ENERGÍA EÓLICA José Luis Galante Martín Ruymán Hernández Herrera.
-
Upload
roberto-maldonado-revuelta -
Category
Documents
-
view
224 -
download
0
Transcript of ENERGÍA EÓLICA José Luis Galante Martín Ruymán Hernández Herrera.
ENERGÍA EÓLICAENERGÍA EÓLICA
José Luis Galante MartínJosé Luis Galante Martín
Ruymán Hernández HerreraRuymán Hernández Herrera
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
22
HistoriaHistoria
• Primer aprovechamiento: Egipcios• En el siglo VII d.C. surgen molinos elementales
en Persia para el riego y moler el grano • A partir de los siglos XII-XIII empieza a
generalizarse el uso de los molinos de viento• Estos molinos se mantienen hasta el siglo XIX • En1802, Lord Kelvin, asoció un generador
eléctrico para obtener energía eléctrica.
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
33
• En la segunda mitad del siglo XIX aparece el Molino multipala tipo americano que sentará las bases para el diseño de los modernos generadores eólicos
• Entre las guerras mundiales cuando aparecieron los proyectos de grandes aerogeneradores de dos o tres palas
• El bajo precio del petróleo determina la suspensión de los grandes proyectos en todo el mundo
• Con la primera crisis del petróleo se reinician los proyectos
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
44
Características generalesCaracterísticas generales
• La energía eólica es una energía renovable, es decir que nunca se acaba
• Forma indirecta de energía solar, las diferencias de temperatura y presión en la atmósfera por absorción de la radiación generan el viento
• Las zonas más favorables, regiones costeras y grandes estepas, donde hay vientos constantes, velocidad media >30 Km/h
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
55
Disposición a lo largo de la Disposición a lo largo de la línea de costalínea de costa
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
66
Cuantificación de la energía Cuantificación de la energía existente en el vientoexistente en el viento
• Un aerogenerador obtiene su potencia de entrada convirtiendo la fuerza del viento en un par actuando sobre las palas del rotor
• Depende de la densidad del aire, del área de barrido del rotor y de la velocidad del viento.
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
77
Ecuación de la potenciaEcuación de la potencia
P = 1/2ρAv3
P = Potencia en W
ρ = densidad del aire en Kg/m3
A = Superficie en m2
V = Velocidad del viento en m/s
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
88
Coeficiente de potenciaCoeficiente de potencia
Cp = PA(v) / (1/2ρAv3 )
Limite de Beltz = 59%
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
99
Variables a tener en cuentaVariables a tener en cuenta
• Velocidad media del viento y distribución de frecuencias de la velocidad
• Distribución de frecuencias en las diferentes direcciones (rosa de vientos)
• Variación del viento con la altura.
• Valores extremos (ráfagas).
Expresión para evaluar la Expresión para evaluar la velocidad del vientovelocidad del viento
V=VV=V00 (h/h (h/h00))nn
V= velocidad del viento, a la altura h respecto al sueloV= velocidad del viento, a la altura h respecto al sueloVV00= velocidad del viento conocida a un altura h= velocidad del viento conocida a un altura h00 h= altura a la que se desea estimar la velocidad del viento.h= altura a la que se desea estimar la velocidad del viento.hh00= altura de referencia.= altura de referencia.n= valor que depende de la rugosidad del terreno.n= valor que depende de la rugosidad del terreno.
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
1111
Valores de nValores de n
Tipo de terrenon
Liso (mar,arena,nieve) 0,10-0,13
Moderadamente rugoso 0,13-0,20
Rugoso (bosques, barrios) 0,20-0,27
Muy rugoso
(ciudades, edificios altos) 0,27-0,40
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
1212
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
1313
Tipos de aerogeneradoresTipos de aerogeneradores
• Eje horizontal
• Eje vertical
Darreius
Giromill
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
1414
Aerogenerador Darreius Aerogenerador Darreius (eje vertical)(eje vertical)
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
1515
¿Cómo funciona un ¿Cómo funciona un aerogenerador de eje horizontal?aerogenerador de eje horizontal? • Componentes
TorreRotorMultiplicadorGeneradorGóndolaSistemas hidráulicoSistemas eléctricoAnemómetro y veleta
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
1616
Aerogenerador de eje horizontalAerogenerador de eje horizontal
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
1717
• Góndola• Contiene los componentes clave del aerogenerador • El personal de servicio puede entrar en la góndola desde la torre de
la turbina • A la izquierda de la góndola está el rotor del aerogenerador, es
decir, las palas y el buje
• Palas• Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje
• En un aerogenerador moderno de 1000 kW cada pala mide alrededor de 27 metros de longitud
• Buje• El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
1818
• Eje de baEje de baja velocidad• Conecta el buje del rotor al multiplicador • El eje contiene conductos del sistema hidráulico para
permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos
• Multiplicador• Permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad
• Eje de alta velocidad• Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m.
• Equipado con un freno de disco mecánico de emergencia
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
1919
GeneradorGenerador
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
2020
• Controlador electrónico
• Monitoriza las condiciones del aerogenerador y controla el mecanismo de orientación
• En caso de cualquier disfunción para el aerogenerador y llama al ordenador
• Sistema de orientación• Activado por el controlador electrónico, que vigila la dirección del viento utilizando la veleta
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
2121
TorreTorre
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
2222
Tipos de torresTipos de torres
• Torres tubulares de acero
• Torres de celosía
• Torres de mástil tensado con vientos
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
2323
VeletaVeleta
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
2424
VentajasVentajas• Es una fuente de energía segura y renovable. • No produce emisiones a la atmósfera ni genera
residuos, salvo los de la fabricación de los equipos y el aceite de los engranajes
• Se trata de instalaciones móviles, cuya desmantelación permite recuperar totalmente la zona
• Rápido tiempo de construcción (inferior a 6 meses)• Es una buena fuente de energía para sitios aislados. • Beneficio económico para los municipios afectados
(canon anual por ocupación del suelo). Recurso autóctono
• Su instalación es compatible con otros muchos usos del suelo
• Se crean puestos de trabajo
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
2525
InconvenientesInconvenientes
• Impacto visual: su instalación genera una alta modificación del paisaje
• Impacto sobre la avifauna: principalmente por el choque de las aves contra las palas, efectos desconocidos sobre modificación de los comportamientos habituales de migración y anidación
• Impacto sonoro: el roce de las palas con el aire produce un ruido constante, la casa mas cercana deberá estar al menos a 200 m. (43dB(A))
• Imposibilidad de ser zona arqueológicamente interesante
• Fuente de energía aleatoria e intermitente, resulta arriesgado depender de ella si no se cuenta con algún sistema que la acumule
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
2626
Contaminación producida por Contaminación producida por diferentes tipos de energíadiferentes tipos de energía
TECNOLOGÍA ENERGÉTTECNOLOGÍA ENERGÉTICAICA
2727
Evolución de la energía eólica en Evolución de la energía eólica en España (2003-2005)España (2003-2005)
CAHasta 2003
(MW)En 2004
(MW)%04/03
En 2005 (MW)
%05/04TOTAL a
31/12/2005 (MW)
% sobre TOTAL
Andalucía 234,63 127 54,13% 86,61 23,95% 448,24 4,47%
Aragón 1027,845 179,09 17,42% 200,2 16,59% 1407,135 14,03%
Asturias 122,24 23,77 19,45% 18 12,33% 164,01 1,64%
Baleares 0 3,65 0,00% 0 0,00% 3,65 0,04%
Canarias 123,535 5,95 4,82% 0 0,00% 129,485 1,29%
Castilla La Mancha 854,46 731,04 85,56% 432,16 27,26% 2017,66 20,12%
Castilla y León 943,62 579,55 61,42% 293,7 19,28% 1816,87 18,12%
Cataluña 86,45 7,92 9,16% 49,5 52,45% 143,87 1,43%
Comunidad Valenciana 20,49 0 0,00% 0 0,00% 20,49 0,20%
Galicia 1656,265 445,94 26,92% 267,07 12,70% 2369,275 23,63%
La Rioja 271,87 75 27,59% 61,75 17,80% 408,62 4,07%
Murcia 32,47 16,5 50,82% 6 12,25% 54,97 0,55%
Navarra 747,76 102,1 13,65% 49,5 5,82% 899,36 8,97%
País Vasco 84,77 0 0,00% 59,5 70,19% 144,27 1,44%
TOTAL 6206,405 2297,51 37,02% 1523,99 17,92% 10027,905
100%