diapos principios de la conversion de la energia eolica
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PRIN CIPIO S D E LA CO N VERSIO ND E LA EN ERG IA EO LICA EN
EN ERG IA ELECTRICA
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INTRODUCCION
En el inicio del tercer milenio la energía eólicapresenta sus credenciales comoalternativa competitiva en la generación de
energía eléctrica.La historia de la producción de energía eléctricacon aerogeneradores tiene fechas importantesen la evolución de la tecnología eólica y del uso
de las turbinas eólicas, y siempre resulta útildestacar los aspectos y momentos másimportantes ue han propiciado el nivel dedesarrollo actual de esta tecnología.
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BREVE H ISTO RIA D E LO SAERO M O TO RES
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!a en el siglo v a.". aparecen las primeras máuinaseólicas en #sia, ue eran de e$e vertical. En algunas islasgriegas aún se pueden contemplar y se les conoce como
panémonas. %or la misma época se usaban molinos dee$e hori&ontal en Egipto y aunue eran distintos desde elpunto de vista tecnológico, tenían el mismo principio'transformar la energía eólica en energía para el bombeode agua, molerlos granos, etcétera.
En Europa aparecen las primeras máuinas eólicas en elsiglo ()) d."., cuya tecnología evolucionará hastanuestros días. Estas máuinas europeas dan lugar a losclásicos molinos holandeses, muy so*sticadosmecánicamente, y en los Estados +nidos a los molinosde viento para el bombeo de agua, ue se desarrollaronrápidamente después de la invención de la ruedamultipala por los propios norteamericanos en -/.
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Los intentos de producir electricidad conenergía eólica surgen en -/0. 1ue Lord
2elvin uien tuvo la idea de acoplar ungenerador eléctrico a una máuina eólica.3o obstante, tuvo ue esperarse hasta-4/, cuando se inventó la dinamo, para
ue llegara el momento de lo ue hoyconocemos como aerogenerador.
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CO N VERSIO N D E LA EN ERG IAEO LICA EN EN ERG IAELECTRICA
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%ara usar la energía disponible en el viento, esnecesario convertir su energía cinética en energíamecánica o eléctrica ue pueda hacer traba$o. Esta
energía se capta en paletas de rotor ue giran según5uye el viento alrededor de las mismas o choca contraellas.
En general, el viento actúa en las paletas del rotor paraproducir rotación ya sea produciendo un levantamientoo arrastre, dependiendo del dise6o aerodinámico de lapaleta. El arrastre es el principio por el cual el vientogolpea físicamente el rotor y lo arrastra con esa fuer&a
de choue.
El limite teórico má7imo es solamente deapro7imadamente el 8/ 9 de la energía disponible en
la corriente del viento.
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CA RACTERÍSTICAS TÉCN ICA S D E LO SAEROGENERADORES
AEROGENERADORES:
Los aerogeneradores son dispositivos que convierten la
energía cinética del viento en energía mecánica. Lacaptación de la energía eólica se produce mediante la acción
del viento sobre las palas.
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COMPONENTES DE UN AEROGENERADOR:
Las partes principales que componen un aerogenerador son
las palas, la góndola, y la torre.
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CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADORES:
Existen múltiples clasificaciones para los aerogeneradores. En este
apartado se mostrarán algunas de las principales.
SEGÚN EL TIPO DE EJE
SEGÚN LA ORIENTACIÓN CON RESPECTO AL VIENTO
SEGÚN EL NÚMERO DE PALAS
SEGÚN EL MECANISMO DE ORIENTACIÓN A LADIRECCIÓN DEL VIENTO
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SEGÚN EL TIPO DE EJE:
e diferencia entre los aerogeneradores de e!e vertical y los de e!e
"ori#ontal.
Los aerogeneradores de e$e vertical'u principal
característica es que el e!e de rotación se encuentra en posición perpendicular al
suelo y a la dirección del viento.
Los aerogeneradores de e$e hori&ontal' on los más
"abituales y en ellos se "a centrado el mayor esfuer#o de dise$o e investigación enlos últimos a$os. u característica principal es que el e!e de rotación se encuentra
paralelo al suelo y a la dirección del viento.
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SEGÚN LA ORIENTACIÓN CON RESPECTO ALVIENTO:
En este apartado se diferencia entre orientación a barlovento y orientación
a sotavento.
#erogeneradores a barlovento' El viento alcan#a a las palas de frente,
encontrándose antes a las palas que a la torre y la góndola. La venta!a básica deeste tipo de aerogeneradores es que evitan la influencia de la sombra aerodinámica
de la torre, sin embargo, aunque en menor medida que la configuración a
sotavento, existe tal perturbación.
#erogeneradores de sotavento' El viento alcan#a al aerogenerador deespaldas, encontrándose primero a la góndola y la torre que a las palas. Este
sistema posee la venta!a de no requerir dispositivo de orientación alguno, siempre
y cuando se dise$e adecuadamente el rotor y la góndola de tal modo que "aga que
la misma se oriente de forma pasiva en la dirección del viento.
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SEGÚN EL NÚMERO DE PALAS:En función del número de palas, se puede distinguir entre aerogenerador monopala,
bipalas,tripalas, y multipalas.
#erogeneradores monopala' %ersiguen aumentar la velocidad de rotación del
rotor y consecuentemente reducir las masas y costes de los demás elementos, como puede ser el
multiplicador y el generador eléctrico.
#erogeneradores bipala' &omparados con un rotor de tres palas, presentan una
apreciable disminución del costo de la "élice' sin embargo debido a los fluctuantes esfuer#os
dinámicos que se originan en esta configuración se requieren dispositivos especiales para paliar
este estado de carga, lo que eleva finalmente el costo global de la máquina no teniendo venta!a
económica respecto a las de tres palas.
#erogeneradores tripala' on los más utili#ados y la ra#ón principal de su uso es el
momento de inercia constante del rotor para todo el ángulo circunferencial del acimut respecto a
los movimientos en operaciones alrededor del e!e longitudinal de la torre (orientación).
#erogenerador multipalas' e usan como peque$as turbinas, sobre todo para
aplicaciones de bombeo de agua.
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SEGÚN EL MECANISMO DE ORIENTACIÓN ALA DIRECCIÓN DEL VIENTO:
egún el mecanismo de orientación, existen los aerogeneradores pasivos,
y los activos.
#erogeneradores pasivos' se orientan respecto al viento conmecanismos de veletas, molinos auxiliares o mediante conicidad de las
palas.
#erogeneradores activos' se orientan respecto al viento usando
servomotores.
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.
En todo el subcontinente, hay un factor ue compartenprácticamente todos los países' hay viento su*cientepara producir energía limpia y renovable. además, ue
sus economías crecen sin cesar y demandan másenergía habiendo crecido su capacidad eólica instaladaen latinoamérica cerca de un 4/9 en 0//
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BRASIL :ES UN PAÍS CON UN INMENSO POTENCIAL PARA PRODUCIR ENERGÍA EÓLICA YCUENTA CON 1,5 GW .PRODUCÍA 345 MW !"#13$ %"& DE TODAS LAS NUEVASINSTALACIONES DE LATINOAM'RICA, REALI(ANDO NUEVAS SU)ASTAS PARA ADJUDICAR M*SPAR+UES EÓLICOS CONVIRTI'NDOSE EN EL MAYOR GENERADOR DE ENERGÍA EÓLICA Y ENEL MAYOR FA)RICANTE DE TUR)INAS PARA AEROGENERADOR . CONSTRUYÓ EL COMPLEJO
EÓLICO CORREDOR DO SENANDES, EN EL ESTADO DE RÍO GRANDE DO SUL FORMADO PORCUATRO PAR+UES EÓLICOS +UE TOTALI(AN 11% MW DE POTENCIA INSTALADA.CH ILE TIENE IN STALAD O 892M W D E PO TEN CIA EN ENERG ÍA EÓLICA EN PRO YECTOS ,TIENE O TRO S 188M WEN CON STRUCCIÓ N SON 85 LO S PAR UES EÓ LICO S APROB AD O S CO N PLANTAS DE HA STA 528 M W
M É!ICO ,MOSTRÓ AUMENTOS EN SU CAPACIDAD EÓLICA INSTALADA EN UN - PORCIENTO, LLEGANDO A -%3 MW EN LAS REGIONES DE OAACA, )AJA CALIFORNIA Y OTRAS(ONAS. LA CAPACIDAD INSTALADA /A CRECIDO M*S DE SEIS VECES DESDE "##-.INSTAL*NDOSE POSTE0 RIORMENTE 31 MW Y LA PRODUCCIÓN DEL PAÍS ALCAN(Ó UNTOTAL DE 51 MW
AR G EN TIN A AUMENTÓ SU CAPACIDAD SUMANDO % MW NUEVOS LLEGANDO A "1- MW.SE CALCULA +UE CON SUS VIENTOS SE PODRÍA A)ASTECER DE ELECTRICIDAD A TODAAM'RICA LATINA.
H O N D U R A S TAM)I'N SE UNIÓ AL MERCADO DE ENERGÍA EÓLICA CON 1#" MW. Y A2ADIÓESTE ÚLTIMO A2O "3 MW NUEVOS A SU RED, ALCAN0 (ANDO UN TOTAL DE 43 MW.
U R U G U A Y +UIERE LLEGAR A LOS 5## MW EN EL "#15
COSTA RICA CERRÓ EL "#1# CON 1"3 MW DE CAPACIDAD INSTALADA Y 5# MW EN CONSTRUCCIÓN,
PERÚ EST* CONSTRUYENDO 15# MW, VENE(UELA EST* PREPARANDO SU PRIMER PAR+UE DE
1## MW, JAMAICA CUENTA CON "4 MW INSTALADOS, NICARAGUA TIENE 4# MWLA CAPACIDAD DE ENERGÍA EÓLICA GLO)AL INSTALADA LLEGÓ A LOS "3- GW. +UE ES ENERGÍASUFICIENTE PARA A)ASTECER "## MILLONES DE VIVIENDAS
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"CU#L ES EL G EN ERAD O R EÓ LICO M #SGRAN D E DEL M UN DO $
A67869 cuenta con un auténtico tesoro eólico, puesto uecerca del / por ciento de su suelo tiene condiciones óptimaspara ser aprovechado y generar energía eoloeléctrica de formalimpia.
El %arue Eólico :a;son, ubicado en "hubut, desde uearrancara en 0/0 ha conseguido ya superar el millón de <=>hde generación de energía limpia. ?asta *nales de 0/@, esteparue habría ahorrado -/ millones de dólares enimportaciones de combustibles fósiles
Los bene*cios de la energía eólica en #rgentina no sólo sonmedio ambienta> les y de ahorro para las arcas de la nación,sino ue de aprovecharse al má7imo contribuiría a la creaciónde 8/./// puestos de traba$o.
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P%&', ()*+ -%). ()&) )(&/0%)& .) %3%&4*)-%. 0%3/ %erú es uno de los países muy aptos para generar energía eólica en su
costa
# causa de una &ona de alta presión en el %ací*co Aur ue cambia su po>
sición muy poco durante el a6o, el viento es muy constante y considerable>
mente fuerte de -mBs en <alabrigoCLa LibertadD en Aan uan de <arcona
y %aracasC)caD
%erú en el 0// licitó la instalación de tres parues eólicos de gran tama6o
El primer parue fue inaugurado en <ayo de 0/@ y el último se conecto a
la red en Aetiembre de 0/@. Ae ha instalado un aerogenerador asíncrono
trifásico de 04/ 2; en <alabrigo el cual fue instalado en FF8, teniendo un
e*ciencia de G89, y un aerogenerador de inducción '@4/ H= en Aan uan
de <arcona ,
Ientro del proyecto del bosue eólico de <alabrigo de @/ <=, se ha determi>nado reali&ar los estudios para una primera etapa de / <=. Esta
potencia se
ha de*nido debido a la línea de subtransmisión e7istente C%ai$án><alabrigo [email protected]
H(, HmD.
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El parue eólico es unacentral eléctrica donde la producciónde la energía eléctrica se consigue apartir de la ;<9 => ?867@,mediante aerogeneradores ueaprovechan las corrientes de aire.
El viento es un efecto derivado delcalentamiento desigual de lasuper*cie de la Jierra por el Aol.
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Latinoamérica: más de 50.000 kilómetrosde costa para la energía eólica marina
>"hile, tiene un gran potencial de recurso eólico marino aprovechando su cercanía de lacost y su plataforma continental ue tiene profundidades de 0// y G// m. siendo caracte>
rísticas importantes para anclar las turbinas eólicas.
>Krasil ha entrado al mercado eólico marino con la construcción de 0 <= en el estado
de "eará, tiene potencial para la integración de turbinas eólicas marinas para
energi&ar la plataformas petroleras.
Aegún estudios, una turbina con el rotor a // metros sobre la super*cie del mar, podría
estar generando entre @4F a /8-/ <;h, lo ue
signi*caría estar produciendo diaria> mente entre 08/- y 4-40 metros
cúbicos de agua potable utili&ando una turbina eólica en el mar para
energi&ar el sistema de desalini&ación por osmosis inversa. .Es auí, en
&onas costeras y en empla&amientos
marinos, donde el recurso eólico es mayor y es constante .
Los estudios reali&ados por 3oruega, sobre integración de turbinas eólicas marinas a plataformas
petroleras, se6alan una reducción en la compra de combustible, reducción en las emisiones de "/0B3M
de hasta un @/9 y el aumento de la e*ciencia en las turbinas de gas, lo ue resultaría en un bene*cio
directo para las empresas petroleras y para el medio ambiente.
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