ENERGÍA EÓLICA

1. ENERGÍA EÓLICA EQUIPO #3 Jesús José Aguirre T. 08060537 Ramón Manuel Ortíz C. 08060599 Daniel Boche C. 08060543 Alan Steve Montelongo V. 08060590 Cesar Amparan R.07410176 Manuel A. Hernández P. 07061305 Álvaro A. Sinaloa C. 07061345

2. INTRODUCCIÓN Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas

3. HISTORIA Las primeras máquinas que aprovecharon el viento fueron probablemente los molinos de viento de eje vertical usados para moler granos en Persia (actualmente Irán) alrededor del 200AC. Tenían un cierto número de brazos en los cuales se montaban velas, las cuales originalmente estaban hechas de cañas.

4. Aprovechar el viento para la generación en gran escala de energía eléctrica es un desarrollo relativamente reciente. El viento ha sido utilizado por centenares de años para la navegación y para accionar molinos de viento, pero no fue hasta fines del siglo XIX que se construyo la primera turbina eólica para la producción eléctrica. Este molino de viento fue construido por Charles Brush.

5. Este molino tenía 17 metros de alto y un rotor de 144 paletas, completamente construido de madera del cedro. Poco después de eso, el danés Poul la Cour, descubrió que las turbinas del viento que rotaban rápidamente y poseían rotores con pocas paletas generaban electricidad más eficientemente que las turbinas de viento de movimiento lento con rotores de muchas paletas.

6. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CANTIDAD DE POTENCIA DEL VIENTO 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 

7. ENERGIA EÓLICA EN LATINOAMERICA El desarrollo de la energía eólica en Latinoamérica está en sus comienzos, llegando la capacidad conjunta instalada en estos países a los 769 MW (datos de septiembre de 2009). El desglose de potencia instalada por países y su porcentaje sobre el total de cada país es el siguiente:

8. 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%)

9. ENERGIA EOLICA EN MÉXICO En México, el desarrollo tecnológico para el uso de este tipo de energía, se inició con un programa de aprovechamiento del Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE), hace ya muchos años, en febrero de 1977.

10. El uso de energía eólica en México aún es joven pues existen muchas zonas por explorar en búsqueda de un terreno propicio para la apertura de plantas, sin embargo, las mediciones de pequeñas redes anemométricas, realizadas principalmente por el IIE y algunas otras entidades o empresas, han servido para saber de la existencia de vientos aprovechables y económicamente viables en las siguientes regiones:

11. 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.

12. TURBINAS EOLICAS Una turbina eólica es un dispositivo mecánico que convierte la energía del viento en electricidad. Las turbinas eólicas diseñan para convertir la energía del movimiento del viento (energía cinética) en la energía mecánica, movimiento de un eje. Luego en los generadores de la turbina, ésta energía mecánica se convierte en electricidad.

13. 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.

14. 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%.

15. En la práctica, la mayoría de las turbinas de viento son mucho menos eficientes que esto, y se diseñan diversos tipos para obtener la máxima eficacia posible a diversas velocidades del viento. Los mejores generadores eólicos tienen eficacias del 35% al 40%.

16. las turbinas eólicas se diseñan para trabajar dentro de ciertas velocidades del viento. La velocidad más baja, llamada velocidad de corte inferior que es generalmente de 4 a 5 m/s, pues por debajo de esta velocidad no hay suficiente energía como para superar las pérdidas del sistema. La velocidad de corte superior es determinada por la capacidad de una máquina en particular de soportar fuertes vientos.

17. La velocidad nominales la velocidad del viento a la cual una máquina particular alcanza su máxima potencia nominal. Por arriba de esta velocidad, se puede contar con mecanismos que mantengan la potencia de salida en un valor constante con el aumento de la velocidad del viento. Los elementos principales de cualquier turbina del viento son el rotor, una caja de engranajes, un generador, equipo del control y monitoreo y la torre.

18. PARTES DE LA TURBINA EOLICA

19. (1) CIMIENTO • (2) TORRE • (3) GONDOLA CON TREN DE FUERZA • (4) ALABES O PALETAS • (5) ROTOR Y EL EQUIPAMIENTO ELECTRICO

20. TORRE Y CIMIENTO

21. Para garantizar la estabilidad de una turbina eólica se construyen los cimientos, que pueden ser superficiales o profundos. El tipo de cimentación depende de la consistencia del suelo donde se va a instalar la máquina. La torre se construye no solo para resistir el peso de la góndola y de los álabes del rotor, sino también debe absorber las cargas causadas por la variación de potencia del viento.

22. ROTOR

23. El rotor es el componente que ayuda a los álabes o palas del rotor a convertir la energía del viento en movimiento mecánico rotacional. El rotor está compuesto por los propios álabes y el buje (elemento que une los álabes con el árbol principal mediante el cojinete principal). El buje es el centro del rotor y se fabrica de hierro o acero fundido.Si el aerogenerador tiene caja multiplicadora, el buje se conecta directamente al eje de baja velocidad de la caja multiplicadora y convierte la energía del viento en energía en rotación. Si la turbina no posee caja multiplicadora, la energía se transmite directamente al generador.

24. BUJE

25. GONDOLA

26. La góndola soporta toda la maquinaria de la turbina y debe ser capaz de rotar para seguir la dirección del viento, por lo que se une a la torre mediante rodamientos. El diseño de la góndola depende de cómo el fabricante decidió ubicar los componentes del tren de fuerza (eje del rotor con los cojinetes, caja multiplicadora, generador, acoplamiento y freno).

28. CAJA MULTIPLICADORA

29. La caja multiplicadora es un multiplicador de velocidad que convierte el movimiento rotacional de 18-50 rpm del rotor en aproximadamente 1 750 rpm con que rota el generador. La velocidad de giro del generador depende de la frecuencia de la corriente eléctrica y del número de pares de polos de la máquina.

31. GENERADOR

32. El generador convierte la energía mecánica en eléctrica. Son inusuales si se compara con los otros equipos generadores que suelen encontrarse conectados a la red eléctrica.

33. 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.

34. SISTEMAS DE SEGURIDAD • 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.

35. SISTEMA DE FRENO AERODINAMICO • 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.

37. FRENO MECANICO • 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.

38. VENTAJAS

39. 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.

40. 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.

41. DESVENTAJAS

42. 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

44. 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

45. GRACIAS POR SU ATENCIÓN