generaciÓn de electricidad por energia eolica y solar

7/22/2019 GENERACIN DE ELECTRICIDAD POR ENERGIA EOLICA Y SOLAR

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GENERACIN DE ELECTRICIDAD POR ENERGIA EOLICA Y

SOLAR

GENERACIN DE ELECTRICIDAD POR ENERGIA EOLI CA:La Energa elica es laenerga obtenida delviento, es decir, laenerga cintica generada

por efecto de las corrientes de aire, y que es transmutada en otras formas tiles para las

actividades humanas.

En la actualidad, la energa elica es utilizada principalmente para producir energa

elctrica medianteaerogeneradores. A finales de 2011, la capacidad mundial de los

generadores elicos fue de 238gigavatios.En 2011 la elica gener alrededor del 3% del

consumo de electricidad mundial. En Espaa la energa elica produjo un 16% del consumo

elctrico en 2011.

La energa elica es un recurso abundante,renovable, limpio y ayuda a disminuir las

emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoelctricas a base de

combustibles fsiles, lo que la convierte en un tipo deenerga verde. Su principal

inconveniente es la intermitencia del viento.

EL AEROGENERADOR:

Es un generador elctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina elica).

Se inspira en los molinos de viento que se empleaban para la molienda de los cereales y la

obtencin de harina. Un conjunto de aerogeneradores forman una central elica.

En general las mejores zonas de vientos se encuentran en la costa, debido a las corrientes

trmicas entre el mar y la tierra; las grandes llanuras continentales, por razones parecidas, y

las zonas montaosas, donde se producen efectos de aceleracin local.

La mayora de turbinas genera electricidad desde que el viento logra una velocidad de entre

3 y 4 metros por segundo, genera una potencia mxima de 15 metros por segundo y se

desconecta para prevenir daos cuando hay tormentas con vientos que soplan a velocidades

medias superiores a 25 metros por segundo durante un intervalo temporal de 10 minutos.
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aerogeneradorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vatiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_renovablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_verdehttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_verdehttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_renovablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Vatiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aerogeneradorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa


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BREVE H ISTORIA DE LOS AEROGENERADORES:

Ya en el siglo v a.C. aparecen las primeras mquinas elicas en Asia, que eran de eje

vertical. En algunas islas griegas an se pueden contemplar y se les conoce como

panmonas. Por la misma poca se usaban molinos de eje horizontal en Egipto y aunque

eran distintos desde el punto de vista tecnolgico, tenan el mismo principio: transformar la

energa elica en energa para el bombeo de agua, moler los granos, etctera.

En Europa aparecen las primeras mquinas elicas en el siglo VII d.C., cuya tecnologa

evolucionar hasta nuestros das. Estas mquinas europeas dan lugar a los clsicos molinos

holandeses, muy sofisticados mecnicamente, y en los Estados Unidos a los molinos de

viento para el bombeo de agua, que se desarrollaron rpidamente despus de la invencin

de la rueda multipala por los propios norteamericanos en 1870. El molino de eje horizontal

con rotor multipala, diseado por Daniel Halladay en 1854, fue el primero de una nueva

generacin de mquinas elicas. Este molino se us para bombear agua en zonas aisladas y

desempe un papel fundamental en la colonizacin del Oeste americano. Por su lento

movimiento, estas mquinas estaban apartadas de la idea de generar electricidad, pues se

necesitaban mquinas ms rpidas. En los pases europeos, que tradicionalmente haban

considerado el viento como una importante fuente de energa, estos molinos americanos no

ofrecan inters, lo que conllev a que los lentos molinos se trataran de reconvertir de forma

tal que produjeran electricidad.

Los intentos de producir electricidad con energa elica surgen en 1802. Fue Lord Kelvin

quien tuvo la idea de acoplar un generador elctrico a una mquina elica. No obstante,

tuvo que esperarse hasta 1850, cuando se invent la dinamo, para que llegara el momento

de lo que hoy conocemos como aerogenerador.

En 1890, el Gobierno dans inici un programa de desarrollo elico dirigido a la

produccin de electricidad, y se responsabiliz al profesor La Cour con la direccin de los

trabajos. La mquina de Poul La Cour (el Edison dans), puesta en marcha en 1892, fue la

primera concebida, diseada y construida para generar electricidad.

Los trabajos de La Cour constituyen los primeros pasos de los aerogeneradores modernos,

pero la teora aerodinmica estaba todava insuficientemente desarrollada y sus mquinas


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elicas, a pesar de ser las ms avanzadas de la poca, seguan siendo rotores clsicos de

bajo rendimiento.

DESARROLLO DE LA AERODINAM ICA:

Desde finales del siglo XIX y principios del siglo XX, los estudios sobre aerodinmica se

desarrollaron de manera visible. Joukowski, Drzewieky y Sabinin en Rusia, Prandt y Betz

en Alemania, y Constantin y Eiffel en Francia, determinaron los criterios de diseo que

deban aplicarse en los perfiles aerodinmicos para la fabricacin de alas y las hlices de

los aviones. Slo despus de las primeras dcadas del siglo XX se tuvieron conocimientos

suficientes para aplicarlos a los rotores elicos. Los criterios de diseo de estos

investigadores se ajustaron a las nuevas generaciones de turbinas elicas. Prandt y Betz

demostraron analticamente que el rendimiento mximo de los rotores elicos no poda

sobrepasar 59,3 % (lmite de Betz).

En los momentos actuales, los rotores ms modernos no rebasan 45 %, lo cual certifica la

validez de aquellos estudios. Se demuestra, adems, que los nuevos rotores, con diseo

aerodinmico, deban girar a altas velocidades para alcanzar altos rendimientos.

El primer aerogenerador que se construy provisto de palas con seccin aerodinmica fue

concebido por el holands A. J. Dekker.

Este aerogenerador fue capaz de alcanzar velocidades de punta de pala cuatro o cinco veces

superiores a la del viento incidente. En los molinos multipalas norteamericanos se haban

conseguido velocidades mximas de punta de pala de dos veces la velocidad del viento. En

los molinos clsicos era menor que la velocidad del viento incidente.


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PARTES DE UN AEROGENERADOR:

Las partes principales de un aerogenerador son:

La gndola- carcasa que protege las partes fundamentales del aerogenerador Las palas del rotor: que transmiten la potencia del viento haca el buje. El buje, que es la parte que une las palas del rotor con el eje de baja velocidad. Eje de baja velocidad, que conecta el buje del rotor al multiplicador. Su velocidad

de giro es muy lenta.

El multiplicador o Caja de Cambios, permite que el eje de alta velocidad giremucho ms rpido que el eje de baja velocidad.


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Eje de alta velocidad, gira a gran velocidad y permite el funcionamiento delgenerador elctrico.

El generador elctrico, que es una de las partes mas importantes de unaerogenerador. Transforma la energa mecnica en energa elctrica.

El controlador electrnico, es un ordenador que monitoriza las condiciones delviento y controla el mecanismo de orientacin.

La unidad de refrigeracin, mecanismo que sirve para enfriar el generador elctrico. La torre ,que es la parte del aerogenerador que soporta la gndola y el rotor. El mecanismo de orientacin, est activado por el controlador electrnico, la

orientacin del aerogenerador cambia segn las condiciones del viento.

FUNCIONAMI ENTO DE UN AEROGENERADOR:

El viento pasa sobre las aspas del aerogenerador y provoca una fuerza giratoria. Las palas

hacen rodar un eje que hay dentro de la gndola, que entra a una caja de cambios. La caja

de cambios incrementa la velocidad de rotacin del eje proveniente del rotor e impulsa el

generador que utiliza campos magnticos para convertir la energa rotacional en energa

elctrica.

La energa del generador, de 690 voltios, pasa por un transformador para adaptarla al

voltaje necesario de la red de distribucin, generalmente de entre 20 y 132 kilovoltios. Las

redes regionales de distribucin elctrica reparten la energa por todo el pas.Tanto los aerogeneradores terrestres como los marinos tienen en la parte superior de la

gndola dos instrumentos que miden la velocidad y la direccin del viento. Cuando el

viento cambia de direccin, los motores giran la gndola y las palas se mueven con ella

para ponerse de cara al viento. Las aspas tambin se inclinan o se ponen en ngulo para

asegurar que se extrae la cantidad ptima de energa a partir del viento.

Toda esta informacin queda grabada en los ordenadores y se transmite a un centro de

control. Los ordenadores controlan los diferentes componentes de la turbina y, si detectan

un problema, hacen que la turbina deje de funcionar y alertan a un tcnico o ingeniero para

que la revise.


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CLASI F ICACIN DE LOS AEROGENADORES:

En la actualidad existen una enorme variedad de modelos de generadores y pueden

clasificarse, de acuerdo a distintos criterios:

a)Segn la posicin del generadorEJE VERTICAL

Su caracterstica principal es que el eje de rotacin se encuentra en posicin perpendicular

al suelo. Son tambin llamados "VAWTs", que corresponde a las siglas de la denominacin

inglesa "Vertical Axis Wind Turbines". Existen tres tipos de estos aerogeneradores:

Darrieus: Consisten en dos o tres arcos que giran alrededor del eje.

Panemonas: Cuatro o ms semicrculos unidos al eje central. Su rendimiento es bajo.

Sabonius: Dos o ms filas de semicilindros colocados opuestamente.

EJE HORIZONTAL

Son los ms habituales y en ellos se ha centrado el mayor esfuerzo de diseo en los ltimos

aos. Se los denomina tambin "HAWTs", que corresponde a las siglas de la denominacin

inglesa "Horizontal Axis Wind Turbines".


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A barloventoLas maquinas corriente arriba tiene el rotor contra el viento. La principal ventaja de los

diseos corriente arriba es que se evita el abrigo del viento tras la torre.

A sotaventoLas mquinas corrientes abajo tienen el rotor situado en la cara a sotavento de la torre. La

ventaja terica que tienen es que pueden ser construidos sin un mecanismo de orientacin,

si el rotor y la gndola tienen un diseo apropiado que hace que la gndola siga al viento

pasivamente.

b)Por el Numero de Palas: UNA PALA

Al tener slo una pala, estos aerogeneradores precisan un contrapeso en el otro extremo

para equilibrar. La velocidad de giro es muy elevada. Su gran inconveniente es que

introducen en el eje unos esfuerzos muy variables, lo que acorta la vida de la instalacin.

Una aplicacin de este tipo de mquinas puede verse en la foto situada al lado.

DOS PALAS

Los diseos bipala de aerogeneradores tienen la ventaja de ahorrar el coste de una pala y,

por supuesto, su peso.

Aerogenerador

de una pala


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Sin embargo, suelen tener dificultades para penetrar en el mercado, en parte porque

necesitan una mayor velocidad de giro para producir la misma energa de salida.

Esto supone una desventaja tanto en lo que respecta al ruido como al aspecto visual una

aplicacin de este diseo se presenta en la figura.

Esto supone una desventaja tanto en lo que respecta al ruido como al aspecto visual. Una

aplicacin de este diseo se presenta en la figura.

TRES PALAS

La mayora de los aerogeneradores modernos tienen este diseo, con el rotor mantenido en

la posicin corriente arriba, usando motores elctricos en sus mecanismos de orientacin

este diseo tiende a imponerse como estndar al resto de los conceptos evaluados.

La gran mayora de las turbinas vendidas en los mercados mundiales poseen este diseo un

espectacular ejemplo, de 72 m de dimetro del rotor y 80 m de altura hasta el eje, puede

verse en la foto.

Aerogenerador

de dos palas


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MULTIPALAS

Con un nmero superior de palas o multipalas. Se trata del llamado modelo americano,

debido a que una de sus primeras aplicaciones fue la extraccin de agua en pozos de las

grandes llanuras de aquel continente.

c) Por la Manera de Adecuar la Or ientacin del Equi po a la Direccin del Viento enCada Momento:

El mecanismo de orientacin de un aerogenerador es utilizado para girar el rotor de la

turbina en contra del viento. Se dice que la turbina tiene un error de orientacin si el rotorno est perpendicular al viento.

Un error de orientacin implica que una menor proporcin de la energa del viento pasar a

travs del rea del rotor (esta proporcin disminuir con el coseno del error de orientacin).

Aerogenerador

de tres palas

Aerogenerador

multipalas


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Por tanto, la eficiencia del mecanismo de orientacin es fundamental para mantener el

rendimiento de la instalacin.

d)Segn la forma de producir energa elctr icaEn conexin directa a la red de distribucin convencional o de forma aislada: Las

aplicaciones aisladas por medio de pequea o mediana potencia se utilizan para usos

domsticos o agrcolas (iluminacin, pequeos electrodomsticos, bombeo, irrigacin, etc.),

incluso en instalaciones industriales para desalacin, repetidores aislados de telefona, TV,

instalaciones tursticas y deportivas, etc. En caso de estar condicionados por un horario o

una continuidad, se precisa introducir sistemas de bateras de acumulacin o combinaciones

con otro tipo de generadores elctricos (grupos disel, placas solares fotovoltaicas,

centrales mini hidrulicas,...)

Tambin se utilizan aerogeneradores de gran potencia en instalaciones aisladas,

desalinizacin de agua marina, produccin de hidrgeno, etc.

e) La Conexin D ir ecta a la RedViene representada por la utilizacin de aerogeneradores de potencias grandes (mas de 10

100 kW). Aunque en determinados casos, y gracias al apoyo de los Estados a las energas

renovables, es factible la conexin de modelos mas pequeos, siempre teniendo en cuenta

los costes de enganche a la red (equipos y permisos). La mayor rentabilidad se obtiene a

travs de agrupaciones de mquinas de potencia conectadas entre s y que vierten su energa

conjuntamente a la red elctrica. Dichos sistemas se denominan parques elicos.

GENERACION DE ENERGIA EOLI CA EN EL PER

El Per no cuenta con ningn parque elico en funcionamiento, aunque hay tres

instalaciones elicas en construccin, y el actual gobierno est apoyando dicho proyecto.

Las cuales estarn ubicadas en las localidades de Talara (Piura), Cupisnique (Cajamarca) y

en Marcona (Ica).

El Per tiene un potencial de generacin elica aprovechable de 22GW, segn elAtlas

Elico del Per,publicado en el marco del proyecto gubernamental de electrificacin rural

Foner.
http://dger.minem.gob.pe/AtlasEolico/AtlasEolicoLibro.asphttp://dger.minem.gob.pe/AtlasEolico/AtlasEolicoLibro.asphttp://dger.minem.gob.pe/AtlasEolico/AtlasEolicoLibro.asphttp://dger.minem.gob.pe/AtlasEolico/AtlasEolicoLibro.asphttp://dger.minem.gob.pe/AtlasEolico/AtlasEolicoLibro.asphttp://dger.minem.gob.pe/AtlasEolico/AtlasEolicoLibro.asp


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Si bien el potencial de generacin elica asciende a 77GW, la cifra disminuye si se

excluyen las reas situadas a ms de 3.000m sobre el nivel del mar, con pendientes de ms

de 20%, en centros poblados, zonas protegidas o cerca de ros, caones o lagos.

De las 25 regiones del pas, 9 fueron identificadas por tener potencial elico: Ica (9,14GW),

Piura (7,55GW), Cajamarca (3,45GW), Arequipa (1,16GW), Lambayeque (564MW), La

Libertad (282MW), Lima (156MW), Ancash (138MW) y Amazonas (6MW).

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