Energia Eolica

Colegio don Bosco Proyecto de crea j Nombres: Rafael Alfredo Hernández Espinoza Emerson Alexander Ayala

Maestro: Lic. María Roxana

landa

Materia: seminario Tema: generador eólico Numero de lista:

#20 # 5

Grado: 1ºa Electrónica Fecha: 26/6/1012

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índice

pagina

Caratula……………………………………………………………………

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Tema: generador eólico………………………………………………….

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Generales y específicos………………………………………………….

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Marco conceptual…………………………………………………………

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Introducción…………………………………………………………….....

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Justificación……………………………………………………………….

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Antecedentes………………………………………………………………

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Historia ……………………………………………………………………

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Alcances……………………………………………………………………

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Limitaciones……………………………………………………………….

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Delimitaciones……………………………………………………………..

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Enunciado del problema ………………………………………………..

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Planteamiento del problema……………………………………………..

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Concepto de energía eólica………………………………………………

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Conclusión…………………………………………………………………

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Tema: eólico

generador

Objetivos generales y específicos Objetivo específico: usar la naturaleza para crear energía Objetivo general: el uso del viento para crear energía ocupando el medio ambiente y para ayudar los lugares marginados

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Introducción: la energía eólica es para ayudar a las personas cuya zona no llega la energía eléctrica o de difícil acceso a lugares marginados

Justificación: como en la energía eólica lo asemos para no a cavarnos mas la los recursos naturales Y sácale provecho al viento no solo al agua Para beneficiar a la población e economizar el bolcillo familiar Antecedentes Antecedentes: La energía eólica es una fuente de energía renovable, proviene en última instancia del sol; es limpia, inagotable y con grandes perspectivas de desarrollo. La energía que posee el viento es función cúbica de su velocidad, de tal forma que cuando la velocidad del viento crece de manera lineal su energía lo hace de manera exponencial; cuando la velocidad se duplica (se multiplica por 2), su energía se multiplica por 8 (23 = 2 x 2 x 2). Para el aprovechamiento de la energía eólica el ser humano ha ideado variados artefactos a lo largo de toda la historia (barcos, molinos para moler grano, extraer agua, etc.) y en la actualidad para generación de energía eléctrica, siendo el aerogenerador multipala de eje horizontal el tipo de máquina que abarca prácticamente todo el mercado eólico. Este generador eólico consiste en una o varias palas, de diferente longitud según el modelo de aerogenerador, que gira sobre un eje horizontal y mueve el generador eléctrico que está cubierto por una góndola que a su vez alberga los diferentes componentes de los que consta el aerogenerador. Las palas y la góndola están soportadas por una torre tubular o de celosía con altura suficiente para que las palas no toquen el suelo en su movimiento. El principio de funcionamiento de este tipo de aerogeneradores se basa en la incidencia del viento sobre las palas que están orientadas un cierto ángulo con respecto a este lo que provoca que la fuerza del viento presente dos componentes, uno perpendicular a la dirección del viento y que será el que provoque el movimiento de rotación del rotor y otro paralelo a la dirección del viento que no actúa sobre el movimiento de giro y que tiende a derribar el aerogenerador. Para aumentar la potencia de estos generadores hay que aumentar la longitud de las palas, lo que implica que éstas han de ser cada vez más resistentes sin perder su aerodinámica. Su diseño es similar al de las alas de un avión. Las torres de sustentación han de ser cada vez más altas y resistentes para soportar rotores cada vez más grandes y pesados.

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Estas características de funcionamiento y estructura hacen que los aerogeneradores de eje horizontal presenten una serie de limitaciones: 

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Funcionan a velocidades medias del viento: a velocidades bajas el viento no ejerce sobre ellos el suficiente par motor como para moverlos y a velocidades altas la energía del viento es tan poderosa que los destruiría por lo que son desconectados para evitar desperfectos. Baja eficiencia energética: sólo aprovechan una componente de la fuerza del viento por lo que su coeficiente de potencia nunca podrá ser elevado. Presentan un elevado coste de diseño, fabricación, montaje y mantenimiento. Rentabilidad reducida: se mantienen gracias a que la fuente de energía es gratuita y a que las empresas instaladoras perciben importantes subvenciones por parte de los Estados e Instituciones. Fuerte impacto medioambiental: debido a la elevada altura de las torres y dimensiones del rotor tienen un gran impacto visual y paisajístico. Además su estructura y funcionamiento los hacen altamente peligrosos para las aves circundantes, especialmente las planeadoras, muchas de ellas en peligro de extinción.

Historia: El origen del viento El viento se puede definir como una corriente de aire resultante de las diferencias de presión en la atmósfera provocadas, en la mayoría de los casos, por variaciones de temperatura, debidas a las diferencias de la radiación solar en los distintos puntos de la Tierra. La circulación de las masas de aire se debe a la acción resultante de las fuerzas de rozamiento, de presión, gravitacional y de rotación de la Tierra, que inducen dos tipos de circulación del aire en la atmósfera: Circulación planetaria: debida a la incidencia de los rayos solares sobre la Tierra y a la rotación de ésta, varía según la zona y la época del año Circulación a pequeña escala: viene determinada por la orografía del terreno, como las montañas y la presencia del mar En definitiva, se puede considerar que las variables que definen el régimen de vientos en un punto determinado son: Situación geográfica Características climáticas

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Estructura topográfica Irregularidades del terreno Altura sobre el nivel del suelo siendo su estudio de gran importancia a la hora de acometer el diseño de un dispositivo que sea capaz de aprovechar la energía que contiene el viento.

La energía del viento Sólo un 2 % de la energía solar que llega a la Tierra se convierte en energía eólica y por diversos motivos, sólo una pequeña parte de esta energía es aprovechable. A pesar de ello, se ha calculado que el potencial energético de esta fuente de energía es unas 20 veces el actual consumo mundial de energía, lo que hace de la energía eólica una de las fuentes de energía renovables de primera magnitud. La energía del viento es de tipo cinético (debida a su movimiento); ello hace que la potencia obtenible del mismo dependa de forma acusada de su velocidad, así como del área de la superficie captadora. Así, todas las máquinas que ha construído el hombre para obtener el mayor rendimiento posible de la energía del viento se basan en frenar el viento por medio de algún dispositivo colocado en su camino, como queda patente al hacer un breve repaso histórico del aprovechamiento de la energía eólica.

Historia del la energía eólica La primera máquina eólica conocida por la historia aparece en el año 1700 a.C. en Babilonia, usándose para bombear agua, aunque parece que en la antigua Persia se utilizaban ya molinos de eje vertical para moler grano. Hasta el siglo X no es posible encontrar documentos que mencionen los molinos de viento como práctica generalizada, pero a partir del siglo XI, aparecen en la zona mediterránea molinos con rotores a vela (Figura 3.1), que derivan en los típicos molinos manchegos y mallorquines, probablemente por influencias llegadas de

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Europa, cuya característica era el rotor de cuatro aspas de entramado de madera recubierto de tela (Figura 3.2). Aunque la evolución en la historia de los molinos de viento transcurre de forma contínua, a finales de la Edad Media las innovaciones y las aplicaciones de las máquinas eólicas se producen con rapidez. Entre la segunda mitad del siglo XVIII y la segunda mitad del XIX, los molinos de viento europeos alcanzan su más alto nivel de perfeccionamiento, dentro de las limitaciones de la tecnología artesanal. Los sistemas de orientación y regulación se ven completados por mecanismos internos, convirtiendo los molinos de viento en factorías mecanizadas con un alto grado de automatización. En la segunda mitad del siglo XIX aparece una nueva generación de máquinas eólicas, con una concepción de diseño diferente: el "multipala americano" (Figura 3.3) abrió el camino hacia mejoras en el rendimiento de esta máquinas, que no se produjo realmente hasta priencipios del siglo XX, cuando se aplicaron al diseño de los rotores las teorías aerodinámicas para usos aeronáuticos. A lo largo del siglo XX, las aplicaciones basadas en el aprovechamiento del viento fueron declinando, a medida que se hacía más popular el uso del petróleo. Sin embargo, la crisis energética ha iniciado de nuevo un período en el campo del aprovechamiento eólico, habiéndose elaborado innumerables programas de estudio que han centrado su interés en dos grandes aspectos: Elaboración de mapas eólicos y localización de emplazamientos Cálculo, diseño y construcción de plantas de gran potencia Paralelamente se ha pretendido crear incentivos que motiven a la iniciativa privada a fabricar y comercializar pequeñas máquinas de funcionamiento autónomo, que permitan cubrir las necesidades de explotaciones agrícolas o industriales situadas en zonas apartadas.

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Historia de la turbina de viento La turbina de viento de grado industrial ha experimentado una historia relativamente breve en comparación con las fuentes convencionales de energía eléctrica (nuclear o los combustibles fósiles). A principios de los años ochenta, se produjeron y se instalaron las primeras turbinas eólicas de grado industrial, principalmente en California (“Wind Power”). Estas solo tenían capacidades de producción sobre los 22 kilovatios (KV). Una década después, la capacidad de preoducción había aumentado a los 600 KV (0.6MV). En el año 2000, este dato había aumentado más a un máximo de 2.5MV (EUREC); en la actualidad se producen turbinas con capacidades generalmente hasta las 5MV, y a veces más (“Global Outlook”). Las turbinas eólicas actuales producen sobre 200 veces más electricidad a una mitad del costo que las primeras turbinas. También ha crecido el tamaño de parques eólicos: los primeros fueron

capaz de generar solo unos megavatios de electricidad, pero los actuales tienen capacidades de producción generalmente sobre unos cientos de megavatios y incluso más que 1000MV (EUREC). Hoy en día, la energía eólica es el sector de energía más creciente (“Global Outlook”), con decenas de miles de megavatios de capacidad instalados anualmente (EUREC). En 2006, 15,197MV de capacidad fueron instalados globalmente, comparado con unos 4,800 MV en 1995. Entre estos años, el promedio del aumento anual de capacidad instalada ha sido unos 28% (“Global Wind”). Las instalaciones de 2006 corresponden a un crecimiento de 32% del mercado de la energía eólica y el valor total de las instalaciones cumulativas por todo el mundo es unos $23 mil millones. Además, es calculado que hay unos 150,000 trabajos solo en el sector de la manufactura del equipo de la energía eólica (“Global Outlook”).

El gran éxito que ha experimentado esta fuente de energía en las décadas recientes se concentra en Europa. En 2006, el 85.2% de la capacidad de generación eólica global se contaba por solo diez países; todos europeos: Alemania, España, Dinamarca, Italia, El Reino Unido, Portugal y Francia (“Global Wind”). La política de estos países, abierta al desarrollo de la energía renovable y motivada por los beneficios numerosos, ha permitido que se aprovechen del viento, un recurso muy abundante y gratis. Por ejemplo, el 20% del consumo eléctrico de Dinamarca es suministrado de fuentes eólicas. En España, el viento suministra un 8% de la electricidad del país y este dato se anticipa aumentar a unos 15% al finales de 2010. Además, una investigación alemana ha descubierto que en el año 2015, el 14% de las necesidades de

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electricidad de Alemania se pueden satisfacer a través de la energía eólica, unos tres veces más que su tasa de generación actual (“Global Outlook”). Detalle de los sitios de los primeros “parques eólicos” en California, donde se construyeron la mayoría de las turbinas eólicas en los años ochenta El sector de la energía eólica ha crecido mucho en los once años pasados Los países con las mayores capacidades de generación eólica instaladas en 2005– fíjese que de los diez países aquí, seis son europeos.

Alcances:

Tener energía eólica al alcance de la mano parece un sueño para muchos de nosotros pues pese a que en el mercado se venden muchos aerogeneradores la mayoría rondan los miles de euros y es una inversión para pensarse pese a estar convencidos de sus beneficios pero nosotros estamos planeando hacer energía eólica a menos precio y mas

cómodo para las personas de recursos bajos y dales energía a las zonas marginadas

Limitaciones: tiene que haber suficiente viento para que genere energía eléctrica

porque si no hay suficiente viento no podrá generar energía erétrica para las personas de bajos recursos o a las personas que no quieren contaminar el medio ambiente

Delimitaciones: debido a lo extenso del tema de las energía alternativas y al hecho de que todas las formas de aprovechamiento de las energía alternativas como por ejemplo la energía eólica que es producida por el viento que podemos usar la energía eólica como para dar energía a una casa

Enunciado del problema: Usar la naturaleza como energía eólica para usar en lugares donde no llega la energía eléctrica en zonas marginadas

Planteamiento del problema: usar el viento para general energía

eólica para las zonas

marginadas a fuera de la ciudad y en zonas con poca energía eléctrica

Concepto de energía eólica:

es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transmutada en otras formas útiles para las actividades humanas como darles energía a una casa por lo menos

encender un foco ,una computadora o cargar un teléfono

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Conclusión de la energía eólica: la generación de la energía eólica mediante el uso de los aerogeneradores (o torres eólicas) es un proceso laborioso que requiere bastante consideración desde el punto de vista de la ingeniería si se desarrolla en forma de grandes centrales de generación de electica eólica sin embargo tras realizar la investigación y la redacción de este documento se puede decir que los principios básicos de funcionamiento de un sistema eólico son relativamente sencillos y que si se elimina los sistemas de control informático se puede considerar el uso de los aerogeneradores muchos más pequeños y sencillos en hogares o fincas que dispongan de cierto espacio para un dispositivo de este tipo

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