estudio y comparación de los distintos tipos de aerogeneradores y su instalación

8/17/2019 Estudio y Comparación de Los Distintos Tipos de Aerogeneradores y Su Instalación

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UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA

SEDE VIÑA DEL MAR - JOSÉ MIGUEL CARRERA

ESTUDIO Y COMPARACIÓN DE LOS DISTINTOS TIPOS DE

AEROGENERADORES Y SU INSTALACIÓN

Trabajo de titulación para optar al título

Profesional de Ingeniero de Ejecución en

MECÁNICA DE PROCESOS Y

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

Alumnos:

Héctor Rivero Guzmán

Carlos Acevedo Fiebig

Profesor Guía:

Sr. Claudio Olguín

2007


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RESUMEN

Se realizará un estudio comparativo de los distintos tipos de

aerogeneradores, concentrándonos en los modelos más habituales de eje horizontal

y vertical, no superando los 10Kwh y más bien para un uso domestico o de una

pequeña comunidad.

Se darán parámetro y condiciones que hay que tener presente para la

compra e instalación de aerogeneradores.

También se presentará una selección e instalación ficticia de un

aerogenerador, que abastecerá completamente un hogar dejándolo independiente

de la red eléctrica nacional. De esta situación ficticia se podrá tomar como ejemplo

o pauta para proyectos reales que se quieran realizar.

Se analizarán en un flujo de caja la adquisición de aerogeneradores

dependiendo de la demanda energética.


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ÍNDICE

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO 1: FORMACIÓN DEL VIENTO

1.1. INSTRUMENTOS Y MEDICIÓN DEL VIENTO

1.1.1. Efectos de la altura

1.1.2. Ley exponencial de HELLMANN

1.1.3. Instrumentos para la determinación de la dirección del viento

1.2. TEORÍA DE LA EXTRACCIÓN DE LA ENERGÍA DEL VIENTO

1.2.1. Potencia eólica

1.2.2. Diagrama de bloques

1.2.3. Grado de flexibilidad y rendimiento de las maquinas

1.2.4. Demostración del teorema de BETZ

CAPÍTULO 2: AEROGENERADORES

2.1. AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL

2.2. AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL LENTOS

2.3. AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL RÁPIDO 2.3.1. Rotor monopala

2.3.2. Rotor bipala

2.3.3. Rotor tripala

2.3.4. Altura del eje de giro respecto al nivel del suelo

2.3.5. Disposición del rotor con relación al viento

2.3.6. Estructura de un aerogenerador

2.3.7. Componentes de un aerogenerador

2.4. MANTENCIÓN DE LOS AEROGENERADORES

2.5. REGULACIÓN Y CONTROL DE LOS AEROGENERADORES

2.6. COMPARACIÓN ENTRE GENERADORES DE EJE VERTICAL Y HORIZONTAL

2.7. ECONOMÍA DE LOS AEROGENERADORES

2.7.1. Bases para la explotación económica de los aerogeneradores

2.7.2. Costos de inversión

2.8. IMPACTO AMBIENTAL

2.8.1. Costos ambientales y de salud

2.8.2. Costos de escasez de combustibles fósiles a largo plazo

2.8.3. Efectos macroeconómicos

CAPITULO 3: SELECCIÓN DE UN AEROGENERADOR

3.1. TIPOS DE AEROGENERADORES DISPONIBLES

3.2. PARÁMETROS PARA LA SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE UN

AEROGENERADOR


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3.2.1. Tipo y cantidad de viento

3.2.2. Cantidad de energía a generar

3.2.3. Primer acercamiento a la selección de un aerogenerador

3.3. EJEMPLO DE FLUJO DE CAJA EN UN PROYECTO PURO PARA LA

ADQUISICIÓN DE UN AEROGENERADOR DE 1KW

3.3.1. Amortización de flujo de caja anteriormente expuesto

3.3.2. Análisis del flujo de caja y tabla de amortización

CAPÍTULO 4: SELECCIÓN E INSTALACIÓN DE UN AEROGENERADOR DE EJE

HORIZONTAL

4.1. DATOS NECESARIOS PARA EL CÁLCULO DE POTENCIA E INSTALACIÓN

DEL AEROGENERADOR

4.2. EJEMPLO DE SELECCIÓN E INSTALACIÓN DEL AEROGENERADOR

4.2.1. Calculo de energía eléctrica del proyecto y acumuladores necesarios para

el funcionamiento

4.2.2. Potencia del aerogenerador para nuestro proyecto

4.2.3. Selección e instalación del aerogenerador

4.2.4. Selección de altura y tipo de torre

4.2.5. Cableado

4.2.6. Conexiones de los distintos componentes y distancias mínimas de

seguridad 4.2.7. Montaje del aerogenerador

4.2.8. Mantenimiento de nuestro aerogenerador

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

ANEXO 1: CATALOGO DEL AEROGENERADOR J. BORNAY INCLIN 6000 NEO

ANEXO 2: VIENTO EN CHILE: FACTORES DE GRAN ESCALA

ANEXO 3: VISITA A TERRENO


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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1-1. Clasificación de los vientos en función de la intensidad en la escala

Beaufort

Tabla 1-2. Criterios de apreciación que un observador puede usar para relacionar los

efectos observados con la intensidad del viento en la escala Beaufort

Tabla 1-3. Exponente de Hellman según rugosidad del terreno

Tabla 2-1. Rangos de altura de torres en función de la potencia del aerogenerador

Tabla 2-2. Costo anual de la polución del aire en la RFA, en miles de millones de

dólares

Tabla 2-3. Resumen de costos y/o beneficios externos en producción de energía.

Valores calculados para la RFA en el año 1991

Tabla 2-4. Cuadro comparativo de emisiones aéreas para sistemas convencionales y

no convencionales de generación de electricidad

Tabla 3-1. Flujo de caja

Tabla 3-2. Amortización

Tabla 4-1. Datos técnicos del aerogenerador seleccionado

Tabla 4-2. Dimensiones de las torres del fabricante

Tabla 4-3. Dimensionado de las fundaciones según la torre y el terreno

Tabla 4-4. Dimensiones del cable de bajada desde el aerogenerador hasta el cuadrode regulación


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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1-1. Brisas de valle y de montaña

Figura 1-2. Esquema: Foehn

Figura 1-3. Anemómetro Papillon

Figura 1-4. Roza de los vientos

Figura 1-5. Veleta

Figura 1-6. Diagrama de bloques

Figura 1-7. Velocidad antes y después del aerogenerador

Figura 2-1. Rotor Savonius

Figura 2-2. Rotor Darrieus

Figura 2-3. Aeromotor

Figura 2-4. Rotor monopala

Figura 2-5. Rotor bipala

Figura 2-6. Rotor tripala

Figura 2-7. Pala

Figura 2-8. Primeros diseños

Figura 2-9. Diagrama para la determinación de la potencia en generadores rápidos

Figura 2-10. Aerogeneradores

Figura 2-11. Foto de un sensor de vibracionesFigura 4-1. Aerogenerador J. Bornay modelo INCLIN 6000 neo

Figura 4-2. Torre tipo P-750 auto soportada

Figura 4-3. Esquema de cableado desde el tablero regulador a conjunto de baterías

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1-1. Potencia versus diámetro del rotor

Gráfico 1-2. Cp (coeficiente de potencia) de los distintos tipos de aerogeneradores

Grafico 1-3. Eficiencia de Betz

Gráfico 1-4. Potencia referenciales


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INTRODUCCIÓN

Diariamente se consume cada vez más energía, especialmente en forma de

energía eléctrica. Los métodos habituales o tradicionales de la generación de

energía consisten en plantas hidroeléctricas, termoeléctricas clásicas y

termonucleares.

Lamentablemente se usan en su mayoría las plantas termoeléctricas

clásicas que utilizan combustibles fósiles para la generación de electricidad, los

combustibles fósiles liberan contaminantes al medio ambiente al ser quemados, y

como el consumo de energía eléctrica ha aumentado en un alto grado, también lo

ha hecho la contaminación ambiental, es más, la contaminación ambiental creada

por la quema de combustibles fósiles ha llegado a tal grado que esta influyendo en

el clima mundial causando su cambio y con ello poniendo en peligro la subsistencia

de la vida sobre nuestro planeta.

Los efectos de la contaminación ambiental ya han sido comprobados, como

se demostró al descubrir el agujero en la capa de ozono, pero estos efectos se

pueden restablecer aplicando políticas medio ambientales que limiten las emisiones

de gases contaminantes al medio ambiente, por eso se deben explotar las

alternativas para la generación de energía limpia y renovable, para poder así vivir

en equilibrio con el medio ambiente y lograr un desarrollo sustentable en el tiempo.Existen muchas formas de generar energía de forma limpia y renovable,

siendo las más típicas la generación de energía con paneles solares y la generación

eólica, que también es una forma indirecta de energía solar.

Entre el 1% y el 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento

debido al movimiento del aire ocasionado por el desigual calentamiento de la

superficie terrestre.

La energía eólica transformada en energía mecánica ha sido históricamente

aprovechada para el uso en la generación de energía eléctrica, existiendo

aplicaciones de una mayor escala desde mediados de la década del 70 en respuesta

a la crisis del petróleo y a los impuestos ambientales derivados a los combustibles

fósiles.

Una de las características del recurso eólico es su condición aleatoria y

variable por cuanto depende de condiciones atmosféricas. Esto lleva a que se

requieran exhaustivas mediciones como condición previa para el desarrollo del

proyecto destinado a su aprovechamiento.

Al encontrarse distintos tipos de generadores eólicos en el mercado se debe

estudiar cual de ellos se apega mejor a las condiciones de cada proyecto paraobtener un rendimiento óptimo del generador con las condiciones dadas.


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CAPÍTULO 1: FORMACIÓN DEL VIENTO


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1. FORMACIÓN DEL VIENTO

El viento es el movimiento del aire respecto a la superficie terrestre. Este

movimiento es fundamentalmente horizontal. La velocidad y dirección del viento es

el resultado de la acción de las siguientes fuerzas:

Fuerza debida a la gradiente horizontal de presión (Fp): esta fuerza va

dirigida desde las isobaras de alta presión a las de baja presión, presentando una

dirección perpendicular a las mismas.

Fuerza debida a la rotación de la tierra (fuerza Coriolis) (Fd): debida al

movimiento de rotación de globo terrestre de oeste a este, la trayectoria de una

masa de aire en movimiento sufre una desviación hacia la derecha en el hemisferio

norte, pasando lo contrario en el hemisferio sur.

Fuerza centrifuga debida a la curvatura de las isobaras (Fc): esta fuerza

actúa según la dirección del radio de curvatura de la trayectoria, en sentido opuesto

al centro de curvatura de la misma.

Fuerza debida al rozamiento (Fr): interviene en las capas bajas de la

atmósfera próximas a la superficie terrestre. Depende de factores tan diversos tales

como el tipo de superficie o la orografía de la misma.

Según el tipo de fuerzas considerado se distinguen los siguientes tipos de

vientos:

• Viento geostrófico: resultante de la acción conjunta de las fuerzas debidas al

gradiente de presión (Fp) y Coriolis (Fd); en general se puede decirse que es

tanto mayor cuanto más próximas estén las isobaras (mayor gradiente de

presión) y para un mismo gradiente de presión disminuye cuando aumenta la

latitud.

• Viento de gradiente. El la resultante de la combinación de las fuerzas debidas

al gradiente de presión (Fp), Coriolis (Fd) y de la centrifuga

• Estos vientos geotróficos y los de gradiente de presión predicen y describen

bastante bien las condiciones de viento real por encima de unos 1000 (m)

de altura sobre el nivel del suelo.

A alturas menores (aproximadamente 100 (m)) el viento de superficie esta

muy influenciado por dos factores:

La rugosidad de la superficie terrestre y los obstáculos. Para aplicaciones de

energía eólica, nos interesa conocer los vientos de superficie, ya que de ellos se

extrae la energía mecánica para el accionamiento de los aerogeneradores.


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Vientos originados por fenómenos particulares: vientos locales

Existen condiciones climáticas locales que originan un tipo de viento que

apartan las leyes generales descritas anteriormente. Entre ellos están:

• Brisas de mar y brisas de tierra

Durante el día la tierra se calienta más rápido que el mar, ya que el calor

específico de la tierra es menor que el del mar y por ende se produce una

corriente de aire ascendente creándose una depresión que provoca la circulación

del aire de mar a tierra (brisas marinas).

Durante la noche, se produce el fenómeno contrario y el viento sopla de tierra a

mar (brisas terrestres)

• Brisas de valle y de montaña (vientos anabáticos y catabáticos)

Al anochecer en una montaña el aire en contacto con el terreno mas elevado de

la montaña se enfría mas rápidamente que el aire situado sobre el valle, por lo

que tiende a descender hacia el valle siguiendo la ladera. Es el denominado

viento catabático, generalmente de carácter suave.

Durante el día y por efecto de la radiación solar, el proceso se invierte y es elviento en contacto con el terreno situado en la proximidad de los valles, el que

tiende a ascender por la ladera (viento anabático)

Figura 1-1. Brisas de valle y de montaña


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• Foehn

Es cuando el aire remonta la pendiente de una cadena de montañas, sufre una

expansión y en consecuencia un enfriamiento. Si la altura es elevada, su

disminución de temperatura puede ser notable y en consecuencia se produce

condensación de la humedad del mismo en forma de nieblas, lluvias o incluso

nieve.

Al descender por la ladera opuesta hacia los valles situados a sotavento, se

produce un calentamiento, con lo cual al llegar al fondo del valle el aire es calido

y seco. Este fenómeno se produce siempre que una cadena montañosa es

franqueada por masas de aire húmedo y es característico de algunos valles

alpinos de donde recibe su nombre.

Figura 1-2. Esquema: Foehn

• Viento en chile factores de gran escala

El régimen de viento en nuestro país se encuentra condicionado principalmente

por la dilatación del campo de presión. Los sectores norte y central de chile se

encuentran bajo la influencia del anticiclón subtropical del pacifico sur, que se

localiza alrededor de los 30 º S, en el sector oceánico. Esta situación favorece el

establecimiento de vientos con una componente sur en las áreas oceánicas

adyacentes. El mayor gradiente de presión durante enero en el borde oriental

del anticiclón es consistente con leve aumento de la intensidad del viento

oceánico frente a la costa central de chile durante el verano.

Al sur de los 40 º S aproximadamente, predominan los vientos con una

componente oeste, asociados a una fuerte gradiente norte-sur en el campo de

presión.

Los rasgos mas predominantes a lo largo del año es el aumento de la rapidez

desde valores inferiores a los 5 (m/s) en el norte a rapideces medias que


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exceden a los 9 (m/s) en el sur, lo cual es consiente con el perfil latitudinal

descrito para la presión a nivel del mar. Contrariamente a las evidencias

mencionadas que sugieren la existencia de un máximo estival de rapidez de

viento en el sector oceánico costero subtropical. Esta inconsistencia se origina

probablemente en un problema de representación del campo de presión en los

análisis del centro europeo. Para latitudes más altas, se manifiesta un aumento

considerable en la rapidez de viento y la ausencia de un ciclo anual bien

marcado. Esta característica esta asociada con el paso continúo de sistemas

migratorios de mal tiempo. En la región central del país la influencia de estos

sistemas se alteran estacionalmente, dominado el flujo anticiclónico durante el

verano y el régimen de los oeste durantes la estación fría.

• Factores locales

La manifestación de la brisa costera se puede sentir en lugares distantes hasta

unos 80 km del litoral, dependiendo de los obstáculos ortográficos que se le

interpongan. En lugares donde la cordillera de la costa presenta un desarrollo

regular, la brisa del mar queda limitada a su ladera occidental, pero puede

penetrar por los valles transversales, donde además se ve reforzada por la

circulación diurna valle arriba.

Típicamente, cuando la circulación atmosférica de gran escala es débil, sedesarrolla durante la mañana una brisa suave que paulatinamente se intensifica

y penetra en el interior del continente a medid que aumenta la insolación. A

media tarde la brisa alcanza su máxima intensidad, decayendo luego a medida

que diminuye la insolación. Durante la noche se suele presentar una brisa suave

hacia el mar, particularmente durante la estación invernal, cuando por efecto del

enfriamiento nocturno la temperatura del aire sobre el continente es inferior a la

temperatura superficial del mar.

La brisa costera constituye uno de los elementos más característicos del clima a

lo largo de la costa de chile continental. Se encuentra bien definida en el sector

a lo largo de la costa de chile continental. Se encuentra bien definida en el

sector norte de país donde, sumada al hecho que la circulación atmosférica de

gran escala en la dirección este-oeste es relativamente débil, se genera un

marcado contraste térmico océano-continente. A este fenómeno contribuye la

presencia de la corriente fría de Humboldt, el afloramiento costero de aguas frías

(sugerencia costera) y la aridez del territorio continental. La intensidad máxima

de la rapidez del viento en el ciclo diario se observa durante el verano, cunado el

contraste térmico océano-continente alcanza también el máximo en el cicloanual.

En la zona austral, el viento predominante del oeste impide que el ciclo de la

brisa costera se manifieste con nitidez. La mayor frecuencia de días nublados

contribuye, además, a que este fenómeno local sea menos frecuente y no tan

bien definido como en el norte del país.


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Los vientos de ladera son producidos por el calentamiento o enfriamiento de una

superficie en pendiente. El aire tiende a ascender durante el día y descender

durante la noche. La brisa nocturna descendente resulta de la canalización en el

valle del flujo de drenaje, ladera abajo. Durante el día, el calentamiento de la

ladera induce un desarrollo de flujo hacia arriba en el valle. La brisa puede

alcanzar velocidades altas cuando la ladera es extensa y posee una pendiente

significativa, como ocurre en la pampa árida del norte grande. La orientación del

valle tiene importancia en cuanto que ella depende la magnitud del contraste

térmico que se genera y un posible efecto del acoplamiento en contraposición de

la circulación de gran escala.

• Regímenes de viento superficial en chile.

En el norte del país el viento superficial esta dominado por factores locales y se

expresa en la forma de brisas costeras y de valles. La estabilidad y monotonía

de las condiciones atmosféricas es esta región, determinan la existencia de un

ciclo diario muy regular, que se caracteriza por un máximo diurno después de

melodía. Las intensidades máximas en el ciclo anual se alcanzan durante el

verano, cuando los gradientes térmicos son mayores. La alta frecuencia de

nubosidad estratiforme a lo largo de la costa durante la mañana produce un

retardo en el inicio de la brisa diurna y en a hora de ocurrencia de la rapidezmáxima. En los valles que llegan a la costa se produce una superposición de la

brisa costera con la brisa que se desarrolla en el valle.

En la región sur (40 º S en adelante), el régimen de viento esta condicionado

principalmente por los factores de gran escala, predominando en promedio un

flujo con componentes del oeste asociado a una fuerte gradiente bárico

latitudinal. El ciclo diario de la rapidez del viento es más atenuado en relación al

observado en el norte del país. La variabilidad inter-horaria e inter-diaria de la

rapidez y dirección del viento están dominadas fuertemente por las condiciones

sinópticas. Los vientos más intensos se asocian generalmente al paso de

sistemas frontales

En la región central del país un régimen de transición entre los anteriores

descritos. Durante el verano el viento superficial esta condicionado

principalmente por factores locales, mientras que durante el invierno

predominan los factores de gran escala.

Aparte de los factores atmosféricos mencionados, la compleja topografía del país

ejerce una influencia notoria sobre el flujo superficial, obstruyendo o canalizando

la circulación atmosférica. En la vertiente de barbolento de la cordillera de losandes, se observan ocasionales flujos intensos del este, que se generan por

efecto Foehn. Los vientos Terral del valle del Elqui, Raco en valle del Maipú y

Puelche en sur, son algunos ejemplos típicos de estas circulaciones locales.


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• Escala Beaufort

Cuando no se dispone de instrumental de medida de la velocidad del viento, la

observación de sus efectos sobre los penachos de humo, vegetación, superficie

del mar, etc. permite una estimación de la velocidad del viento.

En la tabla siguiente se muestra la clasificación de los vientos en función de

la intensidad en la escala Beaufort, así como los intervalos y velocidades

correspondiente.

Tabla 1-1. Clasificación de los vientos en función de la intensidad en la escala

Beaufort

Grados

Beaufort

Velocidad

(k/h)

V(m/s) Nudos Descripción Presión sobre

la superficie

plana (N/m2)

0 1 0-0.4 1 Calma -

1 1-5 0.5-1.5 1-3 Brisa muy ligera 1.3

2 6-11 1.3-3.4 4-6 Brisa ligera 8

3 12-19 3.5-5.5 7-10 Pequeña brisa 32

4 20-28 5.5-8 11-16 Moderado 64

5 29-38 8.1-10.9 17-21 Fresco 130

6 39-49 11.4-13.9 22-27 Fuerte(bonancible) 220

7 50-61 14.1-16.9 28-33 Fuerte(muy fresco) 330

8 62-74 17.4-20.4 34-40 Duro(golpe de viento) 520

9 75-88 20.5-23.9 41-47 Muy duro 690

10 89-102 24.4-28 48-55 Tempestad(temporal) 950

11 103-117 28.4-32.5 56-63 Fuerte tempestad 1170

12 118-133 32.6-35.9 64-71 Huracán 1600

13 134-149 36.9-40.4 72-80 Huracán 2080

14 150-166 40.1-45.4 81-89 Huracán 2650

15 167-183 45.1-50 90-99 Huracán 3250

16 184-201 50.1-54 100-108 Huracán 3650

17 202-220 54.1-60 109-118 Ciclón 4700


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En la siguiente tabla se muestran los criterios de apreciación que un

observador puede usar para relacionar los efectos observados con la intensidad del

viento en la escala Beaufort.

Tabla 1-2. Criterios de apreciación que un observador puede usar para relacionar los

efectos observados con la intensidad del viento en la escala Beaufort

Criterios de apreciaciónGrados

Beaufort En el mar En tierra

0 Mar en calma El humo se eleva verticalmente

1 Formación de ondas cpm aspecto de

escamas pero sin cresta de espuma

El viento se inclina el humo pero

no hace girar las veletas

2 Olas muy pequeñas. Crestas sin

romper de aspecto vidrioso

Movimiento de hojas. El aire se

siente en el rostro

3 Pequeñas olas. Se inicia la rotura de

crestas. Espuma vidriosa. Aparición

de espuma de ola diseminada

Movimiento continuo de hojas y

ramas pequeñas

4 Alargamiento de olas cortas. Espuma

de olas mas densa

Se levanta polvo y hojas.

Agitación del ramaje

5 Pronunciamiento de olas moderadas.Formación de ovillos de espuma

Se levanta polvo y hojas.Agitación del ramaje

6 Formación de grandes olas y

generalización de crestas de espuma

blanca. brumas

Agitación de grandes ramas.

Dificultad para usar el paraguas

7 El mar crece t la espuma de las olas

se difumina en huellas

Movimiento de árboles. Molestias

al caminar de cara al viento

8 Olas muy altas de gran longitud. Las

crestas se pulverizan

Rotura de pequeñas ramas

dificultad para caminar9 Rotura de olas altas. Huellas de

espuma muy densas. Reducción de

visibilidad por brumas

Rotura de ramas medias y

grandes

10 Rotura de olas altas con gran

violencia .superficie del agua blanca.

Nula visibilidad

Caída de árboles. Deterioro de

tejados y cubierta

11-17 Enorme oleaje con tempestad muy

intensa. Nula visibilidad. Navegación

muy peligrosa o imposible

Destrozos importantes en

edificaciones o obras civiles


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1.1. INSTRUMENTOS Y MEDICIÓN DEL VIENTO

Existen tres tipos generales de instrumentos para la medición del viento:

Instrumentos utilizados por los servicios de meteorología nacional e

internacional.

Instrumentos diseñados especialmente para la evaluación del recurso eólico

Instrumentos construidos para el estudio de fenómenos meteorológicos

como tormenta, turbulencia, etc. o para el análisis del comportamiento de turbinas

de viento.

El instrumento que mide la rapidez del viento es el anemómetro. Los más

utilizados son anemómetros de rotación y anemómetros de presión.

El anemómetro de rotación más característico es el de Papillon, que es un

molino de eje vertical que posee tres cazoletas y su forma es semicónica con bordes

aerodinámicos, que permiten evitar las turbulencias. La rapidez de rotación de las

cazoletas es determinada ya sea mediante contadores mecánicos que registran el

numero de rotaciones, registros eléctricos-electrónicos (AC ó DC) ó interruptores

fotoeléctricos.

El contador mecánico registra la distancia recorrida por flujo del viento en

metros o kilómetros y la rapidez media del viento es obtenida dividiendo el registrode las rotaciones por el tiempo trascurrido.

Este tipo de anemómetro tiene la ventaja de no necesitar una fuente de

energía, lo que lo convierte en una buena alternativa para lugares remoto.

Figura 1-3. Anemómetro Papillon

1.1.1. Efectos de la altura

La velocidad del viento aumenta a medida que nos separamos del suelo. La

reducción de la velocidad en las proximidades del suelo se debe a la frenada que

experimenta el aire debido a la vegetación, las construcciones y obstáculos de todas

clases.


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1.1.2. Ley exponencial de HELLMANN

En la que vh es la velocidad del viento a la altura h, v10 es la velocidad del

viento a 10 metros de altura y a es el exponente de Hellmann que varía con la

rugosidad del terreno, y cuyos valores vienen indicados en la tabla siguiente

Tabla 1-3. Exponente de Hellman según rugosidad del terreno

• Dirección del viento: la dirección se indica por el punto del horizonte de donde

viene el viento. Al punto del horizonte desde donde procede el viento también se

denomina barlovento, mientras que el punto diametralmente opuesto a

barlovento es sotavento.

• La rosa de los vientos: Es básicamente un medio grafico para describir las

direcciones del viento en un lugar específico. En una rosa de los vientos se

puede dibujar un diagrama polar que permite conocer los tiempos relativos

expresados en porcentajes, durantes los cuales ha soplado en cada dirección


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Figura 1-4. Roza de los vientos

1.1.3. Instrumentos para la determinación de la dirección del viento

El aparato destinado a señalar la dirección del viento es la veleta. Consta de

un pivote vertical, a cuyo alrededor puede girar libremente una pieza en forma de

barra horizontal terminada en punta por uno de sus extremos; en el otro extremo

lleva dos paletas formando ángulo.

Figura 1-5. Veleta

1.2. TEORÍA DE LA EXTRACCIÓN DE LA ENERGÍA DEL VIENTO

El proceso que se desarrolla con un aerogenerador es transformar la

energía cinética del viento en energía mecánica generalmente para dos fines:

• Accionamiento de un generador eléctrico para la producción de electricidad.

• Utilización directa, como energía mecánica para el accionamiento de una

maquina operadora, como por ejemplo generador eólico para mover una

bomba de agua.


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En el primer caso, la maquina eólica se acostumbra a llamar aerogenerador

y en el segundo caso recibe el nombre de aeromotor o aerobomba.

1.2.1. Potencia eólica

La energía cinética del viento es:

2

21 v M E airecin ⋅=

Ecuación 1-1

Ecin: energía cinética en (J)Maire: masa del aire (Kg)

v: velocidad del viento en (m/s)

De la ecuación anterior se puede definir la potencia del viento como:

[ ] 22

1v

dt

dM

dt

dE W P airecin ⋅⋅==

Ecuación 1-2

P: potencia del viento (W)

La potencia es definida respecto a la cantidad de aire (masa) que circula

por un determinado sector del espacio.

A su vez la masa puede ser expresada por:

[ ] [ ]33

mV m

kgkg M aire ⋅⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= ρ

Ecuación 1-3

ρ : Densidad del aire en (Kg/M3)

V: volumen de aire (m3)

Pero definir la variación de masa en el tiempo conlleva una variación de

volumen de aire que circula por el mismo sector:


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dt

dV

dt

dm aireaire ⋅= ρ

Ecuación 1-4

A su vez el flujo de aire esta definido como:

dt

dV

s

mF aire=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ 3

Ecuación 1-5

F: flujo de aire (M3 /s)

También es valida la siguiente igualdad:

[ ] ⎥⎦⎤

⎢⎣

⎡⋅=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡

s

mvm A

s

mF 2

3

Ecuación 1-6

A: sector ortogonal al vector de velocidad del aire en (m2)

Se puede definir la variación del volumen en el tiempo como:

[ ] ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅=

s

mvm A

dt

dV aire 2

Ecuación 1-7

Sustituyen la ecuación 4.1.4 en la ecuación 4.1.7 se obtiene:

[ ] ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅⋅⋅=

s

mvm A

dt

dmaire 2 ρ

Luego sustituyendo, se obtiene la ecuación que define el comportamiento

de la potencia de una masa de aire (viento) que se desplaza con cierta velocidad por

unidad de superficie:


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3

2

1v AP ⋅⋅⋅= ρ

Ecuación 1-8

La ecuación expresa la potencia en función del cubo de la velocidad del

viento y proporcional a la superficie de la sección. También se puede afirmar que

la potencia sigue un comportamiento cuadrático respecto al diámetro del

aerogenerador si se considera la velocidad del viento como constante.

Gráfico 1-1. Potencia versus diámetro del rotor

Se puede apreciar en el gráfico que la potencia crece proporcionalmente

con el cubo de la velocidad y al cuadrado respecto al radio del aerogenerador

(superficie).


22/93

1.2.2. Diagrama de bloques

V i e n t o

A s p a s

G e n e r a d o r

e l é c t r i c o

B a t e r í a s

O n d u l a d o r

( i n v e r s o r )

C o n s u m o

R e c t i f i c a d

o r

M u l t i p l i c a

d o r

d e

v e l o c i

d a d

Figura 1-6. Diagrama de bloques

El diagrama de bloques representa la transformación de energía cinética en

eléctrica en donde toda la energía eléctrica producida por el alternador sincrónico

(generador sincrónico) en forma de corriente alterna que se rectificara (rectificador)

a corriente continua para luego poder almacenar la energía, luego para utilizarla se

transforma nuevamente para su uso con el ondulador.


23/93

1.2.3. Grado de flexibilidad y rendimiento de las maquinas

1.2.3.1. Ley de BETZ y la máxima eficiencia de conversión

Dado que se debe cumplir la ecuación de continuidad en el flujo de aire a su

paso por el rotor del aerogenerador, no se puede extraer toda la potencia eólica

disponible en el viento, ya que si se pudiese hacer esto el aire saldría con una

velocidad nula, es decir, el aire no podría abandonar la turbina y por ende no se

generaría potencia mecánica.

Figura 1-7. Velocidad antes y después del aerogenerador

Así que se debe asumir que debe haber alguna forma de frenar el viento

que esté entre medio de estos dos extremos, y que sea mas eficiente en la

conversión de la energía del viento en energía mecánica útil. La respuesta a esto es

relativamente simple: un aerogenerador ideal ralentizaría el viento hasta 2/3 de su

velocidad inicial, para entender el porque, se tendría que usar la ley física

fundamental para la aerodinámica de los aerogeneradores:

La ley de Betz dice que solo puede convertirse menos de 16/27(59%) de la

energía cinética en energía mecánica usando un aerogenerador.


24/93

Gráfico 1-2. Cp (coeficiente de potencia) de los distintos tipos de aerogeneradores

1.2.4. Demostración del teorema de BETZ

La potencia captada por el aerogenerador se define como la diferencia

instantánea de la energía cinética del viento antes y después de pasar por el

obstáculo en un tiempo ∆t.

( )22

2

1

21

2

1vv

t

m

t

E E P airecinecinecapatada −⋅

∆

∆⋅=

∆

−=

Ecuación 1-9

Otra manera para definir la masa de aire que pasa por el aerogenerador se

logra considerando el promedio de las velocidades antes y después del obstáculo:

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ +⋅⋅=

∆

∆

2

21 vv

At

maire ρ

(

Ecuación 1-10

Sustituyendo la masa del aire con lo expresado en la ecuación:


25/93

( ) ( )21

2

2

2

1

4

1vvvv APcapatada +⋅−⋅⋅⋅= ρ

Ecuación 1-11

Luego se define la razón entre la potencia captada sobre potencia del viento

definida por la ecuación 3.9 donde v será v1:

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⋅

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −⋅=

1

2

2

1

211

2

1

v

v

v

v

P

P

viento

capatada

Ecuación 1-12

Lo anterior permite una definir una funciónviento

captado

P

P v/s una variable

1

2

v

v tal

como muestra el sgte. gráfico.

Grafico 1-3. Eficiencia de Betz

La curva anterior define un máximo en1

2

v

v=

3

1 con una potencia máxima

captada de vientocaptada PP ⋅=27

16.


26/93

En resumen se define la relación de aproximada tal como aparece en al

ecuación y se denomina Ley Betz y representa la máxima cantidad de energía del

viento que se puede transformar en energía mecánica rotacional.

Gráfico 1-4. Potencia referenciales

El gráfico muestra los valores de potencia del viento con respecto a la

potencia producida por la turbina.


27/93

CAPÍTULO 2: AEROGENERADORES


28/93

2. AEROGENERADORES

Las turbinas de los aerogeneradores utilizados para captar la energía del

viento pueden clasificarse en dos categorías básicas: las de eje horizontal (rápidos y

lentos) y las de eje vertical (Darrieus, Savonius).

2.1. AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL

Los generadores de eje vertical son mucho menos utilizados que los de eje

horizontal. La mayoría de los generadores de eje vertical son de dos tipos:

De arrastre diferencial, ya que aprovechan la diferencia de la fuerza del

viento entre una superficie cóncava y una convexa (Savonius).

De rotor de variación cíclica de inercia (Darrieus).

Los del tipo Savonius unen al arrastre diferencial la acción de la fuerza

aerodinámica sobre la superficie de los semicilindros. Son de pequeña potencia y su

campo de aplicación se restringe a la producción autónoma de electricidad o al

bombeo de agua.

Figura 2-1. Rotor Savonius

Los generadores del tipo Darrieus están formados por dos o tres palas de

forma ovalada de perfil aerodinámico y tienen características parecidas a los de eje

horizontal, presentan un par de arranque muy pequeño. Su potencia también es

pequeña y su aplicación es parecida a los generadores de eje horizontal rápido, pero

están poco implementados.


29/93

Figura 2-2. Rotor Darrieus

Las principales ventajas de una máquina de eje vertical son:

Puede situar el generador, el multiplicador, etc. en el suelo, y puede no

tener que necesitar una torre para la máquina.

No necesita un mecanismo de orientación para girar el rotor en contra delviento.

Las principales desventajas son:

Las velocidades del viento cerca del nivel del suelo son muy bajas, por lo

que a pesar de que puede ahorrase la torre, sus velocidades de viento serán muy

bajas en la parte más inferior de su rotor.

La eficiencia promedio de las máquinas de eje vertical no es impresionante.La máquina no es de arranque automático, es decir, una máquina Darrieus

necesitará un "empuje" antes de arrancar. Sin embargo, esto es sólo un

inconveniente sin importancia, ya que puede utilizar el generador como motor

absorbiendo corriente de red para arrancar la máquina o si no se cuenta con energía

de una red o el generador es muy chico para estar conectado a una red de


30/93

electricidad mayor se puede utilizar un aerogenerador del tipo Savonius conectado

al mismo eje del generador Darrieus para iniciar la marcha del generador.

La máquina puede necesitar cables tensores que la sujeten, aunque esta

solución no es practicable en áreas muy cultivadas.

Para sustituir el cojinete principal del rotor se necesita desmontar el rotor,

tanto en las máquinas de eje horizontal como en las de eje vertical. En el caso de

las últimas, esto implica que toda la máquina deberá ser desmontada, lo implica un

mayor costo de mantención.

2.2. AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL LENTOS

Se caracterizan por poseer gran número de palas o alabes, los alabes de los

generadores lentos son del tipo “Molino Americano” y solo consisten en laminas de

acero curvadas y no presentan la complejidad aerodinámica de los alabes de los

aerogeneradores rápidos, se adaptan sobre todo a vientos de pequeñas velocidades.

Arrancan en vacío con vientos de 2 a 3m/s, su momento de arranque es

relativamente elevado. Las potencias desarrolladas por aeromotores lentos son

relativamente pequeños por dos motivos:

Utilizan principalmente vientos de velocidades comprendidas entre 3 a 7m/s

El peso de las palas es tal que casi no se construyen en diámetros mayores

de 10m.

Pese a lo anterior, este tipo de aeromotor es de gran utilidad en regiones

en que la intensidad del viento es del orden de 4 a 5 m/s, sobre todo para el

bombeo de agua.

Figura 2-3. Aeromotor


31/93

2.3. AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL RÁPIDO

Desde los primeros diseños de aerogeneradores para la utilización

comercial, hasta los actuales, ha habido un progresivo crecimiento en la potencia de

las turbinas (mayores rotores y alturas de torre), con progresivos descensos en el

costo de generación por kWh.

En relación al número de palas cabe indicar los siguientes aspectos:

Un menor número de palas permite una mayor velocidad de giro del rotor.

Una mayor velocidad del rotor permite disminuir el tamaño del alternador y

baja la relación del multiplicador de velocidad, disminuyendo el tamaño total del

aerogenerador y su peso.

Como los alabes del generador constituyen entre un 15 y 25% del costo de

la máquina, un menor número de palas abarata el costo del generador.

Por consideraciones de cinética y dinámica de masas en rotación (fuerzas

centrifugas) y producción de ruido, la velocidad de la rotación de las palas y por lo

tanto la velocidad lineal o tangencial de su extremo no debe ser excesiva. Para

grandes aerogeneradores emplazados sobre tierra la velocidad lineal se limita a

unos 65m/s, y si se emplaza sobre el mar la velocidad lineal puede llegar a 70-

75m/s, solo aerogeneradores de un tamaño reducido pueden alcanzar velocidades

mayores y alcanzar los 110 a 120m/s.

2.3.1. Rotor monopala

Este permite una mayor velocidad de rotación, con la consiguiente

disminución de la masa y del costo del generador, pero presenta los siguientes

inconvenientes: requiere un equilibrado muy preciso junto con un contrapeso de

compensación, existe un mayor riesgo de presencia de desequilibrio aerodinámico y

vibraciones con la aparición de esfuerzos de fatiga. Además genera una mayor

cantidad de ruido, alrededor del doble que un generador tripala.

Figura 2-4. Rotor monopala


32/93

2.3.2. Rotor bipala

Es de menor costo que el rotor tripla por las mismas razones anteriormente

expuestas, pero presenta mayores esfuerzos dinámicos que el rotor tripala, lo que

exige un sistema control de los mismos mas sofisticados. Necesita un dispositivo de

fijación al cubo llamado “teetering” que facilita la compensación de los esfuerzos

mecánicos originados por la variación del perfil de la velocidad del viento con la

altura, consiguiéndose de esta forma una distribución casi uniforme de los esfuerzos

en toda la superficie barrida por la pala. Por otra parte, aunque el sistema de

control de potencia sea fijo o variable, es en general mucho más sencillo que en un

rotor tripala, pero los rotores bipala presentan mayor nivel de vibraciones y ruido

que un rotor tripala.

Figura 2-5. Rotor bipala

2.3.3. Rotor tripala

Este rotor presenta como su mayor ventaja un giro más suave y uniformedebido a las propiedades de su momento de inercia, por lo que se minimiza

aparición de esfuerzos sobre la estructura. Además gira a menor velocidad que los

rotores monopala y bipala con lo que disminuye el efecto de la fuerza centrifuga, el

nivel de vibraciones y la producción de ruido. En la actualidad el rotor tripala es la


33/93

configuración mas usada en turbinas eólicas rápidas para la generación de energía

eléctrica.

Figura 2-6. Rotor tripala

2.3.4. Altura del eje de giro respecto al nivel del suelo

Se debe instalar el rotor lo mas alto posible, debido a que la velocidad del

viento aumenta con la altura y también se hace mas uniforme, por lo que disminuye

la diferencia de velocidades de viento entre los extremos del rotor y por lo tanto los

alabes se ven sometidos a una menor diferencia de esfuerzos sobre el plano de giro

del rotor.

Por otro lado, una mayor altura presenta una limitación por los esfuerzos

estructurales que aparecen y los aumentos del costo de construcción. Por ello, la

altura de la torre en la práctica se obtiene a través de un compromiso entre el

aprovechamiento de energía y los mayores costos que representa la mayor altura.

La altura del eje del rotor acostumbra a ser entre 0,5 y 1,5m sobre la altura de la

torre.

En general la altura de la torre (h) en metros se relaciona

aproximadamente con el diámetro del rotor (D) en metros, según la expresión:

h=a+0,75D (en donde a=10/15m)

Actualmente, la altura de la torre y la potencia del aerogenerador se

mantienen en los rangos indicados en la tabla 2.3.4.


34/93

Tabla 2-1. Rangos de altura de torres en función de la potencia del aerogenerador

P(kw) 10 50 80 600 750

h(m) 18-36 24-37 24-52 40-52 40-81

2.3.5. Disposición del rotor con relación al viento

Básicamente se conciben dos disposiciones del rotor: rotor a barlovento

(aguas arriba de la torre) y rotor a sotavento (aguas debajo de la torre).

En el caso del rotor a barlovento, el viento incide primero sobre el plano

del rotor y posteriormente sobre la torre, con lo cual se minimiza la influencia de su

sombra sobre el rotor. Esta disposición requiere de un rotor mas rígido y mas

alejado de la torre a fin de evitar alguna colisión de los alabes con la torre.

En el caso de la disposición a barlovento se requiere de un sistema de

orientación para mantener el rotor siempre frente al viento.

En la disposición del rotor a sotavento no se requiere de ningún dispositivo

de orientación, siempre que el diseño de la góndola y el rotor sea el adecuado. Su

desventaja radica en los efectos de la sombra de la góndola y de la torre sobre los

alabes del rotor con la consiguiente perdida de potencia y aumento de tensión de

fatiga.

2.3.6. Estructura de un aerogenerador

En los aerogeneradores de eje horizontal rápidos, el rotor está constituido

por una hélice de 3, 2 o un alabe; los perfiles utilizados normalmente en las mismas

son muy parecidos al perfil de ala de avión, por cuanto éstos están muy estudiados

y se conocen muy bien sus características; dichos perfiles se eligen teniendo en

cuenta el número de revoluciones por minuto que se desea adquiera el aparato,definiéndose el perfil en función de:

a) La forma de la estructura del mismo respecto a sus líneas medianas o

cuerdas a distintas distancias del eje de giro.

b) De su espesor con relación a la longitud característica de la cuerda.

c) De la simetría o no de las palas, etc.


35/93

Figura 2-7. Pala

La forma de la pala es función de la potencia deseada, al igual que su

velocidad de rotación, eligiéndose perfiles que no creen grandes tensiones en los

extremos de las palas por efecto de la fuerza centrífuga, de forma que el número derevoluciones por minuto máximo (nmáx) no supere la relación (nmáx*D = 2000)

siendo D el diámetro de la hélice en metros.

Para aerogeneradores destinados a la obtención de energía eléctrica, el

número de palas puede ser de 2 ó 3, por cuanto la potencia generada no depende

más que de la superficie A barrenada por la hélice, y no del número de palas. La

aeroturbina puede accionar dos tipos distintos de generadores eléctricos, de

corriente continua (dinamos), o de corriente alterna (síncronos, asíncronos, etc.),

bien directamente o mediante un sistema de multiplicación de revoluciones Fig.

III.8, en la que se observa que los ejes del aerogenerador y del alternador pueden

estar alineados o no. Los primeros diseños que eran de potencias pequeñas y

velocidad fija, tenían generadores de inducción directamente conectados a la red.

Figura 2-8. Primeros diseños


36/93

La potencia nominal, en primera aproximación, viene dada por la expresión:

N = 0,20*D2*v3

En la que N viene dada en W, D en metros y v en m/seg.

Con el diagrama de la Fig III.9 se determina la potencia de un

aerogenerador rápido en función del nº de rpm, el TSR, la velocidad del viento y el

diámetro de la superficie barrida por las palas.

La potencia máxima de un aerogenerador rápido se obtiene para valores del

TSR altos, del orden de 7 a 10, requiriéndose velocidades del viento superiores a 6

m/seg. Su rendimiento es del orden del 35% al 40%, que es un valor más alto que

el de los multipala.

Figura 2-9. Diagrama para la determinación de la potencia en generadores rápidos

Con 3 o 4 palas se consigue un par de arranque importante, por cuanto en

la puesta en marcha la fuerza ejercida por el viento es proporcional al número de

palas (de ahí el uso de rotores multipala para el bombeo de agua, que requieren un


37/93

buen par de arranque dadas las características del fluido a bombear), cosa que no

se consigue con aparatos bipala que, en algunos casos, precisan de energía

adicional para comenzar a funcionar.

El menor número de alabes en los rotores disminuye el costo del

aerogenerador, pero al mismo tiempo los alabes deben ser de una mayor tecnología

y diseño aerodinámico para así aprovechar mejor la energía del viento. Como el

rotor se conecta a un generador eléctrico el troqué generado es relativamente bajo,

con lo que la carga sobre cada alabe también es baja, así se pueden construir

alabes mas esbeltos y livianos.

2.3.7. Componentes de un aerogenerador

Los aerogeneradores constan de diferentes partes:

Figura 2-10. Aerogeneradores

Rotor: Se compone de:

Buje (1): De él surgen las aspas y está unido solidariamente al eje de baja

velocidad.

Palas (2): Las palas del rotor recogen la energía del viento y transmiten su potencia

hacia el buje. Su diseño es muy parecido al de las alas de un avión y cada vez

tienen una longitud mayor pues oponen más resistencia al aire y su eficiencia es

mayor.

Góndola: La góndola contiene los componentes clave del aerogenerador para la

obtención de electricidad:

Eje de baja velocidad (3): Conecta el rotor con el multiplicador. Además contiene

conductos del sistema hidráulico para permitir el correcto funcionamiento de los

frenos aerodinámicos.


38/93

Multiplicador (4): Permite que el eje de alta velocidad, al que está unido, gire 50

veces más rápido que el de baja velocidad.

Eje de alta velocidad (5): Gira a unas 1500 r.p.m. y permite el funcionamiento del

generador eléctrico. En él se encuentra el freno mecánico.

Generador eléctrico (6): También conocido como asíncrono o de inducción. Los

aerogeneradores modernos suelen tener una potencia máxima entre 500 y 3000

kW. La corriente eléctrica producida es enviada a un transformador donde se

aumenta el voltaje hasta igualarlo al estándar de la red local.

Controlador electrónico (7): Tiene un ordenador que recoge los datos de

aerogenerador, controla el sistema de orientación y en caso de emergencia avisa al

ordenador central.

Unidad de refrigeración (8): Tiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar el

generador (a veces el generador se enfría con agua). Además contiene una unidad

de refrigeración de aceite que enfría el aceite del multiplicador.

Sistema hidráulico (9): Es utilizado para restaurar los frenos aerodinámicos.

Anemómetro y veleta (10): Los datos recogidos por el anemómetro son recogidos

por el ordenador, que pone en marcha el aerogenerador si la velocidad del viento

supera los 5 m/s y lo detiene si esta supera los 25 m/s.

Los datos recogidos por la veleta los utiliza para orientar el aerogenerador contra el

viento.

Torre: Sostiene la góndola a cierta altura pues el viento es menor cuanto más nos

acercamos a la superficie terrestre.


39/93

2.4. MANTENCIÓN DE LOS AEROGENERADORES

Se debe aplicar una mantención preventiva para el intercambio de las

piezas de mayor desgaste como el buje principal del rotor y los rodamientos del

multiplicador de velocidades y del alternador, para así evitar una falla mayor. Estos

elementos han sido estudiados minuciosamente, así que existen claros tiempos de

vida que son especificados por los fabricantes de cada elemento para cada tipo de

uso, por ello se debe respetar el tiempo de vida que indica el fabricante.

En general todos los elementos del aerogenerador deben tener un plan de

mantencion preventiva especificado por el fabricante.

Se debe tener atención especial a las aspas del aerogenerador ya que ellas

pueden estar sometidas a un desgaste mayor debido a las colisiones con objetos

extraños a las que están expuestas, estos objetos en su mayoría serán animales,

específicamente pájaros que colisionen con las aspas en movimiento. Este desgaste

será mayor en aerogeneradores pequeños por la menor masa que tienen las aspas

pequeñas. En el caso de las colisiones de objetos extraños con las aspas se debe

aplicar una mantencion por falla o avería ya que es imposible predecir cuando

ocurrirán estos accidentes.

Las aspas deben ser revisadas diariamente para inspeccionar su estado.

La torre de los aerogeneradores, independiente de su material, debe serinspeccionada y revisada visualmente por la aparición de fisuras y grietas en su

estructura que se generan debido a las vibraciones que genera el aerogenerador, y

si la torre esta fabricada en acero esta debe ser inspeccionada especialmente por la

aparición de oxido en su estructura, si se encuentra en un ambiente muy agresivo

(cerca de la costa o sobre el mar) debe ser recubierta con una pintura antioxidante

que se renovara anualmente.

2.5. REGULACIÓN Y CONTROL DE LOS AEROGENERADORES

Debido a la variabilidad general del régimen de vientos, se impone la

necesidad de adoptar sistemas de control de los alabes. De esta forma, se busca

optimizar el funcionamiento del aerogenerador y soportar satisfactoriamente

condiciones de operación diferentes a las de diseño

Los sistemas de regulación y control pueden dividirse en 2:

• Sistema de protección de los alabes

El objetivo principal es proteger el aerogenerador de los esfuerzos y

solicitaciones mecánicas, por sobre el nivel de diseño, producidos por aumentos


40/93

excesivos en la rapidez del viento. Estos sistemas evitan los posibles daños en el

rotor y generador que se producirían al embalarse la eoloturbina.

Dentro de los sistemas de seguridad y protección de los alabes, se pueden

distinguir dos tipos de control según el propósito: protección contra viento

excesivo y control de velocidad de giro excesiva. El sistema clásico protege al

aerogenerador contra el viento excesivo es el giro del plano de rotación del

rotor. Esta técnica permite proteger al rotor y al molino de fuertes ráfagas de

viento, al mismo tiempo que impide el empalamiento o carga excesiva del

generador. Sin embargo, la aplicación de este sistema de protección en unidades

grandes se ve dificultada por la magnitud de las fuerzas giroscópicas que

producen el giro violento del rotor. En cuanto al control de la velocidad excesiva

de giro del rotor, se utiliza mecanismos tales como el freno aerodinámico que no

protege al rotor n a la torre de las ráfagas de viento, pero si permite una

regulación de la velocidad de giro de mayor precisión que los procedimientos ya

descritos, protegiendo al rotor y generador del empalamiento.

• Sistema de control de paso de los alabes

La implementación de sistemas de control de paso (pitch control) esta muy

relacionada con la conexión de aerogeneradores a redes o mallas de

distribución eléctricas. Estos son especialmente importantes para lasinterconexiones en las que la potencia nominal del aerogenerador o conjunto de

aerogeneradores es comparable con la red. Para lograr esta finalidad, la

velocidad de giro del rotor debe permanecer constante, permitiendo solo

mínimas variaciones dentro de intervalos de tiempos muy breves. En términos

generales, el sistema de operación es el siguiente: a baja rapidez de viento, el

anulo de paso deberá mantenerse alto para obtener la velocidad de giro deseada

y lograr la partida del aerogenerador (torque de partida); si aumenta la

velocidad del viento, el ángulo de paso disminuye gradualmente hasta llegar a

un ángulo de ataque real cercano al óptimo, manteniendo la velocidad del rotor

constante. De esta manera, se mantiene un valor elevado de Cp en un amplio

rango de condiciones de viento y carga.

• Sistemas adicionales de protección y control

En términos generales un generador eólico moderno deberá contar con un

sistema adicional de control y protección con los que se mencionan y describen a

continuación.

• Sistema de orientación.

Estos periten efectuar un regulación del rotor de la maquina reubicando las

aspas -en su plano de giro- a favor de la dirección del viento cada vez que este


41/93

cambia de sentido. De esta forma, se logra captar en forma óptima el flujo de

viento incidente logrando así una mayor extracción de energía. Los sistemas de

orientación son utilizados en todas sus unidades de eje horizontal. La rueda

lateral y los mecanismos asociados son controlados por medio de

microprocesadores.

• Sensores de turbulencias y sobrevelocidad

• Sensores de vibraciones.

La mayoría de aerogeneradores modernos traen incorporado una unidad de

control y regulación. Esta posee todos los dispositivos de control (reles,

interruptores y sensores) necesarios para su optimo funcionamiento.

Figura 2-11. Foto de un sensor de vibraciones

2.6. COMPARACIÓN ENTRE GENERADORES DE EJE VERTICAL Y

HORIZONTAL

Las principales ventajas de los generadores de eje horizontal frente a los

de eje vertical son:

Los de eje horizontal tienen un coeficiente de potencia (Cp) mayor, lo que

los hace mas eficientes para la generación de energía eléctrica.

Los generadores de eje horizontal rápido presentan una velocidad de giro

mayor, por lo que son más adecuadas para el accionamiento de generadores

eléctricos que giran a 1000 o 1500rpm.

Los generadores de eje horizontales permiten barrer mayores superficies

que los de eje vertical, por lo que alcanzan potencias mayores.

Los de eje horizontal aprovechan el efecto de la altura que da un viento

más rápido y constante, los generadores verticales, por su configuración no pueden

utilizar el efecto de la altura.


42/93

Principales ventajas de los generadores eólicos de eje vertical frente a los

de eje horizontal:

• No necesitan sistemas de orientación para alinear el eje de la turbia con la

dirección del viento, como ocurre en las de eje horizontal.

• Cuando el generador vertical trabaja en una aplicación que requiere

velocidad constante, no es necesario incorporar ningún mecanismo de

cambio de paso.

En general los generadores de eje horizontal, son más eficientes y giran a

mayor cantidad de revoluciones que los generadores de eje vertical, esto los

transforma en una mejor opción para el accionado de alternadores o generadores

eléctricos.

2.7. ECONOMÍA DE LOS AEROGENERADORES

2.7.1. Bases para la explotación económica de los aerogeneradores

La explotación de la energía eólica mediante aerogeneradores, es muydistinta a la energía generada en forma convencional como las plantas térmicas e

hidráulicas principalmente debido a los siguientes factores:

a) Por su naturaleza aleatoria, pero inagotable, lo que la hace incontrolable ya

que su comportamiento no es diariamente previsible.

b) Su intensidad depende de variables tales como presión, temperatura y la

altura a la que se encuentra el generador. Su concentración es baja y no es

almacenable directamente.

c) Es imposible asegurar en un 100% que se dispondrá de la energía que se

desee en un momento puntual, debido a su naturaleza aleatoria. Sin embargo, si se

efectuó una medición de viento previa y según los parámetros establecidos para tal

medición, se puede asegurar que en un periodo de tiempo más extenso la cantidad

de viento y por ende la cantidad de energía proyectada se podrá extraer del viento.

Esta condición hace sumamente importante una buena medición de vientoprevio a la realización del proyecto eólico para así tener éxito en la extracción de la

energía.

Gracias a estas consideraciones, los parámetros económicos que

caracterizan el funcionamiento de aerogeneradores se presentan con valores

relativamente distintos a las de máquinas motrices convencionales, ya que en los


43/93

parámetros económicos de los aerogeneradores no participa el costo de una energía

primaria utilizada aparte del viento y este no tiene costo, pero si tendrán impacto

económico el valor del kV de potencia instalada y los factores de impacto ambiental.

2.7.2. Costos de inversión

Los costos de inversión son los siguientes:

• Costos de adquisición, internación y transporte de equipos.

• Costos de instalación en terreno.

• Costos de instalación de la red interna.

• Costos indirectos.

• Costos de operación y mantenimiento.

2.7.2.1. Costos de adquisición, interacción y transporte de equipos

Esta información se obtiene mayoritariamente de los fabricantes y

distribuidores de los aerogeneradores, y deben ser especificados al detalle por ellos.

Parte de los valores que se incluyen deben ser: garantías por un periodo de tiempo

especificado, seguros, asesorías y otros.

2.7.2.2. Costos de instalación en terreno

Los costos estimados relacionados con la instalación de los equipos son los

siguientes:

• Preparación del lugar : 3 US$/m²

• Despeje del terreno :1,5 US$/m²

• Excavaciones : 2 US$/m²

• Fundaciones :250 US$/m³

• Erección de la torre :150 US$/h

Este ítem, al igual que los siguientes, se ve afectado en gran medida por las

condiciones del terreno, su ubicación, clima y envergadura del proyecto.

2.7.2.3. Costos de instalación de la red interna

Los costos estimados de tendido aéreo y subterráneo son:

• Tendido aéreo : 15 US$/m

• Tendido subterráneo : 50 US$/m


44/93

Estos valores estimados incluyen los gastos demandados por la instalación

completa, incluyendo: conductores, postes, ductos y mano de obra, como en el caso

anterior los valores dependerán del tipo de terreno, sin embargo constituyen un

buen valor de referencia.

2.7.2.4. Costos indirectos

La estimación de los costos indirectos se realizo a base de información

proveniente de fabricantes de maquinas eólicas y a la distribución de costos de

inversión en centrales eoloeléctricas:

• Gastos asesoría-consultoría : 4%

• Administración del proyecto : 3%

• Gastos generales, imprevistos : 3%

• Puesta en marcha : 1%

• Servicios varios : 1%

2.7.2.5. Costos de operación y mantenimiento

Aquí se hace referencia a los costos por operación y mantenimiento de una

granja eólica. Como no se conocen una relación completamente confiable para sucálculo, estos valores se recogerán de estimaciones basadas en experiencias

obtenidas en granjas eólicas de California.

De acuerdo a la información obtenida, los costos de operación y

mantenimiento alcanzan un valor aproximado de un 1,5% del valor de los

aerogeneradores. En términos de energía, el valor promedio en la actualidad es de

0,008US$/kWh.

2.8. IMPACTO AMBIENTAL

La contaminación ambiental generada por la generación tradicional de

energía genera un costo adicional no incluido en el valor de la energía que estos

sistemas producen, además, se sabe que las reservas de energías no renovables

son muy limitadas. Esta información demuestra que hay costos no cubiertos, estos

costos se podrían denominar como costos sociales y no están reflejados en los

precios reales del mercado actual, y por lo tanto no se toman en cuenta a nivelindividual.

El análisis que sigue se realiza de acuerdo a las referencias (1) y (2), y a la

información entregada por fabricantes de aerogeneradores.

Una de las primeras investigaciones realizadas en materia de costos

externos a la producción de electricidad fue realizada por O. Hohmeyer referida a


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Alemania, en el año 1989. Esta investigación y trabajos mas recientes del mismo

autor y otros (referencia (2) y (3)) representan los esfuerzos de los países

industrializados mas desarrollados por identificar y determinar los costos externos

asociados.

De los estudios de Hohmeyer, se desprenden cuatro categorías de costos

externos:

• Costos ambientales y de salud

• Costos de escasez a largo plazo

• Efectos macroeconómicos

• Subvenciones publicas directas e indirectas

2.8.1. Costos ambientales y de salud

Es el ejemplo mas conocido y claro de los costos externos y se origina por

el aumento de la contaminación en general, en la siguiente tabla se entrega

información económica con respecto a los daños asociados al aumento de la

contaminación.

Tabla 2-2. Costo anual de la polución del aire en la RFA, en miles de millones dedólares

Daños a:

Costos en

US$/año*10^9

Humanos 0,9-23,8

Materiales 1,3-2,4

Fauna 0,1

Flora 3,5-5,4

Total 5,8-31,7

Fuente: basada en precios de 1982

Debido a que no se puede establecer una relación clara de causa y efecto

entre las emisiones y los daños producidos, se utiliza un método de asignación muy

simplificado. El costo de daños totales, dividido entre las emisiones de las plantas

termoeléctricas, entregara el valor del costo externo especificado asociado.

La referencia que es empleada generalmente como base para cuantificar

los daños climáticos producto de las emisiones de CO2, es el aumento en el nivel del

mar y los daños producto de catástrofes ambientales.


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2.8.2. Costos de escasez de combustibles fósiles a largo plazo

Una parte importante de los costos externos es la escasez de los

combustibles fósiles y del uranio, que solo podrán aumentar su valor en el tiempo,

como ya se refleja en los precios en constante aumento de los combustibles

derivados del petróleo.

El aumento de los precios de estos combustibles dependerá de la escasez

de ellos en el mercado mundial.

2.8.3. Efectos macroeconómicos

Las estrategias energéticas para cada sector energético implican efectos

positivos de diferente magnitud sobre la generación del valor agregado, el empleo y

los ahorros de los consumidores finales. Aquí se puede realizar una comparación de

dos alternativas, como el beneficio o costo social neto.

En la siguiente tabla se entrega una visión resumida de los costos descritos

hasta aquí.

Tabla 2-3. Resumen de costos y/o beneficios externos en producción de energía.

Valores calculados para la RFA en el año 1991

Fuentes de energía para la producción

de electricidad

Categorías de costos Combustibles Combustibles Energía Energía

(beneficios) fósiles Nucleares Eólica Solar

US$c/kWh

1. Daños ambientales 1,5-4,2 2,1-12,4 0,1 0,3

2. Recargo por explotación 0,4-2,8 2,9-27,9

3. Subvenciones 0,2 1 01-0,2 0,2-0,4Total costos sociales brutos 2,1-7,2

Efectos macroeconómicos 0,5-0,3 4,9-1,4

netos

Costos sociales evitados 15,0-3 15,0-3

Suma de costos sociales evitados 15,4-3,1 19,4-3,7

Promedio Total 4,6 23,5 9,2 11,6


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Tabla 2-4. Cuadro comparativo de emisiones aéreas para sistemas convencionales y

no convencionales de generación de electricidad

Sistema Fotovoltaico Aerogenerador Generador Generador Extensión

Energético Si Mono y Eje horizontal Diesel Nafta 2T-4T Red

Emisiones Semicristalino Eléctrica

g/kWh e

CO2 40-150 25-60 1250-1380 1770-1980 400

Partículas 0,28-0,52 0,04-0,23 1,6 0,24-12 0,08

CO 0,06-0,15 0,03-0,05 7,7 630-1380 0,2

HC 0,16-0,70 0,15-0,31 3,8-4 31-660 3

NOx 0,14-0,44 0,06-0,15 13 1,1-4,4 1,5

SO2 0,24-0,84 0,10-0,28 2,5-2,7 1,6-2,5 1,6

Aldeidos 2-8*10^-4 1-3*10^-4 0,1 0,34-3,1 0,002


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CAPITULO 3: SELECCIÓN DE UN AEROGENERADOR


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3. SELECCIÓN DE UN AEROGENERADOR

3.1. TIPOS DE AEROGENERADORES DISPONIBLES

El mercado de aerogeneradores nacional, solo dispone del tipo de eje

horizontal de giro rápido. Este tipo se presenta, en su mayoría, con tres o dos palas.

Solo se dispone de este tipo de aerogenerador por su eficiencia en la

extracción de energía eólica en comparación con los otros modelos existentes,

además se puede construir en un gran rango de tamaños y con elementos presentes

en el mercado.

Cabe mencionar que la mayoría de los aerogeneradores son importados

principalmente desde América del norte y Europa, lo que aumenta su costo por la

importación pero promete una alta calidad debido a los estándares y normas de

construcción de aquellos países.

Lamentablemente los aerogeneradores de eje vertical no presentan una

eficiencia que pueda competir con los aerogeneradores de eje horizontal, pero se

pueden construir a partir de materiales de fácil acceso y no específicamente

construidos para formar parte de un aerogenerador. Es lamentable que los modelos

de eje vertical no presenten un buen rendimiento, por que no precisan de unatecnología tan alta como la de los aerogeneradores de eje horizontal, y lo más

importante, no necesitan un sistema de orientación hacia el viento, pero su

rendimiento los hace ineficientes.

3.2. PARÁMETROS PARA LA SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE UN

AEROGENERADOR

3.2.1. Tipo y cantidad de viento

Dependiendo del tipo y de la cantidad del viento en el lugar en que quiere

instalar un aerogenerador, se deberá seleccionar un generador adecuado para las

condiciones particulares.

Si solo se presenta un viento de baja velocidad, es decir no mayor a 3m/s,

se deberán seleccionar aerogeneradores de pequeño o mediano tamaño, si se

presenta un viento en forma de ráfagas se deberá seleccionar un aerogeneradorpequeño, que sea capaz de reaccionar rápidamente a los cambios de velocidad en el

viento y que pueda girar a altas revoluciones para así extraer la mayor cantidad de

energía del viento de esas características. Es especialmente importante, que si el

viento se presenta en ráfagas, el aerogenerador y especialmente sus aspas, sean

muy livianas para que así pueda reaccionar rápidamente.


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Si se presenta un viento constante con una velocidad mediana o rápida, es

decir de 5 m/s en adelante, ya se pueden instalar aerogeneradores de mayor

tamaño, comprendido entre 1 a 10 Kw, estos aerogeneradores necesitan un viento

más constante y no son útiles para ráfagas ya que no logran reaccionar con la

suficiente rapidez a los cambios del viento y velocidades muy altas de viento pueden

dañar los aerogeneradores por las fuerzas centrifúgales que aparecen.

3.2.2. Cantidad de energía a generar

Una vez que se conoce el tipo de viento que se presenta en el lugar del

proyecto, se deberá seleccionar la mejor opción de aerogeneradores según la

cantidad de energía que se quiera obtener, aquí entra en juego la evaluación

económica de las distintas opciones de aerogeneradores. Puede que sea más

favorable económicamente instalar varios aerogeneradores de menor tamaño, en

vez de uno de mayor tamaño que cubra por si solo la demanda de energía, estos

factores dependerán del precio del aerogenerador y del precio de la energía, todo

esto se deberá evaluar en un flujo de caja.

3.2.3. Primer acercamiento a la selección de un aerogenerador

El tamaño de turbina eólica que usted requiere depende del uso que vaya ahacer de ella. El rango de turbinas pequeñas se encuentra entre los 20w y los

100kw. Las más pequeñas o “micro” (de 20 a 500w) se emplean en una gran

variedad de aplicaciones, tales como la carga de baterías para vehículos

recreacionales, veleros y el abastecimiento de energía eléctrica para boyas marinas

y estaciones pequeñas de medición de tipo meteorológicas.

Las turbinas de 1 a 10kw se usan para generar energía eléctrica y con ella

abastecer uno o varios hogares o bombas de agua.

La energía eólica ha sido usada por siglos para el bombeo de agua y para la

molienda de granos. Aunque los molinos de viento mecánicos aun son una opción de

bajo costo para el bombeo de agua en zonas de poco viento, los granjeros y

propietarios de ranchos han descubierto que el bombeo eoloeléctrico es más versátil

y pueden bombear el doble de volumen de agua con la misma inversión inicial.

Además, los molinos de viento tienen que ser colocados encima del pozo donde se

extrae el agua, y por lo tanto no se puede aprovechar las mejores condiciones de

viento de otros sitios.

Un hogar típico consume aproximadamente 9,400kw/h al año (cerca de 780

kWh por mes). Dependiendo de la velocidad promedio del viento en el área unaturbina de potencia nominal de entre 5 y 10kw, podría hacer una contribución

importante para esta demanda. Una turbina de 1.5kw podría cubrir las necesidades

en un hogar que consuma alrededor de 300 kWh al mes en un sitio con una

velocidad de 6.26m/s de velocidad promedio anual. El fabricante puede

proporcionarle una estimación de la generación de energía en función de éste


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parámetro. Asimismo, puede proporcionarle información acerca de la máxima

velocidad de viento a que la turbina puede trabajar en forma segura. Aunque la

mayoría de ellas cuentan con sistemas de control para evitar que gire a altas

velocidades cuando existen vientos muy intensos y sufrir algún desperfecto. Esta

información, junto con la velocidad de viento del sitio y su consumo de energía le

ayudarán a decidir cual es el tamaño de turbina eólica más adecuado a sus

necesidades de electricidad.

3.3. EJEMPLO DE FLUJO DE CAJA EN UN PROYECTO PURO PARA LA

ADQUISICIÓN DE UN AEROGENERADOR DE 1KW

El flujo de caja que se presenta a continuación se realizo suponiendo un

crédito bancario de $4.783.800.- con un 12% de interés anual a cinco años de

plazo, siendo el propietario el único inversionista.

El aerogenerador a instalar es de 1kw, con todos los elementos necesarios

para el almacenamiento y rectificación de la energía eléctrica.


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Tabla 3-1. Flujo de caja


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3.3.1. Amortización de flujo de caja anteriormente expuesto

La tabla de amortización se realizo suponiendo un interés del 12% anual y a

un plazo de 5 años.

Tabla 3-2. Amortización

Interés anual Años Préstamo Valor cuota

0,12 5 4783800 1327073

Año 1 2 3 4 5

Capital 4783800 4030783 3187405 2242821 1184886

Tasa de interés 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12

Interés 574056 483694 382489 269138 142186

Cuota 1327073 1327073 1327073 1327073 1327073

Amortización 753017 843379 944584 1057934 1184886

3.3.2. Análisis del flujo de caja y tabla de amortización

Como se desprende de la tabla de amortización, el crédito que se adquirió

se puede devolver luego de 5 años, pagando una cuota anual al banco de

$1.327.072,68.- o una mensualidad de $110.589,39.-, como se puede apreciar la

cuota mensual no es de un valor muy elevado, y además se debe restar al valor de

la cuota, el valor de la cuenta de electricidad que se habría pagado si no existiera el

aerogenerador.

Como el flujo de caja se realizo suponiendo una vida útil del aerogenerador

de diez años, pero solo se necesitan cinco años para pagar el crédito cómodamente,

se puede deducir que el resto de los años que le quedan al aerogenerador de vidasolo habrá ahorro de gastos económicos en el consumo de energía del hogar donde

se instalará el aerogenerador.

Además, como se sabe que el precio de la energía producida por los

sistemas tradicionales de generación va a ir siempre en aumento, se puede decir

que el ahorro será siempre mayor en el tiempo en comparación con el costo de la

energía tradicional.


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CAPÍTULO 4: SELECCIÓN E INSTALACIÓN DE UN AEROGENERADOR DE

EJE HORIZONTAL


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4. SELECCIÓN E INSTALACIÓN DE UN AEROGENERADOR DE EJE

HORIZONTAL

4.1. DATOS NECESARIOS PARA EL CÁLCULO DE POTENCIA E

INSTALACIÓN DEL AEROGENERADOR

Los datos necesarios para la selección son:

Cantidad de viento disponible en el lugar del proyecto

Cantidad de energía a consumir

Factor de rugosidad del terreno según la escala de Hellman (para poder

determinar la altura de la torre)

4.2. EJEMPLO DE SELECCIÓN E INSTALACIÓN DEL AEROGENERADOR

4.2.1. Calculo de energía eléctrica del proyecto y acumuladores necesarios para el

funcionamiento

En este proyecto ficticio se tomara como ejemplo un hogar o casa

promedio que esta completamente desconectada de la red eléctrica nacional y que

solo será abastecida de electricidad por un aerogenerador, es decir, una casa con:

1 Refrigerador : 150w

1 Microondas : 1000w

1 Televisor : 70w

1 Computador : 130w

1 Lavadora : 250w

15 Luces de 75w cada una : 1050w

Lo que de un consumo total de 2650w si todos los artefactos estuvieran

funcionando al mismo tiempo.

Primero se debe calcular la corriente máxima que circulara por el circuito si

todos los artefactos estuvieran en funcionamiento al mismo tiempo.

En nuestro caso se utilizara una tensión de 220V, ya que los artefactos quese alimentaran son del comercio normal y no han sido modificados para otro tipo de

tensión, entonces:

I=Potencia/Tension

I=2650w/220V


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I=12,05A

La corriente máxima que circulara por nuestro circuito será de 12,05

ampere.

Pero, como nunca estarán todos los artefactos prendidos al mismo tiempo,

estimaremos un consumo de 1500wh, entonces se necesitara una capacidad de los

acumuladores de:

I=Energía/Tension

I=1500wh/220V

I=6,82A-h

Como en la actualidad los acumuladores tienen un tiempo nominal de

duración de descarga, se logran obtener sin problemas corrientes máximas

constantes de 35 ampere durante 6 horas, entonces su capacidad será de:

I(h)=Intensidad*horas de uso

I(h)=6,82A-h x 24*

I(h)=163,68A-h

*: Se tomará como tiempo de consumo las horas de un día, para así dar laseguridad de que siempre habrá suficiente energía acumulada.

Entonces si un acumulador o batería logra una descarga máxima de 35

ampere durante 6 horas, se necesitarán 4,8 acumuladores como mínimo para cubrir

el consumo diario del hogar.

Para asegurar un abastecimiento de energía, se utilizara un factor de

seguridad de 2 y además se tomara en cuenta un margen de autonomía de 3 días,

es decir 72 horas, para cualquier eventualidad que se presente. Lo que da un total

de 28,8 acumuladores, es decir 29 acumuladores para asegurar un abastecimiento

de energía.

4.2.2. Potencia del aerogenerador para nuestro proyecto

En este caso se asumirá que habrá 8 horas de viento diario,

suficientemente fuerte como para que, el generador genere a su máxima capacidad.

Tomando en cuenta que los acumuladores pueden descargarse a su

máxima capacidad en 6 horas, también pueden cargarse en 6 horas si estánexpuestos a la corriente suficiente.

Tomando en cuenta que la máxima capacidad de carga es de 35 ampere en

6 horas por acumulador, entonces la energía necesaria para cargar los

acumuladores es de:

8/17/2019 Estudio y Comparación de Los Distintos Tipos d

estudio y comparación de los distintos tipos de aerogeneradores y su instalación

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