ENERGA ELICA

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ENERGÍA EÓLICA

• José Luis Galante Martín
• Ruymán Hernández Herrera

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Historia

• Primer aprovechamiento Egipcios
• En el siglo VII d.C. surgen molinos elementales
  en Persia para el riego y moler el grano
• A partir de los siglos XII-XIII empieza a
  generalizarse el uso de los molinos de viento
• Estos molinos se mantienen hasta el siglo XIX
• En1802, Lord Kelvin, asoció un generador
  eléctrico para obtener energía eléctrica.

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• En la segunda mitad del siglo XIX aparece el
  Molino multipala tipo americano que sentará las
  bases para el diseño de los modernos generadores
  eólicos
• Entre las guerras mundiales cuando aparecieron
  los proyectos de grandes aerogeneradores de dos o
  tres palas
• El bajo precio del petróleo determina la
  suspensión de los grandes proyectos en todo el
  mundo
• Con la primera crisis del petróleo se reinician
  los proyectos

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Características generales

• La energía eólica es una energía renovable, es
  decir que nunca se acaba
• Forma indirecta de energía solar, las diferencias
  de temperatura y presión en la atmósfera por
  absorción de la radiación generan el viento
• Las zonas más favorables, regiones costeras y
  grandes estepas, donde hay vientos constantes,
  velocidad media gt30 Km/h

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Disposición a lo largo de la línea de costa
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Cuantificación de la energía existente en el
viento

• Un aerogenerador obtiene su potencia de entrada
  convirtiendo la fuerza del viento en un par
  actuando sobre las palas del rotor
• Depende de la densidad del aire, del área de
  barrido del rotor y de la velocidad del viento.

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Ecuación de la potencia

• P 1/2?Av3
• P Potencia en W
• ? densidad del aire en Kg/m3
• A Superficie en m2
• V Velocidad del viento en m/s

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Coeficiente de potencia

• Cp PA(v) / (1/2?Av3 )
• Limite de Beltz 59

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Variables a tener en cuenta

• Velocidad media del viento y distribución de
  frecuencias de la velocidad
• Distribución de frecuencias en las diferentes
  direcciones (rosa de vientos)
• Variación del viento con la altura.
• Valores extremos (ráfagas).

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Expresión para evaluar la velocidad del viento

• VV0 (h/h0)n
• V velocidad del viento, a la altura h respecto
  al suelo
• V0 velocidad del viento conocida a un altura h0
  
• h altura a la que se desea estimar la velocidad
  del viento.
• h0 altura de referencia.
• n valor que depende de la rugosidad del
  terreno.

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Valores de n
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(No Transcript)
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Tipos de aerogeneradores

• Eje horizontal
• Eje vertical
• Darreius
• Giromill

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Aerogenerador Darreius (eje vertical)
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Cómo funciona un aerogenerador de eje
horizontal?

• Componentes
• Torre
• Rotor
• Multiplicador
• Generador
• Góndola
• Sistemas hidráulico
• Sistemas eléctrico
• Anemómetro y veleta

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Aerogenerador de eje horizontal
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Góndola

• Contiene los componentes clave del aerogenerador
• El personal de servicio puede entrar en la
  góndola desde la torre de la turbina
• A la izquierda de la góndola está el rotor del
  aerogenerador, es decir, las palas y el buje

• Palas

• Capturan el viento y transmiten su potencia
  hacia el buje
• En un aerogenerador moderno de 1000 kW cada
  pala mide alrededor de 27 metros de longitud

• Buje

• El buje del rotor está acoplado al eje de
  baja velocidad del aerogenerador

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Eje de baja velocidad

• Conecta el buje del rotor al multiplicador
• El eje contiene conductos del sistema hidráulico
  para permitir el funcionamiento de los frenos
  aerodinámicos

• Multiplicador

• Permite que el eje de alta velocidad que está
  a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje
  de baja velocidad

• Eje de alta velocidad

• Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m.
• Equipado con un freno de disco mecánico de
  emergencia

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Generador
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Controlador electrónico

• Monitoriza las condiciones del aerogenerador y
  controla el mecanismo de orientación
• En caso de cualquier disfunción para el
  aerogenerador y llama al ordenador

• Sistema de orientación

• Activado por el controlador electrónico, que
  vigila la dirección del viento utilizando la
  veleta

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Torre
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Tipos de torres

• Torres tubulares de acero
• Torres de celosía
• Torres de mástil tensado con vientos

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Veleta
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Ventajas

• Es una fuente de energía segura y renovable.
• No produce emisiones a la atmósfera ni genera
  residuos, salvo los de la fabricación de los
  equipos y el aceite de los engranajes
• Se trata de instalaciones móviles, cuya
  desmantelación permite recuperar totalmente la
  zona
• Rápido tiempo de construcción (inferior a 6
  meses)
• Es una buena fuente de energía para sitios
  aislados.
• Beneficio económico para los municipios afectados
  (canon anual por ocupación del suelo). Recurso
  autóctono
• Su instalación es compatible con otros muchos
  usos del suelo
• Se crean puestos de trabajo

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Inconvenientes

• Impacto visual su instalación genera una alta
  modificación del paisaje
• Impacto sobre la avifauna principalmente por el
  choque de las aves contra las palas, efectos
  desconocidos sobre modificación de los
  comportamientos habituales de migración y
  anidación
• Impacto sonoro el roce de las palas con el aire
  produce un ruido constante, la casa mas cercana
  deberá estar al menos a 200 m. (43dB(A))
• Imposibilidad de ser zona arqueológicamente
  interesante
• Fuente de energía aleatoria e intermitente,
  resulta arriesgado depender de ella si no se
  cuenta con algún sistema que la acumule

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Contaminación producida por diferentes tipos de
energía
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Evolución de la energía eólica en España
(2003-2005)