Este documento presenta un proyecto de física electromagnética realizado por Luz Stefany Chica Herrera y Ángela Patricia Barajas Muñoz sobre la aplicación de la conversión de la energía eólica a energía eléctrica. El proyecto incluye objetivos, antecedentes, marco teórico sobre energía eólica y energía eléctrica, búsqueda bibliográfica y desarrollo del proyecto.

1. PROYECTO FISICA ELECTROMAGNÉTICA
LUZ STEFANY CHICA HERRERA
ÁNGELA PATRICIA BARAJAS MUÑOZ
E.C.C.I. ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES
TECNÓLOGO EN GESTIÓN EN PROCESOS INDUSTRIALES
BOGOTA
2013

2. PROYECTO FISICA ELECTROMAGNÉTICA
LUZ STEFANY CHICA HERRERA
ÁNGELA PATRICIA BARAJAS MUÑOZ
JAVIER BONILLA
DOCENTE FISICA
E.C.C.I. ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES
INGENIERÍA INDUSTRIAL
TECNÓLOGO EN GESTIÓN EN PROCESOS INDUSTRIALES
BOGOTÁ
2013

3. TABLA DE CONTENIDO
1. TITULO TENTATIVO.........................................................................................................................4
2. OBJETIVOS .....................................................................................................................................5
3. ANTECEDENTES..............................................................................................................................6
4. MARCO TEORICO............................................................................................................................9
4.1 LA ENERGÍA EÓLICA..................................................................................................................9
4.1.1 Historia de la Energía Eólica...............................................................................................9
4.1.2 Condiciones de una Localización para un Parque Eólico....................................................9
4.1.3 Futuro de la Energía Eólica..............................................................................................10
4.2 ENERGÍA ELÉCTRICA ...............................................................................................................10
4.2.1 Corriente eléctrica .........................................................................................................11
4.2.2 Fuentes de energía eléctrica ...........................................................................................11
4.2.3 Generación de energía eléctrica......................................................................................12
4.2.4 Apagón eléctrico..............................................................................................................12
4.2.5 Ruido eléctrico.................................................................................................................13
4.2.6 Tensiones.........................................................................................................................13
4.2.7 Consumo de energía y eficiencia energética...................................................................14
4.2.8 Salud y electricidad..........................................................................................................15
5. BÚSQUEDA BIBLIOGRÁFICA..........................................................................................................17
6. DESARROLLO DEL PROYECTO.......................................................................................................17
6.1 Funcionamiento......................................................................................................................17
6.2 Descripción de la máquina.....................................................................................................17
6.2.1 La cola o timón de la eólica..............................................................................................18
.........................................................................................................................................................19

4. 6.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA................................................................19

5. 1. TITULO TENTATIVO
Aplicación de La conversión
de la Energía Eólica a
Eléctrica
4

6. 2. OBJETIVOS
•
Identificar la aplicación básica de la electricidad a través de un proceso
experimental de la conversión de la energía eólica.
•
Evidenciar dos tipos de campos eléctricos y la interacción de las mismas.
•
Reconocer los campos de aplicación de la energía eólica, obtenida del
viento, es decir, aquella que se obtiene de la energía cinética generada por
efecto de las corrientes de aire y así mismo las vibraciones que el aire
produce.
•
Realizar a través de un proceso experimental, la utilización de la energía
eólica a eléctrica.
5

7. 3. ANTECEDENTES
A través de grabados pertenecientes a civilizaciones muy antiguas, se ha podido
comprobar que el aprovechamiento del viento con fines energéticos se remonta a
por lo menos 3.000 años antes de la era cristiana, habiendo sido utilizado en
aquellos tiempos principalmente para la navegación.
Diferentes pueblos, desde los egipcios pasando por los Fenicios, romanos y
muchos otros utilizaron esta forma de impulsión.
Los datos más antiguos de artefactos que aprovechaban el viento para otro tipo de
actividades (p.e. molienda de granos) aparecen en Persia, alrededor de los años
200 antes de Cristo. Se cree que en siglo XIII esas máquinas fueron introducidas
en Europa por quienes retornaban de las cruzadas.
Durante el transcurso de la edad Media se amplió la gama de usos
empleándoselas para mover la maquinarias de nacientes industrias como la textil,
maderera, metalúrgica.
Estos primeros molinos eran muy rudimentarios, basando su diseño en la rotación
un eje colocado en forma vertical. Los holandés es modificaron esa tecnología y a
partir del año 1.350 comenzaron a utilizarse máquinas de eje horizontal y de
cuatro palas, muy similares en aspecto a los que acostumbramos ver hoy en día
en los típicos paisajes de ese país. A partir de entonces se los empezó a utilizar
principalmente para desecar pantanos y lagos y también aserraderos, para la
fabricación de papel y para extraer aceites.
Hasta lo equipos que aprovechaban la energía del viento producían únicamente
energía mecánica.
Eran máquinas lentas, pesadas y baja eficiencia. A mediados del siglo pasado se
desarrolló un molino que se impuso rápidamente en mucho países, llamado
comúnmente molino americano, y es el que podemos ver en casi todo el interior
de nuestro país. Este molino es también un conversor en energía mecánica, pero
con una eficiencia muy superior a la de los anteriores y se destina casi
exclusivamente al bombeo del agua.
Las primeras máquinas equipadas con generadores eléctricos, hacen su aparición
hacia 1900. Durante la primera mitad del siglo, a pesar de que no hubo una activa
utilización de la energía eólica, se produjeron gran
variedad de diseños cuyos principios fundamentales son válidos hasta el presente.
Desde la década del 30 y hasta comienzos de la del 50 se popularizaron máquinas
de pequeño porte (hasta unos 3kW) en el medio rural, donde todavía no existía un
sistema de electrificación por redes que cubriera amplias zonas.
6

8. También se constituyeron equipos de gran tamaño. Por ejemplo, durante la
segunda guerra mundial funcionó en EEUU una turbina de 1.250 Kw. De
potencia. Desde 1958 hasta 1966 se constituyeron y operaron en Francia, EEUU
y Dinamarca, varias máquinas de potencia superior a 1.000 Kw. Sin embargo,
todas estas experiencias terminaron en verdaderos fracasos porque se
enfrentaron con problemas tecnológicos que en ese entonces resultaban
prácticamente insolubles, hecho que provocó que quienes debieran tomar
decisiones políticas sobre.
Su utilización no creyera en cuanto al futuro de esta tecnología como oferta
energética válida. Por otra parte, el precio excesivamente bajos de los
combustibles hacía muy difícil si no imposible la competencia de
Cualquier tipo de equipo conversor de energía eólica contra un generador térmico.
La crisis energética de los años 70, que ocasionó un abrupto encarecimiento del
petróleo, y por consecuencia de sus derivados, provocó que aquellos países que
tenían una importante dependencia de la importación de esos productos para la
satisfacción de sus necesidades energéticas, buscaran soluciones alternativas a
los grandes desequilibrios económicos que esta situación les creaba.
Es así como empezó a pensar seriamente en lo que dio en llamarse ahorro o
conservación de energía y al mismo tiempo se comenzó a replantear el tema de la
utilización de las energías no convencionales., apareciendo entonces la energía
eólica, desde el punto de vista económico, como una fuente más competitiva para
la producción de electricidad.
Esta situación incentivó la realización de nuevos estudios que llevaron a una
importante mejora de las tecnologías de aprovechamiento, logrando equipos
conversores de energía eléctrica cada vez más confiables y potentes. Hoy en día
es destacable la explotación que efectúan países como Estados Unidos,
Dinamarca, Alemania, Holanda, España, India y China entre muchos otros.
A modo de referencia, se indican las potencias instaladas a fines de 2006 por los
principales países productores de energía eólica en el mundo: Alemania 20.622
MW; España 11.630 MW; Estados Unidos 11.603 MW; India 6270 MW; China
2599 MW y Dinamarca 3136 MW. El total mundial alcanzaba a 74.153 MW
(Fuente WWEA).
La energía contenida en el viento puede ser transformada, según sea la
necesidad, en energía eléctrica, mecánica o térmica. Las posibilidades de uso
que ofrece la energía eléctrica son bien conocidas. En cuanto a la
mecánica, en el caso que nos ocupa, se utiliza el bombeo de agua o molienda de
distintos productos.
La energía térmica se consigue a partir de la energía mecánica. Para efectuar esa
transformación se utilizan distintos tipos de equipamientos. En términos generales
no se requieren grandes velocidades de viento para producir energía, más bien al
contrario, cuando el viento es demasiado intenso se hace necesario detener los
7

9. equipos para evitar deterioro. En la mayoría de los casos, un equipo comienza a
generar energía con una velocidad del viento de 4 metros por segundo (m/s),
equivalente a unos 15 km/h. Entrega su potencia máxima cuando la velocidad es
del orden de los 12 a 15m/s (40 a 55 km/h) y es necesario sacarla de servicio
cuando alcanza 25m/s (90km/h).1
1
Energía Eólica / Energías Renovables
8

10. 4. MARCO TEORICO
4.1 LA ENERGÍA EÓLICA
La energía eólica pertenece al conjunto de las energías renovables o también
denominadas energías alternativas. La energía eólica es el tipo de energía
renovable más extendida a nivel internacional por potencia instalada (Mw) y por
energía generada (Gwh).
La energía eólica procede de laenergía del sol (energía solar), ya que son los
cambios de presiones y de temperaturas en la atmósfera los que hacen que el aire
se ponga en movimiento, provocando el viento, que los aerogeneradores
aprovechan para producir energía eléctrica a través del movimiento de sus palas
(energía cinética).
4.1.1 Historia de la Energía Eólica
La energía eólica se ha utilizado históricamente para tareas mecánicas que
requerían de mucho esfuerzo físico, como era moler grano o elevar agua de
pozos. En estos casos la energía final que se usaba era la energía mecánica, sin
embargo, con el paso de los años el objetivo que se buscaba era el de producir
energía eléctrica a partir del viento.
La generación de energía eléctrica a partir de energía eólica tuvo lugar en
Dinamarca hacia 1890, cuando se realizaron los primeros experimentos con
aerogeneradores, llegando a producir hasta 200 kw (profesor La Cour).
Desde el año 1995 hasta nuestros días hemos visto crecer exponencialmente la
energía eólica en todo el mundo, destacando los países como España,
Dinamarca, Holanda y Alemania.
4.1.2 Condiciones de una Localización para un Parque Eólico
Para que la energía eólica se establezca en una localización concreta, mediante
parques eólicos, el lugar de instalación debe cumplir una serie de requisitos.
Para empezar a evaluar el terreno donde irán instalados los aerogeneradores,
primero hay que realizar una campaña de medición de viento a diferentes alturas
(tanto dirección del viento, como velocidad de viento; esto es conocido como la
rosa de los vientos) que durará como mínimo un año. De esta manera, se sabrá
cómo debe ser la disposición de los aerogeneradores para obtener la mayor
9

11. energía eólica posible. Además, esta campaña de medición servirá para
corroborar que la ubicación es adecuada para instalar un parque eólico.
Los requisitos fundamentales para un emplazamiento son:
•
Más de 2.000 horas de producción eólica equivalente a potencia máxima
(horas equivalentes).
•
Respetar la avifauna del entorno, estableciendo si es preciso un paso para
aves migratorias entre grupos de aerogeneradores.
•
Lejanía de más de un kilómetro con núcleos urbanos para evitar la
contaminación acústica de los parques eólicos.
•
La energía eólica debe estar instalada en suelo no urbanizable,
generalmente.
•
No interferencia con señales electromagnéticas del entorno, ya que señales
de televisión, radio o telefonía se pueden ver perjudicadas si no se instalan otros
dispositivos que lo eviten.
4.1.3 Futuro de la Energía Eólica
Actualmente muchos países cuentan con la energía eólica como una fuente de
energía primaria en pleno desarrollo. Los países que destacan como futuros
grandes generadores de energía eólica son: China, India, Sudamérica y EE.UU.
De hecho, China cuenta ya con grandes fabricantes de aerogeneradores que han
conseguido tecnologías muy fiables.
Una de las formas de energía eólica más conocida es la energía eólica terrestre,
ya que estamos familiarizados a ver aerogeneradores en tierra, sin embargo, la
superficie del mar es tan extensa, y se presenta en ella el recurso eólico más
abundante de la tierra, que se han desarrollado en los últimos años tecnologías
para instalar aerogeneradores en el mar. Esta forma de energía eólica se conoce
como energía eólica offshore o eólica marina.
4.2 ENERGÍA ELÉCTRICA
Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia
de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una
corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un
conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras
formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la
energía térmica.
10

12. 4.2.1 Corriente eléctrica
La energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el
movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable
conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un
generador esté aplicando en sus extremos.
Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera
el movimiento de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se
desplazan forman parte de los átomos de la sustancia del cable, que suele ser
metálica, ya que los metales —al disponer de mayor cantidad de electrones libres
que otras sustancias— son los mejores conductores de la electricidad. La mayor
parte de la energía eléctrica que se consume en la vida diaria proviene de la red
eléctrica a través de las tomas llamadas enchufes, a través de los que llega la
energía suministrada por las compañías eléctricas a los distintos aparatos
eléctricos —lavadora, radio, televisor, etc; que se desea utilizar, mediante las
correspondientes transformaciones; por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega
a una enceradora, se convierte en energía mecánica, calórica y en algunos casos
luminosa, gracias al motor eléctrico y a las distintas piezas mecánicas del aparato.
Lo mismo se puede observar cuando funciona un secador de pelo o una estufa.
4.2.2 Fuentes de energía eléctrica
La energía eléctrica apenas existe libre en la Naturaleza de manera aprovechable.
El ejemplo más relevante y habitual de esta manifestación son las tormentas
eléctricas. La electricidad tampoco tiene una utilidad biológica directa para el ser
humano, salvo en aplicaciones muy singulares, como pudiera ser el uso de
corrientes en medicina (electroshock), resultando en cambio normalmente
desagradable e incluso peligrosa, según las circunstancias. Sin embargo es una
de las más utilizadas, una vez aplicada a procesos y aparatos de la más diversa
naturaleza, debido fundamentalmente a su limpieza y a la facilidad con la que se la
genera, transporta y convierte en otras formas de energía. Para contrarrestar
todas estas virtudes hay que reseñar la dificultad que presenta su almacenamiento
directo en los aparatos llamados acumuladores.
La generación de energía eléctrica se lleva a cabo mediante técnicas muy
diferentes. Las que suministran las mayores cantidades y potencias de electricidad
aprovechan un movimiento rotatorio para generar corriente continua en una
dinamo o corriente alterna en un alternador. El movimiento rotatorio resulta a su
vez de una fuente de energía mecánica directa, como puede ser la corriente de un
salto de agua o la producida por el viento, o de un ciclo termodinámico. En este
último caso se calienta un fluido, al que se hace recorrer un circuito en el que
mueve un motor o una turbina. El calor de este proceso se obtiene mediante la
quema de fósiles, reacciones y otros procesos.
11

13. La generación de energía eléctrica es una actividad humana básica, ya que está
directamente relacionada con los requerimientos actuales del hombre. Todas la
formas de utilización de las fuentes de energía, tanto las habituales como las
denominadas alternativas o no convencionales, agreden en mayor o menor
medida el ambiente, siendo de todos modos la energía eléctrica una de las que
causan menor impacto.
La generación puede ir relacionada con la distribución, salvo en el caso del
autoconsumo.
4.2.3 Generación de energía eléctrica
Actualmente la energía eléctrica se puede obtener de distintos medios, que se
dividen principalmente en:
•
Renovables:





•
No renovables:

•
Centrales termoeléctricas solares
Centrales solares fotovoltaicas
Centrales eólicas
Centrales hidroeléctricas
Centrales geo-termoeléctricas
Centrales nucleares
Combustibles fósiles:



Centrales de ciclo combinado (quemadores de gas natural)
Centrales de turbo-gas
Fallos comunes en el suministro de energía eléctrico
4.2.4 Apagón eléctrico
Un corte de energía se define como una condición de tensión cero en la
alimentación eléctrica que dura más de dos ciclos (40 ms). Puede ser causado por
el encendido de un interruptor, un problema en la instalación del usuario, un fallo
en la distribución eléctrica o un fallo de la red comercial. Esta condición puede
llevar a la pérdida parcial o total de datos, corrupción de archivos y daño del
hardware.
12

14. Durante la historia de la humanidad ha habido varios apagones eléctricos en el
mundo, por varias causas, ya sean fallas humanas, por desperfectos en los
equipos electrónicos, por sobrecarga, por corto circuito o por inclemencias del
tiempo, pero también se han realizado algunos apagones intencionales, en el año
2007 y 2009, en protesta al cambio climático. Uno de los apagones más
recordados de la historia fue el de Nueva York, el 9 de noviembre de 1965,
además de haber paralizado a la metrópolis por 24 horas, es también muy
recordado porque después de cumplirse nueve meses del apagón, hubo una
cantidad de nacimientos más alta de lo normal. El más reciente ocurrió en Chile,
que afectó a casi todo el país, poco después de los terremotos que azotaron a ese
país.
4.2.5 Ruido eléctrico
El ruido eléctrico de línea se define como la Interferencia de Radio Frecuencia
(RFI) e Interferencia Electromagnética (EMI) y causa efectos indeseables en los
circuitos electrónicos de los sistemas informáticos.
Las fuentes del problema incluyen motores eléctricos, relés, dispositivos de control
de motores, transmisiones de radiodifusión, radiación de microondas y tormentas
eléctricas distantes.
RFI, EMI y otros problemas de frecuencia pueden causar errores o pérdida de
datos almacenados, interferencia en las comunicaciones, bloqueos del teclado y
del sistema.
Los picos de alta tensión ocurren cuando hay repentinos incrementos de tensión
en pocos microsegundos. Estos picos normalmente son el resultado de la caída
cercana de un rayo, pero pueden existir otras causas también. Los efectos en
sistemas electrónicos vulnerables pueden incluir desde pérdidas de datos hasta
deterioro de fuentes de alimentación y tarjetas de circuito de los equipos. Son
frecuentes los equipos averiados por esta causa.
4.2.6 Tensiones
Una sobretensión tiene lugar cuando la tensión supera el 110% del valor nominal.
La causa más común es la desconexión o el apagado de grandes cargas en la
red. Bajo esta condición, los equipos informáticos pueden experimentar pérdidas
de memoria, errores en los datos, apagado del equipo y envejecimiento prematuro
de componentes electrónicos.
Una caída de tensión comprende valores de tensión inferiores al 80% ó 85% de la
tensión normal durante un corto período. Las posibles causas son: encendido de
equipamiento de gran magnitud o de motores eléctricos de gran potencia y la
13

15. conmutación de interruptores principales de la alimentación (interna o de la usina).
Una caída de tensión puede tener efectos similares a los de una sobretensión.
Un transitorio de tensión tiene lugar cuando hay picos de tensión de hasta 150.000
voltios con una duración entre 10 y 100 µs. Normalmente son causados por arcos
eléctricos y descargas estáticas. Las maniobras de las usinas para corregir
defectos en la red que generan estos transitorios, pueden ocurrir varias veces al
día. Los efectos de transitorios de este tipo pueden incluir pérdida de datos en
memoria, error en los datos, pérdida de los mismos y solicitaciones extremas en
los componentes electrónicos.
Una variación de frecuencia involucra un cambio en la frecuencia nominal de la
alimentación del equipo, normalmente estable en 50 ó 60 Hz dependiendo esto de
la ubicación geográfica. Este caso puede ser causado por el funcionamiento
errático de grupos electrógenos o por inestabilidad en las fuentes de suministro
eléctrico. Para equipos electrónicos sensibles, el resultado puede ser la corrupción
de datos, apagado del disco duro, bloqueo del teclado y fallos de programas.
4.2.7 Consumo de energía y eficiencia energética
Los aparatos eléctricos cuando están funcionando generan un consumo de
energía eléctrica en función de la potencia que tengan y del tiempo que estén en
funcionamiento. En España, el consumo de energía eléctrica se contabiliza
mediante un dispositivo precintado que se instala en los accesos a la vivienda,
denominado contador, y que cada dos meses revisa un empleado de la compañía
suministradora de la electricidad anotando el consumo realizado en ese período.
El kilovatio hora (kWh) es la unidad de energía en la que se factura normalmente
el consumo doméstico o industrial de electricidad. Equivale a la energía
consumida por un aparato eléctrico cuya potencia fuese un kilovatio (kW) y
estuviese funcionando durante una hora.
Dado el elevado coste de la energía eléctrica y las dificultades que existen para
cubrir la demanda mundial de electricidad y el efecto nocivo para el medio
ambiente que supone la producción masiva de electricidad se impone la necesidad
de aplicar la máxima eficiencia energética posible en todos los usos que se haga
de la energía eléctrica.
La eficiencia energética es la relación entre la cantidad de energía consumida de
los productos y los beneficios finales obtenidos. Se puede lograr aumentarla
mediante la implementación de diversas medidas e inversiones a nivel
tecnológico, de gestión y de hábitos culturales en la comunidad.
14

16. 4.2.8 Salud y electricidad
Se denomina riesgo eléctrico al riesgo originado por la energía eléctrica. Dentro de
este tipo de riesgo se incluyen los siguientes:

Choque eléctrico por contacto con elementos en tensión (contacto eléctrico
directo), o con masas puestas accidentalmente en tensión (contacto
eléctrico indirecto).

Quemaduras por choque eléctrico, o por arco eléctrico.

Caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico.

Incendios o explosiones originados por la electricidad.

La corriente eléctrica puede causar efectos inmediatos como quemaduras,
calambres ofibrilación, y efectos tardíos como trastornos mentales. Además
puede causar efectos indirectos como caídas, golpes o cortes.
Los principales factores que influyen en el riesgo eléctrico son:



La intensidad de corriente eléctrica.
La duración del contacto eléctrico.
La impedancia del contacto eléctrico, que depende fundamentalmente de la
humedad, lasuperficie de contacto y la tensión y la frecuencia de la tensión
aplicada.
La tensión aplicada. En sí misma no es peligrosa pero, si la resistencia es baja,
ocasiona el paso de una intensidad elevada y, por tanto, muy peligrosa. La
relación entre la intensidad y la tensión no es lineal debido al hecho de que la
impedancia del cuerpo humano varía con la tensión de contacto.
Frecuencia de la corriente eléctrica. A mayor frecuencia, la impedancia del cuerpo
es menor. Este efecto disminuye al aumentar la tensión eléctrica.
Trayectoria de la corriente a través del cuerpo. Al atravesar órganos vitales, como
el corazón, pueden provocarse lesiones muy graves
Los accidentes causados por la electricidad pueden ser leves, graves e incluso
mortales. En caso de muerte del accidentado, recibe el nombre de electrocución
En el mundo laboral los empleadores deberán adoptar las medidas necesarias
para que dé la utilización o presencia de la energía eléctrica en los lugares de
trabajo no se deriven riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores o, si
ello no fuera posible, para que tales riesgos se reduzcan al mínimo.
15

17. 4.3 INTEGRACION DE LA ENERGIA EOLICA EN LA RED ELECTRICA
Para que la energía eólica se desarrolle en cualquier país en más de un 20% de la
energía eléctrica producida media a lo largo del año, cada país debe tener una red
de energía eléctrica avanzada, es decir, debe ser una red eléctrica moderna que
permita el almacenamiento de energía y que esté bien equilibrada en todos los
nodos eléctricos del país y que además permita que pequeños generadores (como
viviendas particulares) puedan participar en el sistema eléctrico del país.
Se está investigando para desarrollar la tecnología necesaria para integrar la
energía eólica en la red de energía eléctrica, lo cual supondría que la energía
eólica fuera la principal fuente de energía, dentro del consumo de energía primaria
de un país (actualmente lideran las energías fósiles).
Sin embargo, ha sido posible en determinados momentos, que gran parte de la
energía eléctrica haya sido producida por energía eólica, alcanzando cuotas de
más del 50% en países como España.
4.4 TIPOS DE AEROGENERADORES
La máquina que hace posible que hoy en día se hable de energía eólica como una
fuente de energía, es el aerogenerador. Éstos han ido evolucionando para
adaptarse a distintas necesidades a lo largo de los años.
Los distintos aerogeneradores que existen son:

Aerogenerador de eje vertical: es el concepto original de aerogenerador
dentro de la energía eólica, ya que permite colocar el tren de potencia
(multiplicadora, generador eléctrico, etc) en la base del aerogenerador,
facilitando así la instalación de estos aerogeneradores. Las palas de este
aerogenerador están girando en un plano paralelo al suelo.

Aerogenerador de eje horizontal: es el concepto para producir energía
eólica que se ha implantado a lo largo de los años. Consiste en colocar el
tren de potencia en la parte superior junto al eje de giro de la turbina eólica.
Las palas de este aerogenerador están girando en un plano perpendicular
al suelo.
También, los aerogeneradores se pueden clasificar por la potencia, existiendo la
energía mega eólica (con aerogeneradores de más de 5 Mw), mini eólica (con
aerogeneradores de menos de 200 kw) y energía eólica normal.
16

18. 5. BÚSQUEDA BIBLIOGRÁFICA

http://www.economiadelaenergia.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Energiaelectrica
6. DESARROLLO DEL PROYECTO
La energía eólica es la energía obtenida por el movimiento del viento, que hace
girar aspas de los molinos. Estos mediante un sistema de engranaje multiplican
enormemente la velocidad del giro de un generador eléctrico.
La energía obtenida de los aerogeneradores de gran potencia, y los parques
eólicos puede ser utilizada






Calefacción
Refrigeración
Calentamiento de agua
Alumbrado y diversos usos eléctricos en áreas apartadas, especialmente de
viviendas rurales
Alimentar sistemas de telecomunicaciones
Bombeos de agua (Por una parte se utilizan para sacar agua de los pozos
un tipo de eólicas llamados aerobombas)
6.1 Funcionamiento
El viento hace mover las palas del aerogenerador y este a su vez a través de la
transmisión multiplica el movimiento para mover el generador, a la salida de este
se produce la energía eléctrica y esta es a su vez es adaptada mediante sistema
de control de velocidad y un transformador realiza la distribución de la energía
eléctrica en la red.
El generador eólico se instala a campo abierto en una torre. La velocidad del
viento aumenta con la altura; por tanto la hélice del aparato tendrá que colocarse
cuanto más alto mejor. También se procura colocar el aparato lejos de obstáculos
(árboles, edificios, etc). Los sitios más favorables son los cerros o las colinas que
dominan un terreno despejado y las costas marinas.
6.2 Descripción de la máquina
Se debe construir una eólica de velocidad específica y un rotor. Como generador
de electricidad utilizaremos un alternador. Se deben utilizar palas rectangulares y
ligeramente curvadas.
17

19. Se debe adecuar el “cuerpo” de la eólica, es decir, el cojinete que transmitirá la
rotación de las palas al generador:
• debe ser sólido
• debe tener un eje, que en un lado tenga un disco o similar para fijar las palas y
en el otro extremo la posibilidad de fijar la polea de transmisión para el alternador
6.2.1 La cola o timón de la eólica
El timón sirve para orientar la eólica en la dirección del viento. Es una chapa, cuya
forma no tiene demasiada relevancia (excepto la estética) fijada a una barra de
una longitud comprendida entre el 60 y el 100% del diámetro de la eólica.
18

20. 6.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA
Ventajas
•
•
•
Desventajas
•
No contamina
Es inagotable
Es baratas en comparación con
los combustibles fósiles y la
energía nuclear
No produce daños ambientales
en suelos y agua durante su
extracción, transformación,
transporte y combustión.
•
•
19
El aire al ser un fluido de
pequeño peso específico, implica
fabricar máquinas grandes y en
consecuencia caras.
Desde el punto de vista estético,
la energía eólica produce un
impacto visual inevitable
Un impacto negativo es el ruido
producido por el giro del rotor

21. •
•
La generación de electricidad a
partir del viento no produce gases
tóxicos, ni contribuye al efecto
invernadero, ni destruye la capa
de ozono, tampoco crea lluvia
ácida.
No residuos contaminantes.
20
•
Afecta el medio ambiente donde
habitan aves, por el riesgo
mortandad al impactar las aspas

22. PROCESO EXPERIMENTAL
A lo largo del proceso de desarrollo de la asignatura física electromagnética, se ha
ejecutado el planteamiento de un proyecto determinado limitado por sus
contenidos temáticos, por consiguiente en la aplicación se ha determinado que la
energía obtenida de los aerogeneradores de gran potencia, y los parques
eólicos puede ser utilizada para diversas Aplicaciones según lo expuesto
anteriormente, sin embargo se evidencia el desarrollo de este planteamiento.
Maqueta de turbina eólica
Materiales
•
Un Generador eléctrico este debe de ser un tamaño pequeño
•
Una hélice a escala para ponerlo en el generador
•
Una base para el generador eléctrico
•
Cable de doble polaridad su identificación es porque son de dos colores
diferentes
•
Un foco con base
•
Un cautín y soldadura
Paso a paso ejecutado en el desarrollo
Descripción
Registro Fotográfico
Perforar un agujero en un bloque de
madera de diferentes medidas.
Luego se pega un cono o la base
donde se ubicará la hélice.
21

23. Pon una pequeña de material adhesivo
en la punta rectangular de cada aspa y
introdúcelas en los agujeros del cono.
Mete el tornillo en el agujero taladrado
en el cubo.
Añade una tuerca al extremo del tornillo
para sujetar las aspas de la turbina.
Pegar con pegante el trozo de madera
a la parte superior de la base con
hélice. Déjalo secar durante una hora.
Se Pega la parte inferior del tubo con la
hélice a el bloque de madera.
Esto será la base de la maqueta. Se
decoró con casas.
Adicional se utilizó un secador para
hacer la similitud del viento y así hacer
reaccionar el hélice, generando energía
eléctrica y se evidencia al encenderse
el bombillo.
22

24. CONCLUSIONES
•
La energía eólica pertenece al conjunto de las energías renovables o
también denominadas energías alternativas.
•
La energía eólica es el tipo de energía renovable más extendida a nivel
internacional por potencia instalada (Mw) y por energía generada (Gwh).
•
La energía eólica procede de la energía del sol (energía solar), ya que son
los cambios de presiones y de temperaturas en la atmósfera los que hacen
que el aire se ponga en movimiento, provocando el viento, que los
aerogeneradores aprovechan para producir energía eléctrica a través del
movimiento de sus palas (energía cinética).
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