Post on 30-Apr-2015
description
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:
Cátedra de Ingeniería Ambiental
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.
Cátedra de Ingeniería Ambiental
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.
Cátedra de Ingeniería Ambiental
Capacidad Mundial Instalada
Fuente: World Wind Energy Association - http://www.wwindea.org
Cátedra de Ingeniería Ambiental
Evolución en Argentina
Fuente: World Wind Energy Association - http://www.wwindea.org
Cátedra de Ingeniería Ambiental
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
Cátedra de Ingeniería Ambiental
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.
Cátedra de Ingeniería Ambiental
Partes de un Molino Eólico(Wind Turbine)
Video: https://www.youtube.com/watch?v=CiLPgUYwG6s
Cátedra de Ingeniería Ambiental
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,
Cátedra de Ingeniería Ambiental
Proveedores Eólica
Cátedra de Ingeniería Ambiental
Enfoque Teórico
Cátedra de Ingeniería Ambiental
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
Cátedra de Ingeniería Ambiental
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
Cátedra de Ingeniería Ambiental
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