Energia eolica

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Energia eolica

  1. 1. Energía eólica es la energía obtenida delviento, es decir, la energía cinéticagenerada por efecto de las corrientes deaire, y que es transformada en otras formasútiles para las actividades humanas. La energía eólica ha sido aprovechadadesde la antigüedad para mover losbarcos impulsados por velas o hacerfuncionar la maquinaria de molinos almover sus aspas
  2. 2. Las primeras máquinas queaprovecharon el viento fueronprobablemente los molinos de viento deeje vertical usados para moler granos enPersia (actualmente Irán) alrededor del200AC. Tenían un cierto número debrazos en los cuales se montaban velas,las cuales originalmente estaban hechasde cañas.
  3. 3. Aprovechar el viento para lageneración en gran escala de energíaeléctrica es un desarrollo relativamentereciente. El viento ha sido utilizado porcentenares de años para la navegacióny para accionar molinos de viento, perono fue hasta fines del siglo XIX que seconstruyo la primera turbina eólica parala producción eléctrica. Este molino deviento fue construido por Charles Brush.
  4. 4. Este molino tenía 17 metros de alto y unrotor de 144 paletas, completamenteconstruido de madera del cedro. Pocodespués de eso, el danés Poul la Cour,descubrió que las turbinas del vientoque rotaban rápidamente y poseíanrotores con pocas paletas generabanelectricidad más eficientemente que lasturbinas de viento de movimiento lentocon rotores de muchas paletas.
  5. 5. La energía eólica es aprovechada por nosotros básicamente por un sistema de un rotor que gira a medida que pasa viento por este. La potencia del viento depende principalmente de 3 factores: Área por donde pasa el viento (rotor) Densidad del aire Velocidad del viento 
  6. 6. El desarrollo de la energía eólica enLatinoamérica está en sus comienzos,llegando la capacidad conjuntainstalada en estos países a los 769 MW(datos de septiembre de 2009). Eldesglose de potencia instalada porpaíses y su porcentaje sobre el total decada país es el siguiente:
  7. 7.  Brasil: 415 MW (0,4%) México: 85 MW (0,17%) Costa Rica: 70 MW (2,8%) Nicaragua: 40 MW (5%) Argentina:29 MW (0,1%) Uruguay: 20 MW (0,8%) Chile: 20 MW (0,2%) Colombia: 20 MW (0,1%) Cuba: 7,2 MW (0,05%) Ecuador: 2,4 MW (0,05%) Perú: 0 MW (0%) Venezuela: 0 MW (0%)
  8. 8. En México, el desarrollo tecnológicopara el uso de este tipo de energía, seinició con un programa deaprovechamiento del Instituto deInvestigaciones Eléctricas (IIE), hace yamuchos años, en febrero de 1977.
  9. 9. El uso de energía eólica en México aún esjoven pues existen muchas zonas porexplorar en búsqueda de un terrenopropicio para la apertura de plantas, sinembargo, las mediciones de pequeñasredes anemométricas, realizadasprincipalmente por el IIE y algunas otrasentidades o empresas, han servido parasaber de la existencia de vientosaprovechables y económicamente viablesen las siguientes regiones:
  10. 10.  Península de Baja California. Península de Yucatán. Las costas del país. El altiplano norte. México tiene una central de 1,575 kW en la Venta, Oaxaca, con planes de ampliarla a 54 MW. Nicaragua también tiene planes de instalar una central eólica de al menos 30 MW. En el Caribe, la empresa eléctrica de Curazao opera desde marzo de 1994 una central de 4 MW que fue la primera eoloeléctrica en América Latina y el Caribe.
  11. 11. Una turbina eólica es un dispositivomecánico que convierte la energía delviento en electricidad. Las turbinaseólicas diseñan para convertir la energíadel movimiento del viento (energíacinética) en la energía mecánica,movimiento de un eje. Luego en losgeneradores de la turbina, ésta energíamecánica se convierte en electricidad.
  12. 12. La electricidad generada se puede almacenar en baterías, o utilizar directamente. Hay tres leyes físicas básicas que gobiernan la cantidad de energía aprovechable del viento. La primera ley indica que la energía generada por la turbina es proporcional a la velocidad del viento al cuadrado.
  13. 13.  La segunda ley indica que la energía disponible es directamente proporcional al área barrida de las paletas. La tercera ley indica que existe una eficacia teórica máxima de los generadores eólicos del 59%.
  14. 14. En la práctica, la mayoría de las turbinasde viento son mucho menos eficientesque esto, y se diseñan diversos tipospara obtener la máxima eficacia posiblea diversas velocidades del viento. Losmejores generadores eólicos tieneneficacias del 35% al 40%.
  15. 15. las turbinas eólicas se diseñan para trabajardentro de ciertas velocidades del viento.La velocidad más baja, llamada velocidadde corte inferior que es generalmente de 4a 5 m/s, pues por debajo de esta velocidadno hay suficiente energía como parasuperar las pérdidas del sistema. Lavelocidad de corte superior esdeterminada por la capacidad de unamáquina en particular de soportar fuertesvientos.
  16. 16. La velocidad nominal es lavelocidad del viento a la cualuna máquina particularalcanza su máxima potencianominal. Por arriba de estavelocidad, se puede contarcon mecanismos quemantengan la potencia desalida en un valor constantecon el aumento de lavelocidad del viento. Los elementos principales decualquier turbina del vientoson el rotor, una caja deengranajes, un generador,equipo del control y monitoreoy la torre.
  17. 17.  (1) CIMIENTO (2) TORRE (3) GONDOLA CON TREN DE FUERZA (4) ALABES O PALETAS (5) ROTORY EL EQUIPAMIENTO ELECTRICO
  18. 18. Para garantizar la estabilidadde una turbina eólica seconstruyen los cimientos, quepueden ser superficiales oprofundos. El tipo decimentación depende de laconsistencia del suelo dondese va a instalar la máquina. La torre se construye no solopara resistir el peso de lagóndola y de los álabes delrotor, sino también debeabsorber las cargascausadas por la variación depotencia del viento.
  19. 19. El rotor es el componente que ayuda a losálabes o palas del rotor a convertir la energíadel viento en movimiento mecánico rotacional.El rotor está compuesto por los propios álabes yel buje (elemento que une los álabes con elárbol principal mediante el cojinete principal). Elbuje es el centro del rotor y se fabrica de hierroo acero fundido.Si el aerogenerador tiene caja multiplicadora, elbuje se conecta directamente al eje de bajavelocidad de la caja multiplicadora y conviertela energía del viento en energía en rotación. Sila turbina no posee caja multiplicadora, laenergía se transmite directamente algenerador.
  20. 20. La góndola soporta toda la maquinariade la turbina y debe ser capaz de rotarpara seguir la dirección del viento, por loque se une a la torre medianterodamientos. El diseño de la góndoladepende de cómo el fabricante decidióubicar los componentes del tren defuerza (eje del rotor con los cojinetes,caja multiplicadora, generador,acoplamiento y freno).
  21. 21. La caja multiplicadora es unmultiplicador de velocidad queconvierte el movimiento rotacional de18-50 rpm del rotor enaproximadamente 1 750 rpm con querota el generador. La velocidad de girodel generador depende de lafrecuencia de la corriente eléctrica y delnúmero de pares de polos de lamáquina.
  22. 22. El generador convierte la energíamecánica en eléctrica.Son inusuales si se compara con los otrosequipos generadores que suelenencontrarse conectados a la redeléctrica.
  23. 23.  VOLTAJE GENERADO En grandes aerogeneradores (100-150 kw) suele ser de 690v de corriente alterna trifásica. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN Generalmente se utiliza un gran ventilador para enfriarlo con aire. Se puede utilizar un radiador colocado en la góndola para ser enfriado por agua.
  24. 24.  Sensores-Sensor de vibraciones Cosiste de una bola de acero que reposa en un anillo-Termómetros termómetros electrónicos que controlan la temperatura del aceite en el multiplicador y la temperatura del generador.
  25. 25.  Estos sistemas suelen estar accionados mediante resortes con el fin de que, incluso en caso de fallo de suministro eléctrico, sigan funcionando, y son automáticamente activados si el sistema hidráulico de la turbina pierde presión. Una vez que la situación de peligro ha pasado el sistema hidráulico de la turbina suele devolver las palas, o la punta de las palas, a su posición original.
  26. 26.  El freno mecánico es utilizado como sistema de apoyo del sistema de freno aerodinámico, como freno de estacionamiento, una vez que la turbina ha sido parada.
  27. 27.  Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del Sol. Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes. No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático. Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadas para ser cultivables. Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, papas, remolacha, etc.
  28. 28.  Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalación. Su instalación es rápida, entre 4 meses y 9 meses Su inclusión en un sistema ínter ligado permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas. Su utilización combinada con otros tipos de energía, habitualmente la solar, permite la auto alimentación de viviendas, terminando así con la necesidad de conectarse a redes de suministro, pudiendo lograrse autonomías superiores a las 82 horas, sin alimentación desde ninguno de los 2 sistemas.
  29. 29. A pesar de sus diversas ventajas atractivas, la energía eólica no existe sin unas desventajas. La energía eólica tiene que competir con fuentes convencionales sobre la base de costo, a pesar de los aumentos continuos del costo de los combustibles fósiles hoy en día. Una desventaja considerable es el peligro que una construcción de este tipo representa ya que depende de una fuente de energía inestable (viento) las altas velocidades que puede alcanzar provoca en ocasiones el desprendimiento de las aspas, sobrecalentamiento de los cojinetes y por consecuencia incendio de la maquina
  30. 30.  Como la densidad energética del viento es muy baja, la generación de cantidades significativas de electricidad por métodos eólicos requiere el uso de grandes extensiones de tierra. los sitios adecuados para la generación eólica, especialmente el mar abierto, están remotos y lejos de la concentración de demanda para la electricidad (usualmente centrales urbanos). Por eso, una gran parte de la instalación de parques eólicos se gasta en construir líneas de transmisión para conectar a la red de suministro eléctrico

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