INFORME MAQUETA TRANSFORMACIÓN DE ENERGIA EOLICA A ELECTRICA
CAROL RODRIGUEZ TORRES CC.1073326783. GRUPO: 4.
RICARDO QUIJANO TERMODINAMICA GENERAL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLIN 2017-2
TABLA DE CONTENIDO (Generador Eólico)
1. OBJETIVO 2. MARCO TEÓRICO 3. ¿CÓMO SE TRANSFORMA EL VIENTO EN ENERGÍA EÓLICA? 4. COSTO DE LA ENERGÍA EÓLICA. 5. VENTAJAS 6. DESVENTAJAS 7. MATERIALES 8. PROCEDIMIENTO 9. DATOS CUANTITATIVOS. 10. CONCLUSIONES. 11. BIBLIOGRAFIA
GENERADOR EÓLICO.
1. OBJETIVO: Aprovechar un recurso que nos da la naturaleza como es el viento, para la generación de energía eléctrica y así minimizar el impacto ambiental y llegar a pueblos lejanos.
2. MARCO TEÓRICO: Energía: La energía es la capacidad de transformar o poner en movimiento algo. Para la economía y la tecnología, la energía es un recurso natural con los diversos elementos asociados que permiten utilizarlo de manera industrial. Eólico: por su parte, es un adjetivo que refiere a lo perteneciente o relativo al viento (ya que Eolo es el dios de los vientos en la mitología clásica). Se conoce como viento a la corriente de aire que se produce naturalmente en la atmósfera. Estos conceptos nos permiten referirnos a la energía eólica, que es la energía que se obtiene del viento. Se trata de un tipo de energía cinética producida por el efecto de las corrientes de aire. Energía Eólica: La energía eólica es aquella producida por el movimiento de los vientos. Esta forma de energía se utiliza hace muchos años; desde el pasado han existido los molinos de viento conectados con una piedra grande, la que al girar muele y tritura el trigo. De este modo se obtenía antiguamente la harina. Actualmente, la energía eólica se utiliza para obtener agua por bombeo de los pozos, además, permite obtener energía eléctrica. En las centrales eólicas existen varias hélices que se mueven gracias al viento. El movimiento genera energía cinética, la cual se transforma en energía eléctrica por medio de un generador eléctrico. Aerodinámica: La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que los baña, siendo éste último un gas y no un líquido, caso éste que se estudia en hidrodinámica.
3. ¿CÓMO SE TRANSFORMA EL VIENTO EN ENERGÍA EÓLICA? Esto es posible gracias a los aerogeneradores. Los aerogeneradores se componen de 2 partes: un rotor y una góndola. El rotor se compone a su vez de las aspas, que capturan el viento y transmiten su potencia hacia su otro componente, el buje. Inmediatamente después se encuentra la góndola, que es el centro de control del aerogenerador. Dentro de ésta, entre otros componentes, se encuentra el generador eléctrico, que como indica su nombre, es el que genera la electricidad a partir de la energía cinética. Además en la góndola se encuentra el sistema de control, que monitoriza las condiciones del aerogenerador y controla el mecanismo de orientación de éste. Por último, también se encuentra aquí el ventilador eléctrico, utilizado como unidad de refrigeración. Finalmente tanto el rotor como la góndola son soportados por una torre. La que tiene como principal objetivo sostener el aerogenerador a una altura suficiente para captar el viento a una mayor velocidad y un mínimo de turbulencias. La energía es finalmente conectada vía redes subterráneas a una subestación, desde donde se inyectará a la red eléctrica.
4. COSTO DE LA ENERGÍA EÓLICA: Para calcular el costo de fabricación de una planta eólica se deben tener en cuenta diversos factores, entre los cuales cabe destacar:
El coste inicial o inversión inicial, el costo del aerogenerador incide en aproximadamente el 60 a 70%. El costo medio de una central eólica es, hoy, de unos 4.175.875,20 pesos por kW de potencia instalada y variable según la tecnología y la marca que se vayan a instalar ("direct drive", "síncronas", "asíncronas", "generadores de imanes permanentes". Debe considerarse la vida útil de la instalación (aproximadamente 20 años) y la amortización de este costo. Los costos financieros; Los costos de operación y mantenimiento (variables entre el 1 y el 3% de la inversión La energía global producida en un período de un año, es decir el denominado factor de planta de la instalación. Esta se define en función de las características del aerogenerador y de las características del viento en el lugar donde se ha emplazado. Este cálculo es bastante sencillo puesto que se usan las "curvas de potencia" certificadas por cada fabricante y que
suelen garantizarse a entre 95-98% según cada fabricante. Para algunas de las máquinas que llevan ya funcionando más de 20 años se ha llegado a respetar 99% de las curvas de potencia.
5. VENTAJAS:
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, patatas, remolacha, etc. Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalación. Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalación y mantenimiento. Los parques offshore son una realidad en los países del norte de Europa, donde la generación eólica empieza a ser un factor bastante importante.
6. DESVENTAJAS:
La evidente necesidad de una velocidad mínima en el viento para poder mover las aspas, existe también una limitación superior: una máquina puede estar generando al máximo de su potencia, pero si el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones del aerogenerador, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento de altas velocidades la estructura puede resultar dañada por los esfuerzos que aparecen en el eje. La consecuencia inmediata es un descenso evidente de la producción eléctrica, a pesar de haber viento en abundancia, y otro
factor más de incertidumbre a la hora de contar con esta energía en la red eléctrica de consumo. Para evacuar la electricidad producida por cada parque eólico (que suelen estar situados además en parajes naturales apartados) es necesario construir unas líneas de alta tensión que sean capaces de conducir el máximo de electricidad que sea capaz de producir la instalación. Sin embargo, la media de tensión a conducir será mucho más baja. Esto significa poner cables 4 veces más gruesos, y a menudo torres más altas, para acomodar correctamente los picos de viento. Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas "instantáneamente" (aumentando la producción de las centrales térmicas), pues sino se hace así se producirían, y de hecho se producen apagones generalizados por bajada de tensión. Este problema podría solucionarse mediante dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica. Pero la energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o perdida.
7. MATERIALES: Led (Azul). Motorcito de 9 Voltios CD para fabricación de aspas. Alicates (Pequeños). Cable de Red. Pegamento. Silicona Cinta Aislante. Cartulina Cartón. Tijera Soplador de Aire Pequeño o Secadora de Cabello.
8. PROCEDIMIENTO: 1. Primero se reconoció los materiales y herramientas a utilizar en la elaboración de nuestro experimento. 2. Luego confeccionamos la base donde vamos a elaborar nuestra maqueta de nuestro experimento y trazamos las distancias donde se va a ubicar la casita en la cual dentro irá nuestro foquito led
3. Con una regla dividimos nuestro CD en 6 partes iguales que cortamos hasta la misma distancia toda y aplicando calor las doblamos un poco, percatándonos que giren hacia el mismo lugar que funciona nuestro motor de corriente continua. Después empezamos a unir las piezas que van a ir con el ventilador para que pueda girar correctamente, luego lo unimos al motorcito eléctrico para que pueda generar la energía para nuestro foquito LED y estos pueden encender. 4. Luego Identificamos las salidas del motorcito, siendo el positivo (cable rojo) y el negativo (cable negro) para poder unir correctamente al LED, para ello utilizamos el cable de red 5. Luego probamos nuestra conexión, para ello utilizamos el secador de cabello para hacer girar el ventilador a una velocidad promedio y constante para que pueda generar la energía que necesitan los led para encender. 6. Después de probar el funcionamiento correcto de nuestro experimento terminamos haciendo la decoración para una mejor presentación.
9. DATOS CUANTITATIVOS: La cantidad de electricidad producida por un aerogenerador es una variable cambiante, puesto que depende de la cantidad del viento que sopla y la potencia del aerogenerador. Un aerogenerador de 1,8 MW situado a un buen emplazamiento produce más de 4,7 millones de unidades de electricidad cada año. Esto es suficiente para satisfacer las necesidades de más de 1.500 hogares catalanes, o para hacer funcionar un ordenador durante 1.620 años. Los aerogeneradores empiezan a funcionar cuando el viento alcanza una velocidad de 3 a 4 metros por segundo, y llega a la máxima producción de electricidad con un viento de unos 13 a 14 metros por segundo. Si el viento es muy fuerte, por ejemplo de 25 metros por segundo como velocidad media durante 10 minutos, los aerogeneradores se paran por cuestiones de seguridad. Para estimar la potencia máxima de una eólica real usaremos la siguiente fórmula (asumiendo un rendimiento global de toda la máquina eólica de aprox. 50%): P = 0,15 • D2 • v³
10. CONCLUSIONES. -Se asume una eficiencia global de un aerogenerador por debajo o igual al 50% debido a las pérdidas aerodinámicas o mecánicas (el rotor, los cojinetes, el sistema de transmisión, el generador, los cables, la batería para almacenar la electricidad producida, etc.). -Los beneficios de utilizar energía eólica son muchísimos: en primer y más importante lugar, hacer la diferencia en la lucha contra el calentamiento global; las tarifas de consumo deberían ser más económicas. - No en todos los lugares puede funcionar un aerogenerador, por la potencia del viento que ocurra allí. -El importante crecimiento que en los últimos años ha experimentado este tipo de energía se debe fundamentalmente a dos cosas: a que se ha tomado conciencia de la importancia de la sostenibilidad medioambiental y a que aquella ofrece multitud de ventajas. -Es una energía muy fluctuante, debido a que no es predecible la potencia del viento, por tanto si hay muy poca no logrará transformarse en energía eléctrica y si hay mucha también habrá corte de tensión, ya que superaría la potencia de los aerogeneradores y los dañaría. - la energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o perdida.
11. BIBLIOGRAFIA http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_e%C3%B3lica
http://curiosidades.batanga.com/2011/05/31/como-hacer-energia-eolica-casera http://www.economiadelaenergia.com/energia-eolica/ https://laenergiaeoli.blogspot.com.co/
