO : http://www.t3.com/news/airborne-wind-turbine-prototype-gets-trial-run

Airborne Wind Turbine Prototype

El futuro de la energía eólica

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http://landarchs.com/blowing-wind/

El viento: Aerodinámica

Influyen en el diseño de algunos mecanismo creados por el hombre

www.galeon.com/aviones www.repsol-ypf.com

El futuro de la energía eólica

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