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Aerogenerador de 10 kw. de tecnología nacional Pedro Sánchez Cortez Beatriz Salvador G.

AEROGENERADOR DE 10 KW. DE TECNOLOGÍA NACIONAL

Primera edición Enero, 2012 Lima - Perú © Pedro Sánchez Cortez & Beatriz Salvador G. PROYECTO LIBRO DIGITAL

PLD 0563

Editor: Víctor López Guzmán

http://www.guzlop-editoras.com/ [email protected] [email protected] facebook.com/guzlopster twitter.com/guzlopster 428 4071 - 999 921 348 Lima - Perú

PROYECTO LIBRO DIGITAL (PLD)

El proyecto libro digital propone que los apuntes de clases, las tesis y los avances en investigación (papers) de las profesoras y profesores de las universidades peruanas sean convertidos en libro digital y difundidos por internet en forma gratuita a través de nuestra página web. Los recursos económicos disponibles para este proyecto provienen de las utilidades nuestras por los trabajos de edición y publicación a terceros, por lo tanto, son limitados. Un libro digital, también conocido como e-book, eBook, ecolibro o libro electrónico, es una versión electrónica de la digitalización y diagramación de un libro que originariamente es editado para ser impreso en papel y que puede encontrarse en internet o en CD-ROM. Por, lo tanto, no reemplaza al libro impreso. Entre las ventajas del libro digital se tienen: • su accesibilidad (se puede leer en cualquier parte que tenga electricidad), • su difusión globalizada (mediante internet nos da una gran independencia geográfica), • su incorporación a la carrera tecnológica y la posibilidad de disminuir la brecha digital (inseparable de la competición por la influencia cultural), • su aprovechamiento a los cambios de hábitos de los estudiantes asociados al internet y a las redes sociales (siendo la oportunidad de difundir, de una forma diferente, el conocimiento), • su realización permitirá disminuir o anular la percepción de nuestras élites políticas frente a la supuesta incompetencia de nuestras profesoras y profesores de producir libros, ponencias y trabajos de investigación de alta calidad en los contenidos, y, que su existencia no está circunscrita solo a las letras. Algunos objetivos que esperamos alcanzar: • Que el estudiante, como usuario final, tenga el curso que está llevando desarrollado como un libro (con todas las características de un libro impreso) en formato digital. • Que las profesoras y profesores actualicen la información dada a los estudiantes, mejorando sus contenidos, aplicaciones y ejemplos; pudiendo evaluar sus aportes y coherencia en los cursos que dicta. • Que las profesoras y profesores, y estudiantes logren una familiaridad con el uso de estas nuevas tecnologías. • El libro digital bien elaborado, permitirá dar un buen nivel de conocimientos a las alumnas y alumnos de las universidades nacionales y, especialmente, a los del interior del país donde la calidad de la educación actualmente es muy deficiente tanto por la infraestructura física como por el personal docente. • E l p e r s o n a l d o c e n t e j u g a r á u n r o l d e t u t o r, f a c i l i t a d o r y c o n d u c t o r d e p r o y e c t o s

de investigación de las alumnas y alumnos tomando como base el libro digital y las direcciones electrónicas recomendadas. • Que este proyecto ayude a las universidades nacionales en las acreditaciones internacionales y mejorar la sustentación de sus presupuestos anuales en el Congreso. En el aspecto legal: • Las autoras o autores ceden sus derechos para esta edición digital, sin perder su autoría, permitiendo que su obra sea puesta en internet como descarga gratuita. • Las autoras o autores pueden hacer nuevas ediciones basadas o no en esta versión digital.

Lima - Perú, enero del 2011 “El conocimiento es útil solo si se difunde y aplica” Víctor López Guzmán Editor

X Simposio Peruano de Energía Solar

AEROGENERADOR DE 10 KW. DE TECNOLOGÍA NACIONAL 1

Pedro Sánchez Cortez, 2 Beatriz Salvador G.

1

Universidad Alas Peruanas, Escuela Profesional de Ingeniería en Recursos Naturales y Energías Renovables, Teléfono (01) 362 96 72, e-mail: [email protected]; 2EAP Ingeniería Mecánica de Fluidos UNMSM, Teléfono (01) 362 96 72, e-mail: [email protected]

RESUMEN

El objetivo de este trabajo es dar a conocer la instalación y puesta en marcha de un aerogenerador de potencia media (10 Kw), diseñado y construido en su integridad con tecnología nacional, el cual se encuentra instado en la Comunidad de Bella Andina, en el departamento de Cajamarca, para suministrara agua mediante el elctrobombeo

agua). los cuales se encuentran fuera de la

1. ANTECEDENTES

comunidad, y el agua en estado natural muchas En el mes de diciembre del año 2000, en la

veces contaminados por los mismos pobladores y

comunidad de Bella Andina, provincia de Chota

los animales que pastan en forma natural, También

Departamento de Cajamarca a 3,800 msnm, con

es un factor el tiempo perdido empleado por los

una población de 130 familias, fue instalado un

pobladores en ir a recogerlo.

Aerogenerador de 10 Kw. bajo el auspicio del Gobierno Autónomo de la Comunidad

de

Valencia España, El cual fue diseñado y construido íntegramente con tecnología y material nacional, y desde entonces viene funcionando en la sierra Cajamarquina.

2. OBJETIVO

El proyecto se desarrolló con la finalidad de cubrir una necesidad básica de suministro de agua potable mediante un sistema de electro bombeo de agua a partir de un pozo ubicado a 40 metros de desnivel y llenar una cisterna ubicada a 25 metros por encima

Foto 1 Aerogenerador Instalado

del nivel del aerogenerador, desde donde por gravedad se distribuye a la comunidad.

Los pobladores de la Comunidad Bella Andina, los cuales no contaban con suministro de agua potable, tenían que recogerlo de lagunas y puquíos (ojos de

3. CARACTERÍSTICAS

El sistema de electro bombeo llena un tanque para agua de 25 metros cúbicos en un promedio de 3

X Simposio Peruano de Energía Solar

horas después del cual el equipo se detiene automáticamente.

4. EQUIPO DE TRABAJO

El diseño y la construcción fue en la ciudad de Chiclayo y estuvo conformado por un grupo de profesionales de distintas especialidades los cuales trabajaron cada uno en su

campo; el Ingeniero

Electrónico Frank Marcial, tuvo a su cargo toda la parte electrónica del aerogenerador; la parte estructural

la desarrollo el Ingeniero Mecánico

Cesar Castillo, en colaboración con el Técnico Polo, y los componentes aerodinámicos ( Palas ) a

Foto 4

cargo del 1 Ingeniero Mecánico de Fluidos Pedro

Torre del Aerogenerador

Sánchez C. y la Ingeniero Mecánico de Fluidos Beatriz Salvador Gutiérrez

Rotor: consta de tres aspas con perfil aerodinámico construidas con madera liviana, resina, fibra de vidrio todo ello con el objetivo de lograr una alta resistencia con un peso ligero de ala. Las dimensiones del rotor son calculadas de acuerdo a la potencia requerida y a las condiciones del viento imperantes en la zona escogiéndose para ello el perfil NACA 4412 por ser el más adecuado.

Foto 2 Comunidad de Bella Andina

5.

CARACTERÍSTICAS

DEL

AEROGENERADOR

Torre:

de 25 metros de altura construida de

ángulo estructural de 3 pulgadas y refuerzos de 1 ½ pulgadas. La torre va empotrada 2 metros bajo la superficie del terreno en un bloque de concreto armado de 8 metros cúbicos.

Foto 5 Palas de aerogenerador

X Simposio Peruano de Energía Solar

Freno:

cuenta con un tornamesa que hace girar la góndola hacia la dirección de la cual viene el

el sistema cuenta con freno de emergencia como

viento; el mecanismo que hace posible esta

una parte del sistema hidráulico activándose por

operación consta de engranajes que son

las ordenes que recibe de la Unidad Central de

accionados

Control (C.C.U.).

ordenando girar el sistema.

Sistema de Transmisión:

por

los

sensores

electrónicos

Rango de trabajo:

Compuesto por dos etapas, la primera de

el aerogenerador tiene un rango de trabajo para

transmisión por cadenas y la segunda por fajas

velocidades de viento entre 4 m/s. y 25 m/s.,

es un sistema que busca elevar el número de

velocidad a partir de la cual se activa el

revoluciones del rotor hasta el valor requerido

mecanismo de protección.

por el generador; este sistema es calculado para soportar los esfuerzos de trabajo más exigentes.

Generador:

El sistema consta de un generador trifásico de corriente alterna y cuya potencia es seleccionada de acuerdo a los requerimientos específicos pudiendo para nuestro caso ser de 10, Kw en 220 voltios.

Sistema de Control Aerodinámico:

De acuerdo a las características específicas de cada caso se decide por el control aerodinámico de la potencia captada por el rotor. Este control se ejecuta por la variación del ángulo de paso (pitch control); el propósito de este control es mantener la potencia captada por el rotor dentro de los rangos fijados, esto es necesario por la aleatoriedad del comportamiento del viento.

Sistema de Direccionabilidad del Rotor:

La variabilidad del comportamiento del viento no sólo está dada en su velocidad sino también en su dirección; es por ello que nuestro sistema

Foto 6 Fuente de Agua

Universidad Nacional Asociación Peruana Universidad Nacional San Antonio Abad del de Energía Solar de Ingeniería Cusco (APES)

X Simposio Peruano de Energía Solar Seminario Internacional sobre Tecnologías Económicas para la Descontaminación y Desinfección de Agua Cusco, 17 al 22 de noviembre de 2003

Seminario Internacional Energía Solar, Medio Ambiente y Desarrollo Cusco, 26 - 27 de abril de 2004

Auspician

Editado por: Manfred Horn Juan Rodriguez Patricia Vega

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Ministerio de Industria y Turismo

Municipalidad Provincial del Cusco Ministerio de Energía y Minas