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ESCUELA ESPECIALIZADA EN INGENIERIA ITCA FEPADE REGIONAL SANTA ANA TECNICO EN INGENIERIA ELECTRICA

ENERGIA RENOVABLE

INTEGRANTES DE GRUPO: JOSE MORONI BARRERA MARTINES JEFFREYS JAVIER CHINCHILLA IVAN FERNANDO VENTURA

MARTES 11 DE SEPTIEMBRE DEL 2012

Página 1

CONTENIDO

INTRODUCCION…………………………………………………… 3 OBJETIVOS…………………………..…………………………….. 4 MARCO TEORICO…………………………………………… 5 al 52 CONCLUCION…………………………………………………… 53 BIBLIOGRAFIA…………………………………………………… 54

Página 2

INTRODUCCION El siguiente documento de una breve descripción llevara al lector a comprender la esencia de la generación de la electricidad mediante el aprovechamiento de una fuente tan abundante de energía como lo es el viento. El viento posee energía mecánica que es proporcional a su velocidad y puede ser aprovechada en muchas aplicaciones, o sea, la energía cinética generada por los efectos de las corrientes del aire y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas, desde la antigüedad ha sido aprovechada. Sus primeras aplicaciones fueron en los barcos impulsados por velas como también en los molinos de viento son otra aplicación que se empleaban para mover sus aspas y a si poder moler granos, ya que es un recurso abundante y limpio. En cambio, el uso del viento para producir energía eléctrica es más reciente y a esto se le denomina energía eólica. La energía eléctrica es actualmente de gran importancia para la humanidad, el mundo como lo conocemos depende casi en su totalidad del suministro de energía, para realizar cada una de las actividades diarias y que constituyen nuestra forma de vida, industrias, hospitales, bancos, medios de transporte, aparatos electrónicos etc. Todos estos dependen de energía eléctrica para funcionar y cumplir con su razón de ser, actualmente se están explotando todas las formas posibles para poder generar la tan preciada energía eléctrica, pero en muchas formas la maneras convencionales (generación térmica)de producirla acarrean problemas al medio ambiente y mucha contaminación, recientemente se la ha dado mucha importancia al tema de las llamadas energías renovables, llamadas así porque si materia prima para poder generarla es inagotable entre estas podemos mencionar las siguientes: Energía eólica, energía fotovoltaica, energía hidroeléctrica, energía mareomotriz y energía biomasica. La generación de esta energía es una de las más utilizadas en algunos países por ser el viento un recurso renovable o inagotable, además esta es una de las formas de generar energía limpia y que no afecte al medio ambiente como otros tipos de generación ya existentes, como la generación térmica, entre otras, es por eso que esta se considera que es una de las llamadas energías renovables y porque está en armonía como el medio ambiente.

Página 3

OBJETIVOS GENERAL: Realizar una investigación sobre la generación de energía eólica o energía generada por el viento, para comprender mejor como puede ser aprovecha, siendo una de las llamadas energías renovables.

ESPECÍFICOS: 

Crear un documento informativo sobre el tema investigado.



Aprender más sobre esta fuente de generación de energía eléctrica.

Página 4

MARCO TEÓRICO

El VIENTO

Es el flujo de gases a gran escala. En la Tierra ó el movimiento en masa del aire en la atmósfera. Günter D. Roth lo define como «la compensación de las diferencias de presión atmosférica entre dos puntos»

LA VELOCIDAD DEL VIENTO

El viento produce energía porque está siempre en movimiento. Se estima que la energía contenida en los vientos es aproximadamente el 2% del total de la energía solar que alcanza la tierra. El contenido energético del viento depende de su velocidad.

Cerca del suelo, la velocidad es baja, aumentando rápidamente con la altura. Cuanto más accidentada sea la superficie del terreno, más frenará ésta al viento. Es por ello que sopla con menos velocidad en las depresiones terrestres y más sobre las colinas. No obstante, el viento sopla con más fuerza sobre el mar que en la tierra.

El instrumento que mide la velocidad del viento, es el anemómetro, que generalmente está formado por un molinete de tres brazos, separado por ángulos de 120º que se mueve alrededor de un eje vertical. Los brazos giran con el viento y accionan un contador que indica en base al número de revoluciones, la velocidad del viento incidente.

La velocidad del viento se mide preferentemente en náutica en nudos y mediante la escala Beaufort: Esta es una escala numérica utilizada en meteorología que describe la velocidad del viento, asignándole números que van del 0 (calma) al 12 (huracán). Fue ideada por el Almirante Beaufort en el siglo XIX.

Página 5

LOS VIENTOS DEL MUNDO Todos los distintos movimientos de aire que se producen en la Tierra, toman como referencia las áreas en que se divide el globo: dos áreas polares cubiertas por vientos polares del Este, dos franjas de los caballos donde se producen los vientos del Oeste y dos zonas de vientos alisios, que producen los vientos alisios del Nordeste y Sudeste. Teniendo en cuenta esto, los vientos se clasifican en cuatro tipos: El viento, cuando sopla con fuerza, recibe distintos nombres, según las diferentes áreas del mundo: ciclones, huracanes, tornados, etc.

Cuando el viento supera los 119 km por hora se llama huracán. La palabra huracán viene del nombre del dios de la tormenta del Oeste en la India. En el océano Pacífico estas tormentas se llamaban tifones y en Australia son conocidas como Willy Willies.

El tornado es un violento embudo giratorio de nubes que se extiende a nivel del suelo. Son muy frecuentes en Norteamérica. Los vientos pueden girar incluso a 380 km por hora, más rápido que ningún otro viento de la tierra.

El tornado es un violento embudo giratorio de nubes que se extiende a nivel del suelo. Son muy frecuentes en Norteamérica. Los vientos pueden girar incluso a 380 km por hora, más rápido que ningún otro viento de la tierra.

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Escala de

Denominación

Efectos observados

Nudos

Km/hora

Beaufort 0

1

2

3

4

5

El humo se eleva en menos

Calma

vertical.

Ventolina

ó

brisa

muy ligera

ó

humo,

inclina

no

el

mueve 1 a 3

Se nota el viento en la cara.

pequeña

1,9 a 7,3

brisa

4a6

7,4 a 12

El viento agita las hojas y

extiende

las 7 a 10

13 a 19

banderas.

Bonancible ó brisa El viento levanta polvo y moderada

papeles.

Fresquito ó buena El viento forma olas en brisa

los lagos. El

6

viento

0 a 1,9

banderas.

Flojito ó brisa ligera

Flojo

El

de 1

viento

agita

17 a 21 31 a 40

las

ramas de los árboles,

Fresco

11 a 16 20 a 30

silban los cables, brama

22 a 27 41 a 51

el viento. 7

Frescachón

8

Duro

9

Muy duro

10 11

Temporal tempestad

El

viento

estorba

la

marcha de un peatón. El viento arranca ramas pequeñas. El

viento

arranca

chimeneas y tejas. ó

Grandes estragos.

Tempestad violenta Devastaciones Página 7

28 a 33 52 a 62

34 a 40 63 a 75

41 a 47 76 a 88

48 a 55 89 a 103 56 a 63 104

a

extensas. 12

Huracán

Huracán catastrófico.

118 64 más

y 119

y

más

MAPA DE LOS VIENTOS DE LA TIERRA

VIENTOS GLOBALES: Son las líneas generales de movimiento del Viento en el mundo, ya que se generan por la diferencia de calor en las grandes masas de la tierra y el agua.

VIENTOS ESTACIONALES: Las estaciones se forman por el giro de la tierra según se acerca al sol. Las estaciones ocasionan diferencias anuales en los sistemas meteorológicos Página 8

en el mundo, ya que tanto la tierra como el agua se calientan a distintos niveles a lo largo del año.

VIENTOS LOCALES: donde existen dos categorías: 1.- El viento que sólo se siente en una zona porque la forma de la tierra o su situación con respecto a una masa de agua genera un movimiento de aire específico.

2.- Viento que la gente de una zona considera propio a pesar de que puede haberse originado muy lejos de esa zona.

VIENTOS GIRATORIOS: Suelen ser los más dramáticos de todos los movimientos de aire. Tienen distintas formas y tamaños que van desde el destructivo huracán al más pequeño remolino de polvo.

GENERACION DE ENERGIA EÓLICA Historia de la energia eolica El uso más antiguo de la energía eólica del que se tiene documentación es como medio de locomoción. Existen dibujos egipcios, de 5000 años de antigüedad, que muestran naves con velas utilizadas para trasladarse por el Nilo. Hasta el siglo XIX, con el perfeccionamiento e introducción de las máquinas de vapor, la navegación dependió casi exclusivamente de este recurso energético. Ya en el siglo XX, con la invención de los motores de combustión interna, la navegación a vela quedo relegada solo a las actividades deportivas y a algunas actividades comerciales en pueblos costeros. Recientemente, sobre todo motivadas por los aumentos de los precios del petróleo de los años 1973 y 1979, se realizaron experiencias y construyeron barcos prototipo que utilizan la energía eólica como medio para ahorrar combustible.

En

transporte transoceánico, con los diseños actuales, podrían alcanzarse ahorros del orden del 10%. Las primeras máquinas eólicas de las que se tiene documentación datan del siglo VI d.c.. Eran de eje vertical (Ver Figura 4) y se las utilizaba para moler granos y bombear agua en la región de Sijistán, entre Irán y Afganistán. Existen indicios, aunque Página 9

Página 10

no demostrados, de que el uso de estos molinos, denominados panémonas, se remonta según distintos autores a entre 200 y 500 años antes de nuestra era. Con posterioridad, y especialmente en las islas griegas del Mediterráneo, se desarrollaron molinos de viento de eje horizontal (Figura 5) cuya principal característica fue la utilización de velas triangulares a modo de palas. Aún hoy son utilizados en la isla griega de Mikonos para moler granos.

Figura 4 - Panémonas

Es de

destacar que este tipo de diseño permite ajustar la superficie de captación, según la velocidad del viento, arrollando las velas en sus "mástiles". En el siglo XI d.c. los molinos de viento eran extensivamente utilizados en el Medio Oriente. Recién en el siglo XIII y como consecuencia de las Cruzadas fueron introducidos en Europa.

Página 11

Durante la Edad Media se construyeron muchos molinos llegando al extremo de que los señores feudales se reservaban el derecho de autorizar su construcción, como modo de obligar a sus súbditos a moler los granos en los molinos de su propiedad.

Plantar árboles cerca de

ellos estaba prohibido pues debía asegurarse la libre incidencia del viento.

En el siglo XIV los holandeses tomaron el liderazgo en el mejoramiento de los molinos y comenzaron a utilizarlos extensivamente para drenar las regiones pantanosas del delta del río Rin. A fines del siglo XV se construyeron los primeros molinos de viento para la elaboración de aceites, papel y procesar la madera en aserraderos. A comienzos del siglo Figura 5 - Molino griego

XVI se empezaron a utilizar para el drenaje de "polders", empleándose máquinas de hasta 37 kW (50 HP) cada una,

ver Figura 6. A mediados del siglo XIX cerca de 9000 molinos operaban en Holanda con diferentes propósitos, alg unos de hasta 65 kW (90 HP). Con la introducción de las máquinas de vapor durante la Revolución Industrial comenzaron a declinar y menos de 1000 máquinas estaban en condiciones de operación a mediados del siglo XX.

Página 12

En Dinamarca, al finalizar el siglo XIX, cerca de 3000 molinos eran utilizados con fines industriales y cerca de 30.000 en casa y granjas, proveyendo una potencia equivalente a 200 MW. Como en otras regiones del mundo la aparición de alternativas más baratas de abastecimiento energético hizo que paulatinamente fueran reempla zándose por máquinas térmicas o motores eléctricos alimentados desde las redes.

Procesos similares tuvieron lugar en otras regiones del mundo, haciendo que el uso del recurso eólico quedase relegado a satisfacer necesidades puntuales en medios rurales o comunidades aisladas, sin ninguna participación en el mercado energético. Como señalamos en la introducción, la toma de conciencia sobre la agotabilidad de los recursos energéticos no renovables (o de los renovables no debidamente utilizados), la creciente preocupación por el impacto sobre el medio ambiente de los combusti-

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Figura 6 - Molino holandés

bles fósiles y la energía nuclear, y las bruscas alzas de los precios del petróleo ocurridos en la década del 70, intensificaron la búsqueda de alternativas de abastecimiento energético, renaciendo el interés por el recurso eólico.

Los países industrializados focalizaron sus desarrollos en el abastecimiento de energía eléctrica. Los logros alcanzados en el plano de la investigación y desarrollo y, más aún, en las tecnologías de producción de turbinas eólicas, han hecho que, en el presente, el recurso eólico haya dejado de ser una potencial alternativa de abastecimiento para convertirse en una realidad.

Las turbinas eólicas son hoy una

opción más en el mercado de la generación eléctrica. Distinto es el caso de los países no industrializados, o menos desarrollados, donde la falta de sistemas de distribución y la carencia de recursos para afrontar las enormes inversiones necesarias, modifican el enfoque. En muchos de estos países el interés se focaliza en la urgente necesidad de cubrir demandas insatisfechas y potenciar el desarrollo regional. Esto a motorizado el desarrollo de máquinas eólicas de menor porte que, experiencias mediante, han demostraron ser competitivas.

Más adelante, luego de analizar las características particulares del recurso eólico y de los equipos necesarios para su aprovechamiento, veremos con mayor detalle el estado actual de la tecnología y su implementación.

3.

Energía obtenible del viento

La energía máxima teórica que puede ser extraída de una masa de aire en movimiento está dada por la expresión:

Ec = ½ m V2 donde

Ec = energía cinética [joule/s] m = flujo de aire [kg/s] V = velocidad del viento [m/s] Página 14

Si suponemos una área de captación A (o área barrida por las palas) perpendicular a la dirección del viento, el flujo de aire circulante que la atraviesa será:

m=

AV

= densidad del aire [kg/m3]

siendo

A = área de captación [m2 ] la energía teórica máxima por unidad de tiempo y de área (A=1) que podremos extraer de una masa de aire en movimiento, será entonces:

Pm = ½

V3

A esta energía se la denomina potencia meteorológica y se la expresa en W/m2, Como la velocidad del viento, luego de atravesar la superficie de captación, no es nula, la potencia dada por la expresión anterior no será totalmente aprovechable. Betz demostró que la máxima energía recuperable, con un aerogenerador ideal, es igual a 16/27 ( 60%) de la energía total. Tomando en cuenta que ningún rotor es ideal, para caracterizarlo es necesario conocer su eficiencia o rendimiento h . La potencia obtenible por unidad de área de rotor, medida en W/m2, puede expresarse entonces como:

Pa = ½

V3

y la potencia total para el área descripta por las palas al girar, A =

R2 = D2/4, en

W/m2, queda como:

Pt = ½ siendo:

D2/4) V3

D y R = diámetro y radio del rotor expresado en metros

La densidad media del aire es 1,25 kg/m2, valor que multiplicado por

/4 da aproxi-

madamente 1. Por lo tanto, podemos expresar la potencia obtenible de una máquina eólica, tomando el diámetro en metros y la velocidad en metros por segundo, como: Página 15

P

½

V3

El rendimiento h depende del tipo de máquina y de las condiciones de operación. En la Figura 7 se representan los rendimientos típicos de diversos tipos de rotores eólicos,

cuya

descripción

veremos luego, referidos a la relación entre la velocidad de la punta de las palas en los rotores de eje horizontal (o del punto más alejado del eje de rotación en el caso de los rotores de eje vertical tipo Darrieus y Savonius) y Figura 7

la velocidad del viento. Conociendo las características de una turbina eólica y la velocidad del viento en un instante dado, es sencillo determinar la potencia útil.

El problema radica en que la velocidad del viento no es constante y, por lo ta nto, es necesario conocer su evolución temporal para estimar la energía útil que una turbina eólica es capaz de entregar en un período determinado. Lamentablemente, las mediciones que se realizan con fines climatológicos no tienen, por lo general, el grado de detalle que requieren ciertos proyectos eólicos. En el caso de instala ciones de pequeña potencia, o para analizar la prefactibilidad de instalaciones de potencias alPágina 16

tas, existen métodos estadísticos que permiten, a partir de las características de un lugar y la velocidad media del viento, determinar la distribución de velocidades horarias a lo largo de, por ejemplo, todo un año y estimar la energía útil anual obtenible. Cuando se trate de instalaciones de mayor potencia será inevitable la realización de mediciones especiales, como frecuencia y velocidad máxima de ráfagas, que contribuyan a la selección de las máquinas y a un cálculo más preciso de la rentabilidad del proyecto.

Página 17

4. Principio de operación de las máquinas eólicas Los molinos de viento, aeromotores, máquinas eólicas (términos que pueden ser considerados sinónimos), o los aerogeneradores, o turbinas eólicas en su acepción, son dispositivos que convierten la energía cinética del viento en energía mecánica.

Aunque existen dos tipos básicos de molinos, eje horizontal y eje vertical, el principio de operación es esencialmente el mismo. La captación de la energía eólica se realiza mediante la acción del viento sobre las palas, las cuales están unidas al eje a través de un elemento denominado cubo (conjunto que recibe el nombre de rotor). El pri ncipio aerodinámico, por el cual este conjunto gira, es similar al que hace que los aviones vuelen.

Según este principio, el aire que es obligado a fluir por las caras superior e inferior de una placa o perfil inclinado (ver Figura 1) genera una diferencia de presiones entre ambas caras, dando origen a una fuerza resultante (R) que actúa sobre el perfil.

Descompo-

niendo esta fuerza en dos direcciones se obtiene: a) la fuerza de sustentación (S), o simplemente sustentación, de dirección perpendicular al viento, y, b) la fuerza de arrastre (A), de dirección pa-

torbellinos

y

diferencia de pre-

ralela al viento. Para favorecer la circulación del aire sobre la superficie de las palas, evitar la formación de Página 18

maximizar

la

Figura 1 - Fuerzas de Sustentación y de Arrastre

Página 19

siones, se eligen perfiles de pala con formas convenientes desde el punto de vista aerodinámico. Según como estén montadas las palas con respecto al viento y al eje de rotación, la fuerza que producirá el par motor será dominantemente la fuerza de arrastre o la de sustentación. Con excepción de las panémonas y los rotores tipo Savonius, en todas las máquinas modernas la fuerza domi nante es la de sustentación pues permite obtener, con menor peso y costo, mayores potencias por unidad de área del rotor. Analizaremos únicamente el comportamiento aerodinámico de las turbinas eólicas cuyo par motor está originado por las fuerzas de sustentación. Como la fuerza de sustentación es la única que dará origen al par o cupla motora habrá que diseñar el perfil y ubicar las palas dándole un ángulo de ataque (a ) que haga máxima la relación fuerza de sustentación/fuerza de arrastre.

Este análisis simple es solo válido cuando las palas de un molino están en reposo. Al permitir el giro del rotor, la fuerza resultante sobre las palas será el resultado de la combinación de la acción directa del viento real (U en la Figura 2) y la acción del "viento" (V) creado por las propias palas al girar. Dicho con otras palabras, el viento que "ven" las palas no es más el viento real (U) sino el llamado

viento

aparente

(Vr), resultante de la composición de los vectores V y U. Como cada sección de una

el viento aparente también varía en el

pala tiene velocidad diferente

sentido longitudi- nal; por lo tanto, una Página 20

pala ideal

deberá

presentar

un ángulo

de

incidencia diferen- te a lo largo de toda su longi- tud, efecto que dándole

un

se logra alabeo.

Asimismo, y también porque las

velocidades

son

más

altas al acercarnos a la punta de pala, el perfil podrá tener

Figura 2 - Viento Aparente Dimensiones para obtener la misma fuerza resultante.Estas consideraciones son particularmente importantes en máquinas de gran tamaño.

En molinos pequeños,

por razones de simplicidad y fundamentalmente costos, se acostumbra optar por palas de sección constante y sin alabeo. Si el viento no supera la denominada velocidad de puesta en marcha (valor mínimo necesario para vencer los rozamientos y comenzar a producir trabajo útil) no es posible el arranque de un molino. Con velocidades mayores comenzará a girar entregando una potencia que responde a la conocida ley del cubo de la velocidad. Esto será así hasta que se alcance la potencia nominal, generalmente la máxima que puede entregar, punto en que comienzan a actuar mecanismos activos o pasivo de regulación para evitar que la máquina trabaje bajo condiciones para las cuales no fue diseñada. Continuará operando a velocidades mayores, aunque la potencia entregada no será muy diferente a la nominal, hasta que se alcance la velocidad de corte donde, por razones de seguridad, se detiene. En la Figura 3 se presenta una curva típica de potencia.

Página 21

5.

Tipos de maquinas eolicas

Desde los comienzos de la utilización de la energía eólica se han desarrollado gran cantidad de máquinas de los tipos más variados. Se dice que los pedidos de patentes superan a las de cualquier otro dispositivo que se haya ideado. De todos ellos, son relativamente pocos los que se generalizaron y alcanzaron escala de producción comercial. Se

acostumbra

máquinas

clasificar

eólicas

las

según

la

Figura 3 - Rendimiento típico de un aerogenerador pequeño (400 W)

posición del eje de rotación con respecto a la dirección del viento, pudiéndolos

dividir

en

dos

categorías principales:

-Molinos de eje horizontal. Máquinas eólicas en las cuales el eje de rotación es paralelo a la dirección del viento.

-Molinos de eje vertical. Máquinas eólicas en las cuales el eje de rotación es perpendicular a la superficie terrestre y a la dirección del viento

Página 22

Existen otros tipos, como los molinos

de eje horizontal perpendi-

cular a la dirección del viento, o los que utilizan el desplazamiento de un móvil (Ver Figura 4a). Ambos casos podemos considerarlos como anecdóticos pues no han demostrado ser muy eficaces ni prácticos por lo que su desarrollo fue abandonado.

5.1

Molinos de eje horizontal

Los molinos de eje horizontal son los más difundidos y los que han permitido obtener las mayores eficiencias de conversión; los diseños más utilizados estan representados en la Figura 4a. En su gran mayoría, la conversión de la energía disponible en el eje del rotor en otra forma de energía, se realiza mediante dispositivos ubicados sobre la torre. Tal es el caso de las turbinas eólicas destinadas a la producción de electricidad donde el generador eléctrico, acoplado al eje del rotor a través de un multiplicador, está localizado en la navecilla.

Las denominas máquinas rápidas, con palas de perfil aerodinámico y casi exclusivamente empleadas para generación de electricidad, tiene rotores de 1 a 3 palas que, según los diseños, están ubicados a popa (sotavento) o a proa (barlovento) de

la navecilla. Los rotores con palas a popa en principio no requieren de sistemas de orientación pues las fuerzas en juego tienden a orientarlo naturalmente, aunque en máquinas de gran tamaño se prefiere emplearlos para evitar los "cabeceos" que someterían las palas a vibraciones perjudiciales. En el caso de palas a proa los sistemas de orientación son imprescindibles; en molinos pequeños se emplean las clásicas colas de orientación pero en los grandes se prefieren los servomecanismos. Existen diferentes modos de prevenir aumentos descontrolados de la velocidad de Página 23

rotación del rotor en presencia de vientos fuertes, o de regularla ante condiciones variables de la carga. Ellos van desde el cambio de paso, o "calaje" de las palas, la utilización de "flaps" que se abren y aumentan la resistencia al viento, hasta dispositivos que desplazan el rotor de su orientación ideal logrando que aumenten las pérdidas aerodinámicas. Prácticamente todas las máquinas disponen de dispositivos de frenado para poder detenerlas bajo condiciones extremas de viento o efectuar reparaciones. En las máquinas relativamente pequeñas a veces se evitan estos mecanismos pues resulta más barato diseñarlas para soportar los máximos vientos esperables que adicionar sistemas de frenado. Los rotores multipala, tipo americano, tienen por uso casi excluyente el bombeo de agua. Su alto par de arranque y su relativo bajo costo los hace muy aptos para accionar bombas de pistón. Se estima que en el mundo existen más de 1.000.000 de molinos de este tipo en operación.

Página 24

Figura 4a

Página 25

Página 26

Figura 4a b

Página 27

5.2

Molinos de Eje Vertical

La característica principal de los molinos de eje vertical es que no requieren de sistemas de orientación. Ventaja nada despreciable pues evita complejos mecanismos de direccionamiento y elimina los esfuerzos a que se ven sometidas las palas ante los cambios de orientación del rotor. Por su disposición permite colocar los sistemas de conversión prácticamente a nivel de suelo, evitando pesadas cargas en las torres, como ocurre en los de eje horizontal. Existen dos diseños básicos de rotores de eje vertical: Savonius y Darrieus. El rotor Savonius trabaja esencialmente por arrastre, tiene un alto par de arranque pero su eficiencia es pobre. Por su sencillez y bajo costo es fácil de construir con técnicas artesanales. Se los emplea en aplicaciones que requieren potencias pequeñas como es el caso de los extractores de aire en grandes edificios industriales o depósitos y en bombeo de agua.

Los rotores Darrieus, inventados por G.J.M.Darrieus en Francia en la década del 20, son actualmente los principales competidores de los de eje horizontal de palas aerodinámicas para la generación de electricidad.

Las fuerzas dominantes son las de

sustentación, tienen un par de arranque prácticamente nulo, pero entregan potencias altas por unidad de peso del rotor y por unidad de costo. El diseño original de palas curvadas a dado origen a otras configuraciones, tratando de mejorar algunas características constructivas u operacionales. Tal es el caso de la combinación con rotores Savonius para aumentar el par de arranque. Se han concebido y ensayado otros tipos de máquinas eólicas de eje vertical. Tal es el caso de las torres vorticosas en las que se induce una circulación de aire, por el interior de una torre hueca, que succiona aire exterior haciéndolo pasar a través de una turbina ubicada en la base. Un esquema similar siguen las torres en donde el flujo de aire es inducido por calentamiento con energía solar. Estas variantes no han pasado del nivel de prototipo. En la TABLA I se resumen las características salientes de los rotores eólicos más utili zados. Página 28

TABL AI

Características de rotores eólicos Eje

Tipo de Rotor

Rendimiento

Características

Máximo – 30-60 kW – Alto par de arranque

HORIZONTAL

Holandés

0,17

– Velocidades medias(*) – Diseño ineficiente de las palas – 0,4-6 kW 4 palas – Alto par de arranque

Multipala Americano

0,15

– Bajas velocidades – Muchas pérdidas – 0,5-3.200 kW 12-15 palas – Bajo par de arranque

Perfil Aerodinámico (hélices)

0,47

– Altas velocidades – Alto rendimiento – 0-1,5 kW 1 a 3 palas

VERTICAL

– No requiere ser orientado Savonius

0,30

– Alto par de arranque – Bajas velocidades – 5-500 kW 2 a 4 palas – No requiere ser orientado – No arranca solo

Darrieus

0,35

– Altas velocidades – Buen rendimiento

(*) máquinas lentas son aquellas en las cuales la relación entre la velocidad de la punta de pala y la

– 2 a 3 palas

velocidad del viento es menor a 2, ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia., mientras que en las máqui- nas rápidas esta relación es sup erior a 4 .

Página 29

6. APLICACIONES DE LAS MÁQUINAS EÓLICAS La energía captada por el rotor de una máquina eólica se transforma inicialmente en energía mecánica disponible en un movimiento rotativo. Este movimiento puede utilizarse para impulsar dispositivos que la transformen en otras formas de energía: mecánica, eléctrica, térmica o potencial. Las aplicaciones más efectivas serán aquellas en las que se llega al uso final de la energía con el menor número de transformaciones. TABLA I

APLICACIONES MAS USUALES DE LOS MOLINOS DE VIENTO

Objetivo

Categoría

Tipo de Rotor

Aplicación – radioenlaces – comunicaciones

Sistemas aislados o remotos Sistemas híbridos Generación

Sistemas conectados

Obtención de

cánica

Sistemas aislados o remotos

– electrodomésticos

Vertical Darrieus

– Abastecimiento elécseguridad

las, rápidos Vertical Darrieus

a las redes eléctricas

Energía me-

– iluminación

tripala rápidos

Horizontal 1 a 3 pa-

diesel eólicos

de energía eléctrica

Horizontal bipala o

trico de comunidades o industrias aisladas. – Abastecimiento eléc-

Horizontal 1 a 3 pa-

trico a través de re-

las, rápidos Horizontal multipala

des de distribución

Vertical Savonius

– Bombeo de agua

Horizontal 1 a 3 pa-

– Molienda

las, rápidos

– Etc.

En términos generales, las aplicaciones de las máquinas eólicas pueden subdividirse en dos grandes grupos según el tipo de energía a obtener: energía mecánica o Página 30

energía eléctrica (Ver TABLA I). Este último admite, según el servicio a prestar, tres clasificaciones bien diferenciadas: instalaciones aisladas o remotas, sistemas híbridos diesel-eólicos y sistemas interconectados a las redes de distribución de energía eléctrica. Cada una de estas aplicaciones tiene características particulares que condicionan tanto el tipo de máquina a utili zar como sus sistemas auxiliares.

6.1

Generación de electricidad

Para obtener electricidad a partir del viento es necesario accionar máquinas que, por arrancar prácticamente en vacío no exigen al rotor eólico un gran par de arranque.

Si a esto agregamos las mayores eficiencias de los rotores rápidos (ver ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.), es fácil comprender porqué son los que se emplean casi con exclusividad para generación de electricidad. Los generadores eléctricos pueden ser de corriente continua (dínamos) o de corriente alterna, existiendo en este último caso dos tipos: generadores sincrónicos o alternadores y generadores asincrónicos o de inducción. Las dínamos tienen el inconveniente de utilizar escobillas, que exigen mantenimiento periódico, y son más pesadas y caras que los generadores de corriente alterna (C.A.) de igual pote ncia; aunque tienen la ventaja de no necesitar de sistemas especiales para cargar baterí- as, su uso se ha ido abandonando reemplazándolos por los generadores de C.A., con la excepción de algunos equipos para proveer muy bajas potencias, de cons- trucción artesanal. El tipo de generador de C.A. que se utilice depende fundamentalmente de las características del servicio a prestar. Como regla general puede decirse que los alternadores son mayoritariamente usados en máquinas que alimentan instalaciones autónomas y los generadores de inducción en turbinas eólicas interconectados con otros sistemas de generación. Esto es así pues los generadores de inducción tienen la enorme ventaja de que, una vez en marcha y conectados a las líneas de distribución, giran a una velocidad consPágina 31

tante impuesta por la frecuencia de la red, entregando más o menos energía según la intensidad del viento, pero siempre rotando al mismo número de revoluciones. En otras palabras, los aerogeneradores no requieren de costosos sistemas de regulación de velocidad, ventaja a la que se adiciona la apreciable diferencia de costos entre un generador asincrónico y un alternador de la misma potencia. Es importante destacar que los generadores asincrónicos necesitan tomar energía de la red para mantener la corriente de magnetización; de interrumpirse esta conexión la máquina debe ser frenada para evitar su aceleración. Los generadores sincrónicos, aunque tienen un mayor rendimiento potencial, deben operar a velocidad constante si se quiere mantener fija la frecuencia.

El manteni-

miento del número de revoluciones, acorde con la frecuencia de línea, es función exclusiva del motor que los impulsa (en nuestro caso el rotor eólico), siendo necesario elaborados sistemas de control. Distinto es el caso de las aplicaciones en que la única fuente de abastecimiento es el aerogenerador. En ellos el uso de generadores sincrónicos es casi obligado, pero no tan crítico el mantenimiento de la frecuencia de la C.A. generada pues, por lo general, los equipos a alimentar toleran variaciones en la frecue ncia. Es un hecho también que la variabilidad del recurso exige, en muchas instalaciones aisladas, acumular energía en baterías y desde ellas alimentar la demanda. En estos casos la frecuencia no tiene ninguna importancia pues habrá rectificadores que transformaran la C.A. en corriente continua (C.C.). Es obvio entonces que la utilización de alternadores responde en estos casos a la búsqueda de menores costos y mejores rendimientos y no a una característica del servicio.

El acoplamiento entre rotor eólico y generador se realiza a través de una caja multiplicadora. Su empleo es necesario pues a medida que crece el diámetro deben limitarse las r.p.m. del rotor para evitar que las puntas de las palas trabajen a velocidades que comprometan la resistencia de los materiales empleados o induzcan vibraciones perjudiciales. Por otra parte, los generadores comerciales requieren girar a velocidades que están entre las 1000 y las 3000 r.p.m., dependiendo de sus características constructivas y la frecuencia a obtener. Página 32

6.2

Configuración y Características de los Generadores Eólicos Aislados

La configuración típica de un sistema autónomo está representado en la Figura 12. Las potencias van de 0,15 hasta 10 kW. Se emplean rotores de eje horizontal habiendo máquinas de paso variable y de paso fijo. Se prefieren estas últimas pues presentan menos problemas de mantenimiento aunque en este caso serán necesarios dispositivos que la protejan ante vientos muy fuertes. Las soluciones adoptadas van desde sistemas excéntricos que “desalinean” al aerogenerador de su posición enfrentada al viento a sistemas de frenado que evitan que la palas giren en condiciones adversas. En la gran mayoría de los casos se emplean generadores sincrónicos de imán permanente y la acumulación se realiza en baterías de plomo-ácido. Para alimentar equipos que requieran C.A.

desde las baterías es necesario utilizar

convertidores de C.C. a C.A., llamados inversores.

Figura 1

18

Página 33

Se han implementado sistemas autónomos para los más variados usos: alimentación de repetidoras de TV y telefonía, faros, instalaciones domiciliarias, etc.

En todos

ellos pudo demostrarse la factibilidad técnica. Estudios comparativos realizados en varios países indican que los aerogeneradores son económicamente competitivos con otros sistemas de abastecimiento eléctrico aislado cuando se trata de potencias no muy superiores a los 5 kW y el recurso eólico es abundante. Otros estudios indicaron que en el caso de electrificación rural puede competir, bajo ciertas condiciones, con la conexión a las redes. Se estimó que para demandas domiciliarias

200

kWh/mes y velocidades de viento > 4, m/s la generación eólica podía competir con el tendido de líneas más allá de los 5 km. Tomando en cuenta que en el mundo aproximadamente 1.500 millones de personas no tiene acceso a los servicios eléctricos centralizados y que existe un sinnúmero de requerimientos de baja potencia, el mercado potencial para la generación eólica autónoma es sumamente amplio y promisorio.

6.3

Sistemas Híbridos Diesel-Eólicos.

En ciertas regiones del mundo, particularmente islas y países en desarrollo, se dan condiciones demográficas, geográficas o económicas que limitan la posibilidad de brindar abastecimiento eléctrico desde las redes interconectadas nacionales. Esto ha dado origen a la instalación de una gran cantidad de pequeñas redes aisladas, alimentadas, por lo general, con generadores diesel. Debido al pequeño tamaño de las instalaciones o a su ubicación aislada, los costos de generación son apreciablemente más altos que los de los sistemas interconectados. Costos operativos en el rango de 1,5 a 4 ¢US/kWh son usuales en la generación en gran escala, mientras que valores entre 5 y 20 ¢US/kWh, y aún mayores, son típicos en instalaciones aisladas. Si se toma en cuenta que en lugares con buen viento se puede generar energía eléctrica en el rango de 5-15 ¢US/kWh, la operación en paralelo de aerogeneradores y equipos diesel surge como una alternativa interesante.

Página 34

Hasta ahora, prácticamente todas las instalaciones Diesel-Eólicas fueron hechas con fines de demostración y están en un nivel de desarrollo que podríamos catalogar como prototipo. Si bien existe suficiente información sobre cada uno de los componentes, los datos operativos acumulados de instalaciones completas no son muy abundantes ni cubren períodos prolongados de funcionamiento. Los resultados son muy alentadores aunque todavía insuficientes para permitir el paso a una escala comercial comparable a la dada en los sistemas aislados o en los interconectados a las redes.

Una estrategia que se ha comenzado a emplear en los sistemas diesel-eólicos relativamente pequeños (5-15 kW) es la de incorporar acumulación en baterías y sólo emplear el generador diesel para recargar baterías y haciéndolo operar en el punto de máxima eficiencia.

En estos casos el costo de la acumulación es compensado

por el menor costo operativo del motor diesel.

Página 35

6.4

Aerogeneradores acoplados a las redes eléctricas

Al margen de algunas experiencias aisladas como la del aerogenerador de 100 kW nominales instalado en Balaclava, URSS, que operó entre 1931 y 1942 o el aerogenerador 1,25 MW instalado en Grandpa's Knob, Vermont, USA en 1940, es a partir de comienzos de la década del 80 que la utilización del recurso eólico para generación de energía eléctrica experimentó un salto cualitativo y cuantitativo espectacular. Esta es la aplicación actual más significativa de los aerogeneradores desde el punto de vista del total de energía generada. Países como Estados Unidos de América y Dinamarca, por mencionar los casos más destacables, han incentivado la generación eléctrica de origen renovable favoreciendo la implantación de los llamados parques o plantas eólicas. Países como EEUU de Norteamérica, Dinamarca y Alemania, entre otros, han promovido la instalación de grandes máquinas conectadas a las redes eléctricas, estimándose en la actualidad unos 25.000 aerogeneradores conectados a las redes.

Si bien las crisis petroleras de la década del 70 influyeron, en gran medida, en el desarrollo de nuevas tecnologías energéticas, su real penetración en el mercado de la generación eléctrica no hubiera sido posible sin la creación de un marco legal, económico y político favorable para las inversiones del sector privado, como lo es la ley PURPA en los Estados Unidos de América. Es muy importante destacar este aspecto pues hay muchas regiones en el mundo donde existen condiciones climáticas iguales, o mejores, a las de Dinamarca o EE.UU. pero, sin un marco adecuado, estas inversiones son impensables.

Los aerogeneradores de tres palas son quienes dominan el mercado actual de tecnología (solo 3% son Darrieus o bipala). Con potencias que van desde los 50 a algo más de 1 MW, se producen en escala totalmente comercial. La gran mayoría utilizan generadores asincrónicos. El tamaño de las máquinas ha ido creciendo con el desarrollo tecnológico; a comienzos de la década del 80 eran usuales pote ncias entre 30 y 100 kW, actualmente la mayoría de las máquinas que se están instalando tienen Página 36

potencias entre 400 kW y 1 MW.

La mayor máquina de eje horizontal construida

hasta la fecha tiene 3,2 MW nominales (100 metros de diámetro) y está en operación en Hawai desde 1987. El costo de la energía generada es comparable a muchos sistemas de generación convencional. Los valores de la TABLA II son el resultado de un estudio realizado por la Comisión de Energía del Estado de California en 1988. Los costos de instalación son también comparables y están en el orden de 1000-1200 $US/kW. Los fa ctores de utilización oscilan entre 15 y 30%, dependiendo del lugar de instalación y del tipo de máquinas. Con el mejoramiento del diseño de los rotores y, sobre todo, con el desarrollo de metodologías para localizar parques eólicos y aerogeneradores, los factores de utilización en la nuevas instalaciones tienden a ubicarse en el orden del 30%, valor que se aproxima al de muchas centrales hidráulicas.

Página 37

T A B L A

I I

TIPO DE CENTRAL

COSTO DE LA ELECTRICIDAD

Eólica

¢US/kWh 5-22

Carbón

3-11

Nuclear

4-18

Fuel-Oil

4-14

Gas Natural

2-10

Hidráulica

3-20

Biomasa

6-14

Fotovoltaica

10-37

El estado de California, EE.UU., fue una región piloto para el desarrollo de los parques eólicos.

Actualmente en las regiones de Altamont Pass,

Tehachapi y San Gorgonio funcionan unos 14.500 molinos entregando más de 2.300 millones de kWh en las redes eléctricas, equivalente a la demanda

residencial

de

una

ciudad

como

San

economizando unos 430.000 m3 de petróleo por año. importante de los parques, Altamont Pass, tiene

Página 38

Francisco El

y

más

aproximadamente kW

7.300 aerogeneradores entre 40 y 750

y fue desarrollado por una veintena de empresas utilizando

máquinas

de

distintos

orígenes

pero

en

su

gran

mayoría

norteamericanas y dinamarquesas.

6.5

Obtención de Energía

Mecánica. Estas aplicaciones, típicamente autónomas, fueron históricamente las primeras y se las destinó a mover todo tipo de máquinas. La invención de los motores de combus- tión y del generador eléctrico (y el desarrollo de los sistemas de distribución) origina- ron su paulatino reemplazo por motores más controlables y estables en el tiempo.

En el caso de los molinos de viento destinados al bombeo de agua ocurrió un proce- so similar al implementarse la electrificación rural, sobre todo en los países más desarrollados. producidos en los EE.UU.

Del total de 6.000.000 de molinos

hasta comienzos del siglo XX solo 150.000

quedan en operación en nuestros días. desarrolladas, el bombeo de agua

En re- giones

menos

con máquinas eólicas continuó

siendo en muchos casos la única alternativa económicamente viable.

En

islas de

recia, donde aún se utilizan los molinos con palas de tela, y en la llamada pampa húmeda de Argentina y en las grandes llanuras australianas, donde se impusieron los molinos multipala tipo americano, las máquinas eólicas pueden contarse de a mi- les.

En lo que va del siglo XX, los molinos destinados al bombeo de agua no fueron obje- to de desarrollos significativos. Las máquinas más utilizadas en la actualidad (multi- pala), con excepción de la incorporación de nuevos materiales, no difieren en mucho de las desarrolladas hace más de 100

Página 39

años.

Actualmente se están estudiando má- quinas con acoplamiento

directo a bombas centrífugas, salto tecnológico importante que podría permitir la extracción de mayores volúmenes de agua y alcanzar mayores profundidades que las permitidas por las bombas de pistón.

DATOS SOBRE LA ENERGÍA EÓLICA 

Capacidad instalada hasta el 2011 fue de 230 GW.



Se estima que la energía del viento es el 2% de la luz solar, transformada en viento.



El contenido energético del viento depende de su velocidad.



Para que el viento sea utilizado debe alcanzar lo 12 km/h y no superar los 65km/h.



Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima de 12 km/h, y que no supere los 65 km/h.3



Están dadas las condiciones naturales para el aprovechamiento de semejante recurso.



hoy, solo el 0.1% de la energía producida, corresponde con aquella que se obtiene del viento.



Los generadores eólicos pueden ser de 2 tipos: de eje vertical y de eje horizontal.

Página 40

MECANISMOS DE UN DISPOSITIVO DE GENERACION EÒLICA

Página 41

EJEMPLOS DE PLANTAS GENERADORAS DE ENERGIA EÒLICA

Página 42

Página 43

ENERGÌA EOLICA EN EL SALVADOR Noticia del 2009 Vientos de carácter local: brisas montaña-valles Estos vientos poseen dos direcciones en función del momento del día. Durante el día las zonas más altas del país se calientan más rápidamente que los valles y mesetas, por lo que se generan vientos locales que soplan desde los valles y mesetas hacia las zonas montañosas (brisas del valle), suavizando las temperaturas diurnas de las áreas de mayor altura del país. Cuando llega la noche las zonas altas del país se enfrían rápidamente, mientras que las zonas bajas (valles y mesetas) pierden lentamente el calor acumulado durante el día, por lo que las brisas soplan desde las zonas montañosas hacia los fondos de los valles y mesetas (brisas de montaña), suavizando las temperaturas nocturnas de las zonas bajas.

ANTECEDENTES DE MEDICIONES DE VIENTO EN EL PAÍS. Existen pocos estudios sobre la determinación del potencial eólico en el país. Uno de ellos lo constituye “El viento en Centroamérica” realizado por NRECA en la década de los años 80. Las principales conclusiones de este estudio para el caso de El Salvador fueron:

Página 44

Se seleccionaron 3 sitios para realizar mediciones de potencial eólico: zona sur del departamento de Santa Ana, al este del lago de Coatepeque; zona sur-oeste del departamento de la Libertad; y zona centro-oeste del departamento de San Miguel, limítrofe con el departamento de Usulután. A la fecha de publicación del documento se tenían menos de 6 meses de mediciones con sensores de velocidad y de dirección a 15 y 30 metros de altura en torres de tipo NRG. Se obtuvo la información de 71 estaciones

meteorológicas de la región

centroamericana que medían velocidad del viento. Las alturas se homogenizaron a 30 metros de altura utilizando la ecuación: v1 = v0 * (z/z0)a, en donde a es el coeficiente de rugosidad igual a 1/7. También en algunas estaciones se corrigieron los datos por un factor de deterioro del equipo de medición. Se encontró que en el país existe un patrón de viento estacional fuertemente marcado. El primero es el patrón general de vientos de la región (alisios) que tiene su mayor velocidad entre los meses de octubre a febrero. El otro sistema es el de las brisas del mar que se contrapone al sistema general y tiene sus mayores velocidades en los meses de abril a septiembre. El Salvador no cuenta con zonas de altas velocidades de viento; las más altas estarían en la parte central hacia el norte 5-6 m/s. El resto del país tiene velocidades entre 4-5 m/s con un patrón constante a lo largo del año. Aunque no se hace explícito en el documento, se infiere que estas velocidades se obtendrían a 30 m sobre el nivel de la superficie de la tierra. También concluye que con la información recabada con las mediciones de NRECA más la información meteorológica de las 20 estaciones meteorológicas del servicio meteorológico del país, la posibilidad de que en El Salvador se pueda instalar un parque eólico es reducida, no así proyectos de bombeo de agua, telecomunicaciones y/o generación aire si muestra un gran potencial.

Página 45

IMPORTANTE Del análisis de los resultados estadísticos se infiere que en la mayoría de las estaciones el promedio de la velocidad del viento oscila entre los 2.22 – 3.61 m/s. Las estaciones que presentan las mayores velocidades medias anuales se presentan en la tabla 1-3. Las menores velocidades se presentaron en las estaciones: Estación Matriz (1.56 m/s), Santa Cruz Porrillo (1.5 m/s), Beneficio El Papalón (1.5 m/s), San Andrés (1.5 m/s), Nueva Concepción (1.42 m/s) y Cerrón Grande (1.39 m/s).

Código

Nombre y

Velocidad media

Densidad de

Densidad energía

depto.

anual (m/s)

potencia media

media anual

anual

(Kwh/m2)

(W/m2) A-35

Cerro verde

4.39

116

1040

3.14

70

629

2.86

57

519

(Santa Ana) A-31

Planes de monte Cristo (santa Ana)

Z-4

La Galera (Morazán)

La energía eólica se transforma en una opción muy atractiva para obtener energía eléctrica en lugares apartados donde no llega la red eléctrica, pero sobre todo en lugares donde hay mucho viento, fuerte y durante buena parte del año. . Pero una turbina eólica o un aparato de energía eólica puede ser muy costoso para alguien que solo quiere experimentar con energía eólica casera solo por placer. Aunque signifique un ahorro real de electricidad, no vamos a usar la energía eólica para conectar todos los artefactos eléctricos de nuestra casa, mucho menos si estamos conectados a la red eléctrica.

Página 46

'A-31' viento climático observado Producido el 14/06/2005 a las 09:12:21 p.m. con el uso de licencia de: Ismael Antonio Sánchez, Universidad Centroamericana, San Salvador usando la versión WAsP : 8.01.0057

Lugar de la medición: 'Planes de Montecristo'; posición: 14.40°N -89.36°E; anemómetro altura: 10.00 m a.g.l. -

Unidad

velocidad media del viento

m/s

La media de densidad de potencia W/m²

desconocida

45

desconocida

k

1.23 1.68 10.34 1.57 10.34 1.37 2.22 2.07 10.34 0.89 10.34 1.01 1.21

U

1.67 3.82 0.49

2.89 0.49

1.40 1.67 1.72 0.49

1.61 0.49

2.35 2.65

P

11

38

5

5

21

0

46

45

4.8

11.0 10.9 0.1

2.3

0.1

5.4

100

330

Total

80

Freq 9.9

0

43.8 0.1 0

30

60

0.5

0

11.4 0.1 90

120

150

desconocida

1.8

3.2

120

2.65

A

0.5

90

desconocida

0

4.3

60

Ajuste adecuado discrepancia

-

U

30

medida

1.5

180 1.9

210 1.9

6

240 0.5

0

150 180 210

240

270 1.5

300 0.5

270

300

330 2.4

Total 2.8

1.00

330 111 1,000

209 1,000

414 168 191 1,000

438 1,000

286 195

2.00

403 200 0

226 0

450 541 484 0

334 0

303 311

Página 47

3.00

126 128 0

149 0

87

237 247 0

101 0

127 152

4.00

88

150 0

147 0

22

49

72

0

55

0

112 113

5.00

28

104 0

109 0

12

2

5

0

8

0

37

64

6.00

11

86

0

81

0

12

1

0

0

8

0

32

51

7.00

4

98

0

49

0

2

0

1

0

9

0

31

51

8.00

9

59

0

19

0

2

0

0

0

27

0

20

31

9.00

2

45

0

8

0

1

0

0

0

15

0

27

23

10.00 0

15

0

2

0

0

0

0

0

5

0

19

8

11.00 0

4

0

0

0

0

0

0

0

0

0

7

2

12.00 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

'A-35' viento climático observado Producido el 16/06/2005 a las 06:54:09 a.m. con el uso de licencia de: Sin licencia usando versión WAsP : 8.01.0057

Lugar de la medición: 'Cerro Verde'; posición: 13.83°N -89.62°E; anemómetro altura: 10.00 m a.g.l. velocidad media del viento

Unidad m/s

La media de densidad de potencia W/m²

Medida

Ajuste adecuado Discrepancia

desconocida

3.91

desconocida

desconocida

123

desconocida

Página 48

-

0

A

6.8

k

1.49 1.63 10.34 2.00 10.34 2.16 2.02 1.42 10.34 1.24 10.34 0.77 1.32

U

6.17 4.62 0.49

1.74 0.49

1.58 1.51 1.67 0.49

1.02 0.49

3.14 3.91

P

397

6

0

4

4

9

2

0

241

123

3.4

0.2

4.0

2.8

10.1 0.2

1.8

0.2

1.8

100

330

Total

5.2

Freq 2.9 U

30

146

60 0.5

0

72.4 0.2 0

30

1.00

139 21

2.00

60 1,000

90 2.0

120 0.5

90

120

150 1.8

180 1.7

210 1.8

240 0.5

0

150 180 210

240

270 1.1

300 0.5

270

300

330 2.7

Total 4.2

153 1,000

216 270 231 1,000

597 1,000

393 90

125 124 0

522 0

554 540 517 0

362 0

248 211

3.00

75

153 0

237 0

178 141 150 0

38

0

35

148

4.00

79

191 0

74

0

49

43

67

0

0

0

61

154

5.00

75

125 0

15

0

2

5

15

0

0

0

37

96

6.00

68

100 0

1

0

0

1

10

0

0

0

28

76

7.00

62

94

0

0

0

0

0

6

0

0

0

12

71

8.00

48

59

0

0

0

0

0

3

0

0

0

21

45

9.00

43

55

0

0

0

0

0

0

0

0

0

9

42

10.00 46

29

0

0

0

0

0

0

0

2

0

13

22

11.00 58

18

0

0

0

0

0

0

0

0

0

15

15

12.00 63

14

0

0

0

0

0

0

0

0

0

33

13

13.00 37

6

0

0

0

0

0

0

0

0

0

35

6

14.00 38

5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

23

5

Página 49

15.00 19

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

12

2

16.00 9

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5

2

17.00 4

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

12

1

18.00 1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5

0

19.00 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5

0

20.00 10

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

21.00 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

A y U se dan en m / s, P en W / m² y las frecuencias de aparición en por mil y por ciento (total).

Página 50

'Z-4' viento climático observado Producida el 16/06/2005 a las 08:34:46 a.m. con uso de licencia de: Ismael Antonio Sánchez, Universidad Centroamericana, San Salvador usando versión WAsP : 8.01.0057

Lugar de la medición: 'La Galera'; posición: 14.04°N -88.09°E; anemómetro altura: 10.00 m a.g.l. -

Unidad

velocidad media del viento

m/s

La media de densidad de potencia W/m²

30

Desconocida

Desconocida

33

Desconocida

4.2

k

1.94 2.29 10.34 2.06 10.34 2.00 2.47 2.19 10.34 1.70 10.34 1.13 1.73

U

3.70 3.34 0.49

2.18 0.49

2.01 1.49 1.26 0.49

1.39 0.49

1.45 2.88

P

61

12

0

9

8.1

0.3

12.4 6.1

38

0

Freq 25.3 37.9 0.3 U

0

30

60

1.00

47

2.00

151 176 0

46

1,000

0.5

90

120

150

2.88

A

2.5

120

Desconocida

0

0.5

90

Ajuste adecuado Discrepancia

-

3.8

60

Unidad

2.3

180 1.7

3

210 1.4

240 0.5

270 1.6

300 0.5

330 1.5

Total 3.2

2

0

4

0

8

33

3.9

0.3

1.8

0.3

3.1

100

330

Total

150 180 210

240

270

300

125 1,000

134 225 401 1,000

405 1,000

456 120

364 0

409 612 495 0

399 0

355 260

Página 51

3.00

177 218 0

286 0

289 145 99

0

143 0

89

205

4.00

244 270 0

168 0

141 14

5

0

49

0

50

199

5.00

153 155 0

46

0

20

3

0

0

4

0

26

105

6.00

82

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0

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0

0

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13

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7.00

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0

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0

1

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0

0

0

0

4

15

9.00

26

6

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0

0

1

0

0

0

0

0

2

9

10.00 4

1

0

0

0

0

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0

0

0

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1

11.00 1

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0

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0

0

A y U se dan en m / s, P en W / m² y las frecuencias de aparición en por mil y por ciento (total).

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CONCLUSIÓN La energía eléctrica es una gran herramienta en nuestra vida y dependemos mucho de ella, desde para ver la televisión hasta poder comunicarnos y ver a personas que estén a miles de kilómetros de distancia, la generación de la energía eléctrica es una gran necesidad para el ser humano pero su generación en muchas formas resulta dañina y nociva para el ambiente ya que en algunas formas de generación se necesita quemar combustibles fósiles como lo es la generación térmica y eso emana mucho C02, entre otros gases que contaminan nuestro medio ambiente. Las llamadas energías renovables son una gran alternativa para ser utilizada para abastecernos de la tan preciada energía eléctrica, y existen como una formas de también ayudar al el ecosistema de nuestro planeta por ser formas limpias de obtener la energía eléctrica. Le energía eólica es una fuente inagotables de producir corriente eléctrica ya que el viento es un recurso que no se terminara, y al utilizar su fuerza para hacer girar las aspas de los generadores transforman la energía cinética en energía eléctrica. Debemos de utilizar los recursos que tenemos en nuestro país para producir energía eléctrica los diferentes estudios realizados en nuestro país demuestran que tenemos excelentes condiciones para explotar el recurso del viento para poder crear energía eléctrica por medio de sistemas eólicos. Tenemos que promover la implementación de los sistemas que sea una forma de beneficiarnos a nosotros mismos y a nuestro planeta y los sistemas de las energías renovables son de gran ayuda para ello.

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BIBLIOGRAFIA http://gis.uca.edu.sv/swera/datos_eolicos.html

http://www.oni.escuelas.edu.ar

http://issuu.com/gabpepe4c/docs/energia_eolica/1

http://gis.uca.edu.sv/swera/datos_eolicos.html

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