Generador eolico

INSTITUCIÓN EDUCATIVA NARANJAL
Vereda Naranjal – Quimbaya Quindío
FERIA DE LAS CIENCIAS Y LA TECNOLOGÍA 2011
GENERADOR EOLICO DE ELECTRICIDAD: EOLOELECTRICO

EOLO ELÉCTRICO
GENERADOR EOLICO DE ELECTRICIDAD

Por
John Freddy Sánchez
José Alben Salinas

INSTITUCION EDUCATIVA NARANJAL
VEREDA NARANJAL QUIMBAYA
Agosto 2011


EOLO ELÉCTRICO
GENERADOR EOLICO DE ELECTRICIDAD

Énfasis del proyecto
MEDIO AMBIENTE – CAMBIO CLIMATICO

Por
John Freddy Sánchez
José Alben Salinas

Asesor
JOSE NOE SANCHEZ SIERRA
Director de Grupo Grado 8º

INSTITUCION EDUCATIVA NARANJAL
VEREDA NARANJAL QUIMBAYA
Agosto 2011


TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 1

JUSTIFICACION ...................................................................................................... 2

OBJETIVOS ............................................................................................................. 3

MATERIALES Y RECURSOS.................................................................................. 4

MARCO TEÓRICO .................................................................................................. 5

METODOLOGÍA .................................................................................................... 13

RESULTADOS ....................................................................................................... 14

CONCLUSIONES .................................................................................................. 14

BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................... 16

LOGISTICA ............................................................................................................ 17


INTRODUCCIÓN
El propósito de este trabajo es presentar una forma de generar electricidad
empleando energías limpias, también conocidas como energías renovables,
con el fin de fomentar la conciencia en el uso que le damos a la electricidad y
los efectos provocados en el medio ambiente y los cambios climáticos
producidos por el uso de energías convencionales o no renovables.

El objetivo principal de este trabajo es dar a conocer las ventajas de la
producción de electricidad a partir de la energía eólica en especial en la
Vereda Naranjal.

Este trabajo se ha desarrollado a partir de la investigación, de la consulta, de
la toma de datos de velocidad del viento en varias partes de la Vereda
Naranjal, con el análisis de las ventajas de la energía eólica en otros países y
con el montaje de un pequeño generador de electricidad eólico.

Se debe aclarar que este proyecto no busca elaborar un generador eólico a
nivel residencial o comercial, ya que no se cuentan con las herramientas,
técnicas y presupuesto suficiente para el desarrollo al nivel mencionado.

1


JUSTIFICACION
.
Al observar las noticias, consultar internet, o simplemente al percibir los
cambios drásticos de temperatura que estamos experimentando no solo en
nuestra región sino en todo el planeta, nos hacemos varias preguntas ¿Qué
está pasando? ¿Qué es el cambio climático? Y ¿qué podemos hacer para
ayudar? Una primera respuesta es conocer para poder actuar.

El presente trabajo parte de la importancia del fomento del conocimiento de
las energías limpias para cuidar el medio ambiente y minimizar los efectos
del cambio climático en nuestro planeta, así como el aprovechar este tipo de
energías, en especial la energía eólica para producir electricidad a bajos
costos.

Gran cantidad de países a nivel mundial están volcando sus esfuerzos a la
producción de electricidad a partir de energías limpias, pues han visto los
efectos que ha producido en un tiempo relativamente corto en la historia del
hombre el empleo de energías convencionales o energías no renovables, el
petróleo se está acabando, el agua potable también, pero el viento, el sol, la
energía geotérmica están aquí y no se acaban, por eso la importancia de
este trabajo, y la tarea que tenemos tanto a corto, mediano y a largo plazo.

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OBJETIVOS

Objetivo General

Implementar un prototipo de generador de electricidad eólico para fomentar
el uso de las energías limpias y conservación del medio ambiente.

Objetivos Específicos

1. Realizar un estudio de la velocidad del viento en varios sectores de la
vereda para analizar la viabilidad del proyecto.

2. Identificar las características y ventajas del empleo de la energía
eólica.

3. Identificar las características de consumo de electricidad de una
muestra de las viviendas del sector.

4. Describir las partes que componen un generador eólico de
electricidad.

5. Construir un prototipo de generador de electricidad eólico.

6. Realizar mediciones de electricidad al prototipo creado.

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MATERIALES Y RECURSOS

A continuación se muestra una tabla con las herramientas y materiales que
se requieren para llevar a cabo este proyecto:

Materiales Herramientas
Madera para maquetas Cautín
Puntillas Protoboard
Aspas Pinzas
Motor dc Pelacables
Bandas de caucho Serrucho
Poleas Segueta
Amplificadores operacionales Destornilladores
Resistencias de carbono Taladro
Reguladores de tensión Remachadora
Cables, entre otros. Calculadora
Anemómetro Computador

Otros recursos:
Espacio en varios lugares de la vereda para hacer las mediciones.
Sala de sistemas y biblioteca para hacer las consultas.
Asesoría de personal idóneo.

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MARCO TEÓRICO

El viento es una masa de aire en movimiento; esta masa de aire posee
energía mecánica que es proporcional a su velocidad y puede ser
aprovechada en muchas aplicaciones y es lo que denominamos energía
eólica.
La energía eólica ha sido utilizada
por la humanidad desde tiempos
muy remotos. Sus primeras
aplicaciones fueron las velas de los
barcos, de las que se tiene noticias
en el año 5.000 a.C. en Egipto y
Mesopotamia. Además, existen
evidencias de que, antes de la era
cristiana, los persas la usaron para
la molienda de granos y el bombeo
de agua.
En Europa, en especial en los
Países Bajos e Inglaterra, la
energía eólica fue utilizada intensamente durante los siglos XVI y XVII a
través de molinos de viento artesanales para la molienda de granos y
bombeo de agua.

La energía eólica en la producción de electricidad

A diferencia de las otras aplicaciones citadas el uso del viento para producir
electricidad es más reciente, las primeras experiencias datan del final del
siglo XIX; Charles F. Bruch construyó en Estados Unidos durante 1880 una
turbina eólica de 12 kW para producir electricidad en corriente continua; esta
energía se almacenaba en 12 baterías.
En Europa el precursor de la eólica fue el danés (francés para otros) Paul La
Cour quien a partir de turbinas eólicas provocaba electrolisis para circuitos
eléctricos a principios del siglo XX; durante las primeras décadas de este
siglo Dinamarca conservó la tradición eólica e incluso hoy es el cuarto país
del mundo en potencia instalada y el primero por número de habitantes.
En la mitad del siglo XX un holandés, Johannes Jull introduce dos
variaciones importantes, modifica los generadores para producir electricidad
en corriente alterna y además diseña un aerogenerador que cambiaba la

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orientación en función de la dirección del viento para aprovechar con más
intensidad la energía de éste.
Sin embargo, los grandes avances sobre la
tecnología y el uso del viento como fuente
energética se producen durante las tres últimas
décadas.
Esto se debe, entre otras cosas, por un lado a la
llamada crisis energética (ampliamente difundida
entre fines de la década del 60 y comienzos de la
del 70) y, por otro, a los efectos contaminantes
que los hidrocarburos producen al medio
ambiente.
En la actualidad, el país que lidera en cuanto a la
explotación y uso de la energía eólica es Estados
Charles F. Bruch Unidos debido a importantes inversiones hechas
durante la década del 80 y comienzos del 90,
aunque actualmente sus programas de inversión han disminuido
fuertemente.
Otros países como Inglaterra, Alemania, Dinamarca, España, India y China,
se muestran más activos y cuentan con programas ambiciosos de inversión
para el futuro inmediato.
En lo que se refiere a tecnología, en la actualidad se está promocionando
aerogeneradores de hasta 1 MW de potencia como tecnología probada,
mientras que el trabajo de desarrollo continúa avanzando y tratando de
introducir unidades cada vez de mayor capacidad.
En los países en desarrollo, excluyendo China e India, por el momento no se
han anunciado grandes programas eólicos. Las razones de ello no
necesariamente tienen que ver con la falta de interés por las fuentes alternas
sino, con el hecho de que en su agenda de prioridades hay problemas más
inmediatos como la pobreza y el desempleo.

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Usos de la energía eólica

En principio, la energía
eólica podría aplicarse a
cualquier uso final puesto
que la energía del viento es
transformada y entregada a
través del eje de la turbina
en forma de energía
mecánica, la cual
eventualmente podría
utilizarse de muchas formas
de acuerdo a la necesidad
que se presente.
Como vimos, los principales usos de este recurso energético han sido:
bombeo de agua, molienda de granos y generación de electricidad. Podemos
decir que las dos primeras aplicaciones tienen muchos años en la historia de
la humanidad, mientras que la generación de electricidad es un tema de
mucha importancia actual.
El mayor aporte de la energía eólica en bombeo de agua ha sido para uso
doméstico y abrevar ganado. Miles de pequeñas granjas en diversas partes
del mundo y en especial en los estados Unidos, Australia, etc., pueden
confirmar esto; mientras que el bombeo de agua con fines de irrigación ha
tenido una aplicación limitada, inclusive en los últimos años, en los que ha
merecido una atención importante por parte de los grupos de desarrollo y
cooperación técnica internacional.
La molienda de granos utilizando molinos de viento actualmente ha pasado a
segundo plano.

7


Paul La Cour y su Pocas instituciones o grupos de desarrollo hablan hoy
esposa de este tema. No obstante, existen interesantes nichos
donde podría ser aún una alternativa apropiada, como
es el caso de zonas rurales aisladas donde no hay otras alternativas que los
grupos diesel o la molienda manual y donde, sin embargo, hay recursos
eólicos aprovechables (es el caso de muchos comunidades de las zonas alto
andinas).

Parques eólicos: energía renovable y rentable

Necesitamos fuentes de energía renovables que nos liberen de la absoluta
dependencia del petróleo, un combustible fósil escaso y caro.
Otra cosa es que institucional y empresarialmente se haga lo suficiente para
potenciar la viabilidad, rentabilidad y, en última instancia, implantación
masiva de las energías renovables y menos contaminantes, pero nadie
discute que la situación actual compromete el futuro económico y la
sustentabilidad del planeta.
El alza de precios de la gasolina, el fuel y otros combustibles derivados del
petróleo no sólo abre los informativos de televisión, sino que se lleva un buen
dinero (no previsto) de los consumidores, eleva la inflación, que a su vez
encarece los créditos que pagamos.
Desde una perspectiva medioambiental, esta crisis del petróleo podría haber
tenido un efecto beneficioso: la reducción del consumo y el impulso de
energías renovables, como la solar o la eólica. Pero todos sabemos que de
eso, poco o nada.
El consumo de petróleo en el mundo no desciende y las energías renovables,
mucho más compasivas con el medio ambiente, siguen desempeñando un
papel simbólico en la generación y consumo energético en nuestro planeta.

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El reto del futuro es conseguir una fuente de energía
barata, no contaminante, renovable y accesible para
todos los países del mundo, que permita a transporte,
industrias y hogares mitigar la servil dependencia que
hoy muestra ante el petróleo.
Hasta hace pocas décadas, la ciencia y la técnica no
acertaban a ganar la batalla al dios Eolo para
aprovechar la fuerza de los vientos y conseguir energía
de forma rentable y en cantidad suficiente.
Fueron necesarios muchos años de estudios,
experimentos y fracasos en prototipos de
aerogeneradores hasta que, por fin, lograron alzarse
sobre colinas, playas y dehesas unos molinos que poco
tienen que ver estéticamente con los que combatió Don
Quijote, en La Mancha, pero que sirven para convertir
la fuerza del viento en energía eléctrica. Hoy parece que Molino gigante de
su utilidad y rentabilidad es incuestionable. Bruch

La primera entre las renovables
La energía eólica se aprovecha de dos formas bien diferenciadas. En una de
ellas, sirve para que unas aerobombas -el modelo más común son los
molinos multípara del tipo americano- saquen agua de los pozos sin más
ayuda que el viento; en otra, los molinos incorporan un generador eléctrico y
producen corriente cuando sopla el viento; se llaman aerogeneradores.
Los molinos que generan energía eléctrica tienen tres palas.
Los aerogeneradores pueden producir energía eléctrica de dos formas: en
conexión directa a la red de distribución convencional y de forma aislada.
La primera utiliza molinos de viento de gran potencia que vierten su energía a
la red eléctrica. Conviven con este sistema las aplicaciones aisladas de
generadores de pequeña o mediana potencia para usos domésticos o
agrícolas: iluminación, pequeños electrodomésticos, bombeo, irrigación...

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Los sistemas más desarrollados y
rentables se denominan parques
eólicos y consisten en
agrupaciones de varios molinos
que envían energía eléctrica a la
red.

Para conseguirlo, no estamos
hablando de alta tecnología: salvo
las paletas de material ligero y las
turbinas controladas por
microprocesador, los
aerogeneradores comerciales no
Aerogeneradores en California incorporan novedades sustanciales
respecto a los que se construyeron
hace 50 años. La energía eólica es, por tanto, un proyecto viejo que madura
día a día.
Respeto al medio ambiente
El proceso de obtención de la energía eólica ha de ser coherente con el
respeto medioambiental que predican sus promotores y debe sujetarse a una
normativa específica.
Antes de proyectar un parque eólico, por ejemplo, se hace obligatorio la
realización de un estudio de impacto ambiental que determine su viabilidad;
una instalación rentable puede perfectamente desestimarse por los efectos
negativos que ocasiona al entorno.
El estudio analiza el emplazamiento elegido, el tamaño de la instalación y la
distancia entre el parque eólico y áreas sensibles, como asentamientos
humanos y espacios naturales protegidos. Si no se cumplen los requisitos, se
deben detener las obras hasta ajustarlas a la normativa. Asimismo, al
finalizar la instalación y durante la explotación se deben presentar informes
medioambientales periódicos.
Y cuando termina la vida útil de los aerogeneradores (se estima en unos 25-
30 años), y en caso de que no continúe la actividad productiva, se deben
retirar los molinos y revegetarse el hueco que dejaron, en el que quedarán
enterrados las zapatas y los cables.

El debate sobre la energía del viento

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La proliferación de parques eólicos
está provocando reacciones
sociales muy encontradas en
algunas partes del mundo. Y, como
casi siempre ocurre, muchas de
ellas están justificadas.
Comenzando por lo quizá más
anecdótico, el viento es un buen
transmisor del ruido y en algunas
poblaciones cercanas a los
parques eólicos se han recogido
quejas por el aumento de la
contaminación acústica, aunque hay quien señala que el ruido procede más
del propio viento que de los molinos.
Lo innegable es que la instalación de un parque de estos molinos produce
impactos ecológicos y paisajísticos en el terreno en que se asienta. Se
requiere, y normalmente ocurre en espacios aislados y de gran valor
ecológico, el movimiento de tierras y la construcción de carreteras y pistas de
acceso al parque eólico, cuando antes sólo había sendas naturales y de nulo
impacto medioambiental.
Donde se han instalado, la normativa establece que las zonas excavadas
durante la obra han de cubrirse con tierra vegetal. Y que al finalizar la
instalación de los molinos se ha de iniciar el plan de revegetación y
recuperación de suelos, con la siembra de especies autóctonas de
crecimiento rápido.
Hoy, los aerogeneradores se construyen de un tamaño lo más reducido
posible y se pintan con colores que perturben menos el paisaje, aunque su
presencia en modo alguno pasa desapercibida.
Pero lo que más preocupa a ecologistas y defensores de la naturaleza es la
negativa repercusión de estos molinos de viento en las aves.
En todo estudio previo a la instalación de un parque eólico, se ha de reflejar
la presencia y el paso de aves, acompañado por un inventario de especies.
La muerte de las aves se produce cuando chocan contra las aspas del
molino y por electrocución con las líneas de alta tensión.

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En defensa de los molinos de viento, cabe
señalar que, según algunas opiniones, las aves
(incluso las especies migratorias) se
acostumbran a la existencia de las palas y las
evitan en su trayectoria, como hacen con los
árboles y otros obstáculos naturales.
Con las líneas de alta tensión el problema es
más complicado, ya que las aves chocan contra
los cables porque no los ven en pleno vuelo, lo
que se intenta evitar con elementos que
destaquen las líneas, como cintas, balones o
espirales.
La colocación de estos cables de alta tensión
también ha de estudiarse: irán en paralelo con
las líneas de aerogeneradores haciendo
corredores por donde puedan pasar las aves.
Y en caso necesario, se puede obligar a los promotores del parque eólico a
enterrar los cables.

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METODOLOGÍA

Partes del aerogenerador

Comencemos un poco por las partes que tiene el sistema:
- Aspas. Necesitamos algo que de vueltas para poder transmitir el
movimiento que va a provocar el viento a...
- Un generador. Este puede ser tanto una dinamo de bici, un alternador de
coche o un motor eléctrico que desguacemos de algún aparato electrónico.
- Un rectificador. El generador va a sacarnos una corriente alterna. Para
poder almacenarla y utilizarla tenemos que convertirla en continua. El
sistema que convierte de alterna en continua se llama rectificador. El
rectificador nos va a sacar la corriente en continua, pero al mismo voltaje que
nos da el generador. El voltaje deberemos limitarlo a uno en concreto con
un...
- Regulador. Este aparato lo que hace es limitar el voltaje para poder cargar
adecuadamente una batería o para poder alimentar unos LEDs.
- Batería. Esto nos va a permitir utilizar la corriente de manera continua y no
dependiendo de si en ese momento hay viento o no. Normalmente se utilizan
baterías de coche de 12V.
- Inversor. Este aparato va a convertir la corriente continua que nos da la
batería a 120V de alterna, que es lo que consumen los aparatos comerciales
y lo que sale por el enchufe de casa.

Aquí sigue el trabajo, faltan cosas…

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RESULTADOS

Hasta el momento no se han obtenido los resultados de generación de
electricidad, debido a las fases de construcción, pues estamos en el proceso
de ensamblaje de las partes. Hemos logrado la construcción del
aerogenerador nos hace falta el proceso de prueba en la parte de
generación.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Llegamos a la conclusión de que si se hicieran más generadores eólicos se
haría energía limpia y sin dañar el medio ambiente y se horraría dinero, pero
esto depende también de nuestra conciencia en el uso que le demos a la
electricidad.

En nuestra vereda Naranjal hay bastante viento que se puede aprovechar
para poder generar electricidad, es importante ser realistas, nuestro
generador no podrá suplir las necesidades de electricidad de una vivienda,
pero trabajando más en él se mejorará al fin de conseguir manejar la
iluminación de nuestras casas, a la par, también tenemos que trabajar por
concientizar a las personas en el uso que le dan a la electricidad.

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BIBLIOGRAFIA

HERNANDEZ M., Jorge E., GONZALEZ G., Felipe. “Curso Práctico de
Electricidad – Proyectos – Volumen 3” Editorial Cekit S.A. Pereira, Colombia
1996.

ROJAS, William. “Laboratorio de Introducción a la Electrónica” Editorial Cekit
S. A. Pereira, Colombia 1988

http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Curiosid/rc-74/rc-
74.htm

http://revista.consumer.es/web/es/20001101/medioambiente/30063.php

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Energia_EolicaUsos.htm

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujodegases/energiaeolica/ener
giaeolica.html

http://www.k12science.org/curriculum/weatherproj2/es/docs/anemometro.sht
ml

http://www.eoliccat.net/energia-eolica/preguntes-frequeents.html?L=1

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LOGISTICA

Aquí se debe explicar lo que se necesita para la exposición del proyecto, en
este caso se requiere para exponer el generador eólico, situarse en un
espacio abierto, donde llegue el viento, además se requiere:

Espacio abierto
Dos mesas
Dos sillas
Buena iluminación
Lugar de buena ventilación

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