Cátedra de Ingeniería Ambiental

Materia: INGENIERIA AMBIENTALAño: 3ero

Introducción a la Energía

Eólica

ProfesorIng. Carlos José Scaramuzza (Especialista en Ing. Ambiental)

2°C Año 2014

Cátedra de Ingeniería Ambiental

La Energía y el Medio Ambiente

No renovables:

recursos finitos, se agotan.

Renovables: recursos prácticamente inagotables.

Recordemos: según el recurso que se utilice para su producción pueden ser:

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Energía Eólica

Tecnologías y aplicaciones en que se aprovecha la energía cinética

del viento convirtiéndola en energía eléctrica o mecánica.

Instalaciones aisladas, no conectadas a

la red Eléctrica normalmente cubren aplicaciones de pequeña potencia,

principalmentede electrificación rural.

Instalaciones conectadas, normalmente denominadas parques eólicos permiten obtener un aprovechamiento energético

mayor, son además las que presentan las mejores expectativas de crecimiento de

mercado.

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Energía Eólica

Ventajas

Es inagotable.

Es mucho menos contaminante.

Es de libre acceso y gratuita.

Vida útil de equipos 20 o más años.

Se puede aprovechar en la medida de las necesidades del momento.

Desventajas

Se encuentra dispersa.

El recurso es intermitente y aleatorio.

Puede generar contaminación sonora y visual.

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Capacidad Mundial Instalada

Fuente: World Wind Energy Association - http://www.wwindea.org

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Evolución en Argentina

Fuente: World Wind Energy Association - http://www.wwindea.org

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Fomento desde el marco legal

La Ley 26.190 del 2007 establece el “Régimen de fomento nacional para el uso

de fuentes renovables de energía destinada a la producción de energía

eléctrica “. (Resolución Conjunta 572/2011 y 172/2011, Ministerio de Planificación

Federal, Inversión Pública y Servicios y Ministerio de Economía y Finanzas

Públicas)

Objetivo: lograr la contribución de las fuentes de energía renovables hasta alcanzar

el 8% del consumo de energía eléctrica nacional en 10 años.

Beneficios: régimen de inversión por un periodo de 10 años y una remuneración

adicional respecto del precio de mercado de la energía por un periodo de 15 años.

Programa GENREN: licitación de proyectos de energías renovables

del Estado

Informe Villalonga: http://awsassets.wwfar.panda.org/downloads/energias_renovables_14_vf.pdf

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Aerogeneradores: tipos según su eje de rotación

Vertical

Hor

izon

tal

No necesita orientarse respecto a la dirección del viento.

Equipos de generación y control al pie. Robustez y resistencia para zonas de vientos

arranchados y con direcciones cambiantes. Menor eficiencia de conversión energética.

El plano de rotación debe conservarse perpendicular a la dirección del viento.

El generador y la caja de multiplicación, están ubicados en la parte superior de la torre.

Diseño estructural mas complejo. Mayor eficiencia en la conversión energética.

Más del 80% de los fabricantes se inclinan por el sistema de eje horizontal.

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Partes de un Molino Eólico(Wind Turbine)

Video: https://www.youtube.com/watch?v=CiLPgUYwG6s

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Características Técnicas

Configuración del rotor Eje horizontalDiámetro de aspas 2,4 metrosCantidad de aspas 3Potencia Nominal 700 WTensión nominal 24 V o 48 VTipo de baterías De ciclo profundoVelocidad de arranque 3 m/sVelocidad de corte 12 m/sGenerador Alternador trifásico de

imanes permanentes

Caso: Aerogenerador de 700W

Desarrollo Tecnológico Fundación Energizar: http://www.energizar.org.ar

Eje horizontal y de baja potencia: robustez, simpleza mecánica y bajo costo, construido a partir de materiales y recursos locales.

Basado en el modelo creado por Hugh Piggott,

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Proveedores Eólica

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Enfoque Teórico

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Taller: Aplicación PrácticaConsigna: proponer una combinación de condiciones externas y parámetros de diseño básicos que generen una energía de entre 800 y 1.000 Kwh por mes al pie de un parque generador.

Realizar una tabla Excel que permita variar magnitudes y verificar cumplimiento de lo requerido.

Restricciones e Hipótesis simplificativas

• Localización geográfica con viento aprovechable durante 10 horas diarias.

• Eficiencia de hélices estimada entre 30% y 50%.

• Asumir velocidad del viento con distribución temporal uniforme.

• Máxima cantidad de aerogeneradores: 3

• Eficiencia de generador: 80%

• Radio de hélices entre 1m y 3m

• Días de operación: 25 al mes

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Taller: Aplicación Práctica

Min MaxValor

AdoptadoUnidades

Potencia Total de Salida Kwh/mes

Días al mes de operación días

Horas Viento Aprovechables hs/día

Velocidad promedio viento m/seg

Eficiencia Hélices adim

Eficiencia generadores adim

Densidad del aire Kg/m3

Cantidad de generadores unidades

Diámetro de Hélice m

Potencia Salida Parque Kwh/mes

Parque Aerogeneradores

Requerimientos

Datos Fijos

Datos Variables

ResultadosPorcentaje cumplimiento requerimiento

Modelo de Tabla

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Bibliografía

Curcio Esteban, Generador Eólico, Buenos Aires: Ministerio de Educación, Ciencia

y Tecnología de la Nación (2006).

Conceptos generales de Energía Eólica, Escuela de Formación Técnica,

Universidad de Alcalá (2011).

Energía Eólica, INTI, e-renova (2012).

Energías Renovables, Secretaría de Energía de la Nación (2008).

BRIDGEWATER ALLAN, Energías Alternativas Handbook, Editorial: PARANINFO

(2009).

DE JUANA JOSE MARIA, Energías Renovables Para El Desarrollo, Editorial:

PARANINFO (2003)

VILLARRUBIA LOPEZ MIGUEL , Ingeniería De La Energía Eólica, MARCOMBO,

(2012), Colección: NUEVAS ENERGIAS