Energía Eólica

GRUPO: Enrique Muñoz, Alejandro León, Gonzalo Calderón, Jorge Plaza.

TAREAS

• ¿De dónde procede la energía eólica? ¿A qué dios mitológico debe su nombre?

- Todas las fuentes de energía renovables (excepto la maremotriz y la geotérmica), e incluso la energía de los combustibles fósiles, provienen, en último término, del sol. Alrededor de un 1 a un 2 por ciento de la energía proveniente del sol es convertida en energía eólica. Esto supone una energía alrededor de 50 a 100 veces superior a la convertida en biomasa por todas las plantas de la tierra
La energía eólica es la energía 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. . 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. Es un tipo de energía verde.
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión. El aprovechamiento del viento hoy puede sustituir al combustible fósil, evitar el recalentamiento terrestre y parar la gran emisión de millones de toneladas de dióxido de carbono. - El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Éolo o Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento.
http://www.windpower.org/es/tour/wres/index.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_e%C3%B3lica.

• ¿Qué cantidad de energía irradia el Sol hacia la Tierra?

La potencia de la radiación varía según el momento del día, Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es superior a los 1000 W/m²
La potencia emitida por el Sol sobre la superficie de la esfera que tiene al Sol como su centro y el radio promedio de la trayectoria terrestre es de 1.37 kW/m 2 . La potencia incide sobre un disco circular con un área de 1.27 x 10 14 m 2 por tanto , el sol irradia 174.423.000.000.000 kWh de energía por hora hacia la Tierra. En otras palabras, la Tierra recibe 1,74 x 1017 W de potencia. http://www.windpower.org/es/tour/wres/index.htm




• ¿Cómo se producen los vientos?

El viento se produce cuando una masa de aire se vuelve menos densa, al aumentar su temperatura, asciende y entonces, otra masa de aire más densa y fria se mueve para ocupar el espacio que la primera ha dejado.Hay vientos generales y permanentes que recorren todo el globo terráqueo como consecuencia de la circulación general de la atmósfera, y otros vientos que se desencadenan a causa de los cambios meteorológicos locales.
Los vientos globales se generan como consecuencia del desplazamiento del aire desde zonas de alta presión a zonas de baja presión, determinando los vientos dominantes de una área o región.
http://es.wikipedia.org/wiki/Viento http://www.astromia.com/tierraluna/vientolluvia.htm

• ¿Cómo se capta la energía eólica?

Se obtiene mediante unos aerogeneradores, que el viento los hace mover, y con ese movimiento de las aspas se coge la energía (Energía Eólica)
• ¿Cómo capta un aerogenerador la energía del viento?

La energía eólica, en realidad la energía cinética del aire en movimiento, mueve la hélice y, a través de un
sistema mecánico de engranajes, hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.
• ¿De qué factores depende?

El factor más importante, es que este puesto en un sitio con mucho viento, porque si no, no habría energía que aprovechar, si no hay viento no hay energía eolica.



• ¿Qué ventajas e inconvenientes presenta frente a otras fuentes de energía?

Ventajas:
-Procede indirectamente del sol , que calienta el aire y ocasiona el viento.
-Se renueva de forma continua.
-Es inagotable.
-Es limpia . No contamina.
-Es autóctona y universal. Existe en todo el mundo.
-Cada vez es más barata conforme avanza la tecnología.
-Permite el desarrollo sin expoliar la naturaleza, respetando el medio ambiente.
-Las instalaciones son fácilmente reversibles.
Inconvenientes:
- Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos. Afortunadamente los niveles de mortandad son muy bajos en comparación con otras causas como por ejemplo los atropellos.
- El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un elemento vertical como es el aerogenerador. Producen el llamado efecto discoteca: este efecto aparece cuando el sol está por detrás de los molinos y las sombras de las aspas se proyectan con regularidad sobre los jardines y las ventanas, parpadeando de tal modo que la gente denominó este fenómeno: “efecto discoteca”. Esto, unido al ruido, con efectos de consideración para la salud. No obstante, la mejora del diseño de los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.
- La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques eólicos hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta entonces poco transitados. Ello afecta también a la fauna.
- Dependen de las condiciones atmosféricas.
- El impacto visual, es decir; que su instalación genera una alta modificación del paisaje.
- La posibilidad de zona arqueológicamente interesante.
o Aerogeneradores

• ¿Cuáles son los componentes fundamentales de un aerogenerador? ¿Qué influencia tiene el diámetro de las
aspas en la energía captada por el aerogenerador?

-Los componentes fundamentales son el góndola, palas del rotor, buje, eje de baja velocidad, multiplicador, eje de alta velocidad con su freno mecánico, generador eléctrico, mecanismo de orientación, controlador electrónico, sistema hidráulico, la unidad de refrigeración, torre, anemómetro y la veleta.
-La velocidad de rotación está normalmente limitada por la velocidad de punta de pala, si son mas grandes costara más su movimiento y abra menos energía eléctrica
 La góndola
Contiene los componentes clave del aerogenerador, incluyendo el multiplicador y el generador eléctrico. El personal de servicio puede entrar en la góndola desde la torre de la turbina. A la izquierda de la góndola tenemos el rotor del aerogenerador, es decir las palas y el buje.
· Las palas del rotor
Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje. En un aerogenerador moderno de 600 kW cada pala mide alrededor de 20 metros de longitud y su diseño es muy parecido al del ala de un avión.
· El buje
El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador.
· El eje de baja velocidad
Conecta el buje del rotor al multiplicador. En un aerogenerador moderno de 600 kW el rotor gira muy lento, a unas 19 a 30 revoluciones por minuto (r.p.m.) El eje contiene conductos del sistema hidraúlico para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos.
· El multiplicador
Tiene a su izquierda el eje de baja velocidad. Permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad.
· El eje de alta velocidad
Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m. lo que permite el funcionamiento del generador eléctrico. Está equipado con yn freno de disco mecánico de emergencia. El freno mecánico se utiliza en caso de fallo del freno aerodinámico, o durante las labores de mantenimiento de la turbina.
· El generador eléctrico
Suele ser un generador asincrono o de inducción. En los aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar entre 500 y 1.500 kW.
· El controlador electrónico
Es un ordenador que contínuamente monitoriza las condiciones del aerogenerador y que controla el mecanismo de orientación. En caso de cualquier disfunción (por ejemplo, un sobrecalentamiento en el multiplicador o en el generador), automáticamente para el aerogenerador y llama al ordenador del operario encargado de la turbina a través de un enlace telefónico mediante modem.
· La unidad de refrigeración
Contiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar el generador eléctrico. Además contiene una unidad refrigerante por aceite empleada para enfriar el aceite del multiplicador. Algunas turbinas tienen generadores refrigerados por agua.
· La torre
Soporta la góndola y el rotor. Generalmente es una ventaja disponer de una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta conforme nos alejamos del nivel del suelo. Una turbina moderna de 600 kW tendrá una torre de 40 a 60 metros (la altura de un edificio de 13 a 20 plantas).Las torres pueden ser bien torres tubulares (como la mostrada en el dibujo) o torres de celosia. Las torres tubulares son más seguras para el personal de mantenimiento de las turbinas ya que pueden usar una escalera interior para acceder a la parte superior de la turbina. La principal ventaja de las torres de celosia es que son más baratas.
· El mecanismo de orientación
Está activado por el controlador electrónico, que vigila la dirección del viento utilizando la veleta.
· El anemómetro y la veleta
Las señales electrónicas del anemómetro son utilizadas por el controlador electrónico del aerogenerador para conectarlo cuando el viento alcanza aproximadamente 5 m/S. El ordenador parará el aerogenerador automáticamente si la velocidad del viento excede de 25 m/s, con el fin de proteger a la turbina y sus alrededores.Las señales de la veleta son utilizadas por el controlador electrónico para girar el aerogenerador en contra del viento, utilizando el mecanismo de orientación.
(http://www.windpower.org/es/tour/wtrb/comp/index.htm

• ¿Qué influencia tiene el diámetro de las aspas en la energía captada por el aerogenerador?-Tipos. Haz una breve clasificación de los mismos.

Clasificación:
 Eje vertical:Su característica principal es que el eje de rotación se encuentra en posición perpendicular al suelo. Son también llamados "VAWTs", que corresponde a las siglas de la denominación 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 más semicírculos unidos al eje central. Su rendimiento es bajo.
Sabonius:Dos o más filas de semicilindros colocados opuestamentes.
 Eje horizontal:
Son los más habituales y en ellos se ha centrado el mayor esfuerzo de diseño en los últimos años. Se los denomina también "HAWTs", que corresponde a las siglas de la denominación inglesa "horizontal axis wind turbines".
(http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo4b.html#1)

• ¿Cómo se mide la velocidad del viento?

La medición de la velocidad y dirección del viento se efectúa con instrumentos registradores llamados anemómetros, que dispone de dos sensores, uno para medir la velocidad y otro para medir la dirección del viento. Las mediciones se registra en anemógrafos.

• ¿Qué nombre reciben los aparatos que miden la velocidad del viento?

Se llaman anemómetros.




• Confecciona una clasificación de los mismos

Las medidas de las velocidades del viento se realizan normalmente usando un anemómetro de cazoletas. El anemómetro de cazoletas tiene un eje vertical y tres cazoletas que capturan el viento. El número de revoluciones por segundo son registradas electrónicamente.
Normalmente, el anemómetro está provisto de una veleta para detectar la dirección del viento.
En lugar de cazoletas el anemómetro puede estar equipado con hélices, aunque no es lo habitual.
Otros tipos de anemómetros incluyen ultrasonidos o anemómetros provistos de láser que detectan el desfase del sonido o la luz coherente reflejada por las moléculas de aire.
Los anemómetros de hilo electrocalentado detectan la velocidad del viento mediante pequeñas diferencias de temperatura entre los cables situados en el viento y en la sombra del viento (cara a sotavento).
La ventaja de los anemómetros no mecánicos es que son menos sensibles a la formación de hielo. Sin embargo en la práctica los anemómetros de cazoletas son ampliamente utilizados, y modelos especiales con ejes y cazoletas eléctricamente calentados pueden ser usados en las zonas árticas.


- Anemómetros PCE-A420 (Anemómetros con sistemas de cucharas para la medición del aire)

- Anemómetro PCE-AM81 (Anemómetros para medir de velocidad del aire, para hobby y Job)

- Anemómetros de bolsillo serie AVM (Anemómetros de tamaño de una cajetilla de cigarrillos)

- Anemómetros de bolsillo AVM-4000 (Anemómetro + temperatura + humedad presión..)

- Anemómetros de rueda alada serie LCA-301 (la rueda alada está integrada en el medidor)

- Anemómetros P-670-M (Anemómetros para velocidad y temperatura en aire y agua, máx. 40 m/s, RS-232, Software)

- Anemómetros - memoria PCE-007 (Anemómetros con rueda alada, memoria, RS-232, software)

- Anemómetros PCE-008 (Anemómetros con rueda alada, memoria interna, RS-232, Software ...)

- Termo - Anemómetros PCE-424 (con sonda telescópica, para bajas velocidades)

- Termo - Anemómetros serie TA (principio de medición térmico, sonda recta / flexible)

- Anemómetros PCE-009 (con sonda telescópica, memoria interna, RS-232, Software ...)

- Anemómetros / estación meteorológica WatchDog (sistema de cucharas, dirección del viento, humedad, temperatura, ...memoria, RS232, software)

- Micro - Anemómetros de tubo de Pitot DC-100S (miden presión, temperatura, con memoria y software)

- Anemómetros de tubo de Pitot-PVM-620 (tubo de Pitot, para altas velocidades de circulación)

• ¿Cómo influye la orografía del terreno en la velocidad del viento?

La velocidad varía gradualmente con la altura hasta un valor característico de la velocidad del viento geostrófico, o sea, la del aire sin perturbar (correspondiente al nivel de macro escala). Por último en lo que a escala local se refiere, la orografía del terreno también juega un papel importante. La velocidad del viento sufre una aceleración cuando tiene que remontar colinas, montes o cadenas



Zonas y regiones de mayor potencial eólico


• Consulta un mapa eólico de la península. ¿Cuáles son las regiones de mayor potencial?

Las diez primeras regiones son:

1. GALICIA
2.452.480
2. CASTILLA LA MANCHA
2.008.880
3. CASTILLA LEÓN
1.690.310
4. C. ARAGÓN
1.346.460
5. NAVARRA
966.530
6. ANDALUCÍA
545.000
7. LA RIOJA
408.620
8. ASTURIAS
162.350
9. CANARIAS
146.620
10. PAÍS VASCO
144.870
SUMA TOTAL 10.094.920
(http://www.infoeolica.com/)

¿Hay en la Comunidad de Madrid Parques Eólicos?

No, pero según ha anunciado recientemente ENDESA, se está tramitando la instalación de cuatro parques eólicos en la zona sureste de la Comunidad de Madrid. Los parques tendrán una potencia instalada de 200 MW (100 aerogeneradores de 2 MW cada uno), equivalente al consumo de más de 100.000 familias y que evitarán la emisión de 365.000 toneladas de CO2. Esta es una buena noticia para una comunidad autónoma que importa el 97% de la energía que consume y en la que, a fecha de hoy, no hay todavía ningún parque eólico instalado.
(weblogs.madrimasd.org/energiasalternativas/archive/2006/03/22/16313.aspx)