1. La energía eólica
Generalidades y Aspectos Básicos
EDWIN ROYERO OLIVERO
U.T.P.
PEREIRA-COLOMBIA
2. ANTECEDENTES HISTÓRICOS
Hasta la aparición de la máquina de vapor en el siglo XIX, la única
energía de origen no animal para realización de trabajo mecánico
era la proveniente del agua o del viento. La primera y más
inmediata forma de aprovechamiento de la energía eólica ha sido
desde los tiempos más remotos aplicada a la navegación; las
primeras referencias de la utilización de embarcaciones a vela
proceden de Egipto y datan del IV ó V milenio antes de J.C.
3. ¿Qué es y de dónde viene?
La energía eólica es una forma indirecta de energía
solar. Las diferencias de presión y temperatura en la
atmósfera, por la absorción de la radiación solar,
son las que ponen en movimiento los vientos. El
calentamiento del aire de la atmósfera en forma
desigual provoca la circulación entre zonas con
temperaturas distintas. Este viento produce una
energía (llamada eólica en referencia al dios Eolo, el
mitológico dios del viento).
4. En una máquina eólica se pueden considerar tres velocidades del viento
características:
La velocidad de conexión
( v conex) es la velocidad del viento por encima de la cual se genera
energía.
Por debajo de esta velocidad toda la energía extraída del viento se
gastaría en pérdidas y no habría generación de energía.
La velocidad nominal
(v nom) es la velocidad del viento para la cual la máquina eólica alcanza
su potencia nominal. Por encima de esta velocidad la potencia extraída
del viento se puede mantener constante.
La velocidad de desconexión
( v emb) es la velocidad del viento por encima de la cual la máquina eólica
deja de generar, porque se embala; los sistemas de seguridad comienzan
a actuar frenando la máquina, desconectándola de la red a la que
alimenta.
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7. LEY EXPONENCIAL DE HELLMANN La velocidad del viento varía
con la altura, siguiendo aproximadamente una ecuación de tipo
estadístico, conocida como ley exponencial de Hellmann, de la forma:
en la que vh es la velocidad del viento a la altura h, v10 es la
velocidad del viento a 10 metros de altura y α es el exponente de
Hellmann que varía con la rugosidad del terreno, y cuyos valores
vienen indicados en la Tabla I.1. En la Fig I.11, se indican las
variaciones de la velocidad del viento con la altura según la ley
exponencial de Hellmann.
16. ÁNGULOS DE LA CUERDA.-
La pala de una hélice de un aerogenerador eólico es una pala perfilada que
transforma la energía cinética del viento en energía mecánica de rotación.
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18. Generador.
La alta velocidad de rotación que se obtiene del sistema de
transmisión se conecta al generador que produce
electricidad a partir del movimiento, como en los
tradicionales sistemas de vapor.
Controles.
Los diversos sistemas de control son coordinados y monitoreados por
una computadora y puede tenerse acceso a ellos desde una ubicación
remota. El control de ajuste gira las aspas para mejorar el desempeño a
diferentes velocidades de viento. Otro control pone a la turbina en la
dirección del viento. Los controles electrónicos mantienen un voltaje de
salida constante ante los cambios de velocidad.
El generador de velocidad variable es una parte importante que permite
diseñar sistemas efectivos desde el punto de vista económico.
19. Rotor
Está compuesto por las aspas y el eje al que están unidas.
Transmisión
La potencia se transfiere mediante el eje de rotación a una
serie de engranes, o transmisión, que aumentan la baja
velocidad de rotación de las aspas, del orden de las 60
revoluciones por minuto (rpm), a una velocidad de entre
1,500 y 2,000 rpm.
20. Control de Tensiones
los aerogeneradores se ven sometidos a
fluctuaciones de carga que provocan oscilaciones
de tensión.
Carga estocásticas debidas a la naturaleza
aleatoria de la fuente de energía primaria: el viento.
Carga regulares provocadas por fenómenos como
estratificación del viento y rotacional sampling.
Otros fenómenos que afectan a la tensión:
Caída de tensión en la conexión.
• Sobretensiones provocadas por desconexión.
• Fallos en la red eléctrica.
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22. Ventajas de la energía eólica
• La energía eólica no contamina, es inagotable y frena el
agotamiento de combustibles fósiles contribuyendo a
evitar el cambio climático. Es una tecnología de
aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto.
• El parque eolico son compatible con otros usos (ganaderia,
agricultura)
• En menos de seis meses el aerogenerador recupera la energia
gastada en su fabricación,instalacion y mantenimiento.
• Los aerogeneradores no requieren suministros de combustible
por lo que son ideales para paises en vias de desarrollo
23. Desventajas de la energía eólica
• Contaminación acústica generada por el giro de las
turbinas
• Las hélices pueden provocar daños en las aves que
chocan con ellas
• Los parques se instalan a menudo en zonas salvajes
o vírgenes que quedan modificados por las obras de
instalación.
• Entre otros.
