Proyecto Aerogenerador Grupo

7/25/2019 Proyecto Aerogenerador Grupo

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UNIVERSIDAD DE TARAPACESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERA MECNICA

ARICA CHILE

PROYECTO AEROGENERADOR EN LA LOCALIDAD DE

CAMARONES

Alumnos: Alex Moln! M"

Rom#n Ro! M"

Ro$e%&o '!%!

Arica, noviembre de 2015


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Proyecto Aerogenerador.

Contenido

Introduccin........................................................................................................ 2

Planteamiento del problema............................................................................ 2

Seleccin y estudio de la localidad rural del emplazamiento..............................3Seleccin de la comunidad rural......................................................................3

Investigacin sobre las condiciones climticas de la localidad........................3

Clculos consumo de energa elctrica del proyecto..........................................!

Potencia m"ima de consumo #$%&da'...........................................................(

)imensionamiento del banco de bateras*.......................................................(

)imensionamiento del controlador de carga...................................................+

)imensionamiento del sistema conversor de energa*....................................+

Potencia del aerogenerador para nuestro proyecto.........................................+

Seleccin e instalacin del aerogenerador.....................................................,-

Amortizacin de u/o de ca/a anteriormente e"puesto..................................,,

Anlisis del u/o de ca/a y tabla de amortizacin...........................................,2

Seleccin e instalacin del aerogenerador.....................................................,3

0l mantenimiento del aerogenerador.............................................................,1

Proceso constructivo......................................................................................... ,

Presupuesto de instalacin................................................................................,!

Perodo de retorno de la inversin.....................................................................,!

istado de materiales*....................................................................................... ,(

Conclusiones.....................................................................................................,+

Captulo ,

2 PA0 Ingeniera Civil 4ecnica


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Introduccin

Planteamiento del problema

Se requiere realizar la factibilidad de una instalacin elica para un equipo trasmisorde televisin el cual consume 700 Watts y debe estar encendido por 12 horas

adems debe soportar un consumo de 5 focos de 25 Watts tipo led durante el

periodo nocturno y eventualmente soportar un ! de 250 Watts por " horas m#imo

en cualquier momento del d$a% su ubicacin es en &amarones'

(l informe debe acompa)ar'

1'* +as caracter$sticas elica de la zona velocidades y horas apro#imadas'

2'* +a capacidad que debe poseer el ,enerador para satisfacer las necesidades

antes dichas% clculo de reas efectivas% rendimiento% etc' folletos delaero,enerador seleccionado con su respectiva cotizacin'

"'* -ia,rama en .uto&.- o vicio del circuito el/ctrico con sus correspondientes

elementos y el clculo de ellos o la razn de su eleccin todo acompa)ado de

cotizacin

Captulo 2Seleccin y estudio de la localidad rural del emplazamiento

Seleccin de la comunidad rural

(l parmetro ms si,nificativo en la eleccin de una zona para instalar un ,enerador

elico es la velocidad del viento' uenos valores para evaluar los recursos de viento

estn en torno a velocidades m$nimas de " a ms'

+a instalacin de un aero,enerador implica% por tanto% un conocimiento lo ms

amplio posible de las condiciones climatol,icas% relativas a la frecuencia e

intensidad de los vientos% los per$odos de calma% etc' .s$ como tambi/n

conocimientos topo,rficos de la zona% que permitan ele,ir una zona de instalacin%

dentro de un rea estudiada% que sea lo ms adecuada posible% tratando de evitar

cualquier cuerpo que pueda bloquear la libre circulacin del viento' 3or otro lado% el

conocimiento topo,rfico de la zona% a su vez% permite realizar interpolaciones del

comportamiento de las velocidades del viento con la altura'



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eniendo en cuenta la informacin anterior% una vez revisados los estudios ya

realizados sobre potencial elico en zonas rurales del pa$s% se esco,e la localidad de

&amarones% comuna de &amarones% 4! re,in de .rica y 3arinacota% &hile'

Su ubicacin ,eo,rfica es 1'667 S y 6' 8% a 7%5 metros de altura con

respecto al nivel del mar' Se encuentra a una distancia de 10 9m de la ciudad de.rica'

Investigacin sobre las condiciones climticas de la localidad

3ara realizar el proyecto de :&onstruccin de aero,enerador para vivienda; fue

necesario realizar al,unos anlisis de datos meteorol,icos en la localidad de

&amarones' (sto se realiz mediante el apoyo


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5igura 2 Ciclo diario

5igura 3

Se muestran los ciclos medios de velocidad de viento a 127 metros se,>n el mes del

a)o ?panel superior@ y la hora del d$a ?panel inferior@% usando todos los datos

disponibles en el per$odo de simulacin'



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5igura 8

!elocidad de viento a 127 metros se,>n la hora del d$a ?eAe vertical@ y mes del a)o'

(l color y el n>mero indican el promedio para el mes y la hora correspondiente'

5igura 1

PA0 Ingeniera Civil 4ecnica


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Bnformacin estad$stica de la reconstruccin climatol,ica= -etalle mes a mes% en

unidades de ms' (l s$mbolo v corresponde al valor de !iento promedio para la

reconstruccin y v 2010 indica el promedio mensual de simulacin con el modelo

WCD para 2010' +a variable E corresponde a la desviacin estndar de v'

5igura 5oto satelital de la localidad.

Captulo 3lculos consumo de energ!a el"ctrica del proyecto#

-ebemos determinar cul es la potencia m#ima instalada de cada equipo o

artefacto que est en la vivienda ?W@'

(n este proyecto se considerar una vivienda que est completamente

desconectada de la red el/ctrica nacional y que solo ser abastecida de electricidad

por un aero,enerador% es decir% la casa cuanta con los s,tes artefactos

electrodom/sticos=

F 1 trasmisor de televisin= 700til'

Se recomienda un re,ulador marca (4I8CJ% tomando en cuenta el voltaAe nominal

del sistema de 220 !olt'

*imensionamiento del sistema conversor de energ!a+

omando como valor medio anual del viento en la zona de apro#imadamente " ms'

(ner,$aG12%7 J


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5igura + 6iento 4edio Anual.

3ara seleccionar el dimensionamiento del aero,enerador realizamos el si,uiente

clculo=

3ot' .ero,enerador K hrs de funcionamientoG ( .ero,enerador

donde% sabemos que el consumo total de nuestro proyecto% considerando un sobre

consumo del 20H% resultando 12%7 9Wh de ener,$a'

2 9WK hrG 1 9Wh

(ner,$a diaria m#ima consumidaG 12%7 9Wh'

+ue,o% la potencia de nuestro aero,enerador seleccionado ser de 2 9W'

Seleccin e instalacin del aerogenerador

&omo el resultado del clculo anterior fue de 1 9


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de M'7"'00% con un 12H de inter/s anual a cinco a)os de plazo% siendo el

propietario el >nico inversionista'

(l aero,enerador a instalar es de 2 9W% con todos los elementos necesarios para el

almacenamiento y rectificacin de la ener,$a el/ctrica'

5igura ,- Amortizacin.

Amortizacin de u-o de ca-a anteriormente e$puesto

+a tabla de amortizacin se realiz suponiendo un inter/s del 12H anual y a un

plazo de 5 a)os'

Inter"s anual A.os Pr"stamo /alor cuota0,12 5 #3#00 1#32#03

A.o 1 2 3 5apital #3#00 #030#3 3#1#05 2#22#21 1#1#4

asa deinter"s 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12Inter"s 5#054 3#46 32#6 246#13 12#14uota 1#32#03 1#32#03 1#32#03 1#32#03 1#32#03Amortizacin 53#01 3#36 6#5 1#05#63 1#1#4

,, PA0 Ingeniera Civil 4ecnica


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Anlisis del u-o de ca-a y tabla de amortizacin

&omo se desprende de la tabla de amortizacin% el cr/dito que se adquiri se puede

devolver lue,o de 5 a)os% pa,ando una cuota anual al banco de M1'"27'072% o

una mensualidad de M110'56%"6 como se puede apreciar la cuota mensual no es de

un valor muy elevado% y adems se debe restar al valor de la cuota% el valor de la

cuenta de electricidad que se habr$a pa,ado si no e#istiera el aero,enerador'

&omo el fluAo de caAa se realiz suponiendo una vida >til del aero,enerador de diez

a)os% pero solo se necesitan cinco a)os para pa,ar el cr/dito cmodamente% se

puede deducir que el resto de los a)os que le quedan al aero,enerador de vida solo

habr ahorro de ,astos econmicos en el consumo de ener,$a del ho,ar donde se

instalar el aero,enerador'

.dems% como se sabe que el precio de la ener,$a producida por los sistemas

tradicionales de ,eneracin va a ir siempre en aumento% se puede decir que el

ahorro ser siempre mayor en el tiempo en comparacin con el costo de la ener,$atradicional'

5igura ,, Pantallazo de compra Aerogenerador.

,2 PA0 Ingeniera Civil 4ecnica


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Seleccin e instalacin del aerogenerador

&omo el resultado del clculo anterior fue de 2 9W% se opto por un aero,enerador

marca Nonhan modelo OI*2JW Wind urbine% esto es un 9it y est conformado por

las si,uientes partes=

F 1 imn de orientacin

F 1 ubo de &ola

F 1 &arcasa protectora

F 1 .lternador

F 1 uAe

F " O/lices

F 1 &ono frontal

F 1 Pue,o torniller$a

F 1 3letina fiAacin torre

F 1 &uadro control Ce,ulador'

&omo se desprende del listado anterior% solo est incluido en el 9it% el aero,enerador

desarmado% el cuadro de control con el re,ulador% que es un re,ulador de car,a que

prote,e a las bater$as del sobre car,ado y re,ula la tensin de salida% tambi/n da la

opcin de conectar un calentador de a,ua para cuando las bater$as ya se hayancar,ado pero todav$a haya suficiente viento para se,uir ,enerando ener,$a' (ste 9it

no incluye la torre y tampoco incluye el cableado del sistema el/ctrico'

5igura ,2 4arca 2?$ $ind



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abla= -atos t/cnicos del aero,enerador seleccionado

@otor )iameter #m' 3.2

4aterial and number o9 t%e blades @ein9orced ber glassB3

@ated poer&ma"imum poer 2---&2(--

@ated ind speed #m&s' (

Startup ind speed #m&s' 2.1

$orDing ind speed #m&s' 3E21

Survived ind speed#m&s' 81

@ated rotate speed#r&min' 3(-

$orDing voltage )C286&8(6&,2-6&28-6&3--6

Fenerator style ;%ree p%ase= permanent magnet

C%arging met%od Constant voltage current saving

Speed regulation met%od GaH Auto braDe

$eig%t ((Dg

;oer %eig%t #m' +

Suggested battery capacity ,26&2--A: )eep cycle battery (pcs

i9e time ,1years

5igura ,3 piezas Aerogenerador

3rincipales .plicaciones



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Lna turbina de viento% que se instala en la parte superior de una torre alta% reco,e la

ener,$a cin/tica del viento y la convierte en electricidad que es compatible con el

sistema el/ctrico de una casa'

(n una aplicacin residencial normal% un ho,ar se sirve simultneamente por la

turbina de viento y un servicio p>blico local' Si las velocidades del viento estn pordebaAo de la velocidad de corte en ?7*10 mph@ no habr salida de la turbina y toda la

potencia necesaria se compra a la utilidad' &omo las velocidades del viento

aumentan% la produccin aumenta la turbina y la cantidad de ener,$a comprada a la

utilidad se reduce proporcionalmente' &uando la turbina produce ms ener,$a que

las necesidades de la casa% la electricidad se vende a la utilidad' odo esto se hace

automticamente'

5igura ,3 piezas Aerogenerador

7l mantenimiento del aerogenerador

1' &omprobacin% limpieza y lubricacin de todas las piezas ,iratorias una vez

por a)o'

2' .ntes de la temporada de lluvia% la limpieza e#terior y pintura de ,rasa

antio#idante en la superficie de todas las piezas de cone#in fiAa una vez al a)o'

"' +ubricacin y mantenimiento del coAinete del ,enerador una vez al a)o de

funcionamiento'

' +impieza% quitar la herrumbre y la pintura de todas las partes e#puestas una

vez por cada dos a)os'



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5igura ,8 0suema de Instalacin

Proceso constructivo

5igura ,8 Carta Fantt

, PA0 Ingeniera Civil 4ecnica

B- as9 Qame -uration Start Dinish

1 Proyecto Eolico Camarones 65 days 16 November 20158:00 12 February2016 17:00

2 f irma d e con trato 1 da y 1 Qovembe r 2 015 =0 0 1 Qovembe r 2 015 17= 00

" D E!" "#$ $# %N&EN %E" %! DE D E'!$ $E 17 days 17 No vemb er 20 15 8: 00 0( De cem be r 2015 17: 00

desarrollo in,eneria basica 15 days 17 Qovember 2015 =00 07 -ecember 2015 17=00

5 in,enieria detalle obras civiles 2 days 0 -ecember 2015 =00 06 -ecember 2015 17=00

P$!N# DE C#N'")CC%*N 7 days 10 December 2015 8:00 18 December 2015 17:00

7 planos electricos 5 days 10 -ecember 2015 =00 1 -ecember 2015 17=00

planos fundaciones 2 days 17 -ecember 2015 =00 1 -ecember 2015 17=00

6 P$!N# +#N'!,E 7days 21 December 2015 8:00 2( December 2015 17:00

10 levantamiento electrico " days 21 -ecember 2015 =00 2" -ecember 2015 17=00

11 Dinalizacin 3lanos de montaAe days 2 -ecember 2015 =00 26 -ecember 2015 17=00

12 #-"! C%.%$E 10 days /0 December 2015 8:00 12 ,anuary2016 17:00

1" Bnstalacion deDaena 2 days "0 -ecember 2015 =00 "1 -ecember 2015 17=00

1 3reparacin del terreno 5 days 01 Panuary201 =00 07 Panuary201 17=00

15 despeAe del terreno " days 0 Panuary201 =00 12 Panuary201 17=00

1 Ecavacin ##CC 20 days 1/ ,anuary2016 8:00 0( February2016 17:00

17 traslado de materiales 5 days 1" Panuary201 =00 16 Panuary201 17=00

1 tendido aereo days 20 Panuary201 =00 25 Panuary201 17=00

16 tendido subterraneo days 2 Panuary201 =00 26 Panuary201 17=00

20 ereccion de torre 2 days 01 Debruary 201 =00 02 Debruary 201 17=00

21 IoldaA ey hor mi ,onado 2 days 0" D ebr uar y201 =00 0 D ebr uar y201 17=00

22 relleno 1 day 05 Debruary 201 =00 05 Debruary 201 17=00

2" erminaciones Renerales 2 days 0 Debruary 201 =00 06 Debruary 201 17=00

2 !D)%%C%*N DE E)%P# 65 days 16 November 2015 8:00 12 February2016 17:00

25 .r ti culos el /ctr icos y de cont rol * ab le ro fu er za y contr ol 7 days 1 Qovember 2015 =00 2 Qovember 2015 17=00

2 compra 9it aero,enerador 20 days 25 Qovember 2015 =00 22 -ecember 2015 17=00

27 &ompra pipin, el/ctrico 5 days 2" -ecember 2015 =00 26 -ecember 2015 17=00

2 chequeo de equipamiento 1 day "0 -ecember 2015 =00 "0 -ecember 2015 17=00

26 ransporte y(ntre,a de equipos a camarones 5 days "1 -ecember 2015 =00 0 Panuary 201 17=00

"0 IontaAe e instalacion " days 07 Panuary201 =00 11 Panuary201 17=00

0* 11 15* 11 22* 11 26* 11 0* 12 1"* 12 20* 12 27* 12 0"* 01 10* 01 17 *01 2* 01 "1* 01 07* 02 1*

Qovember -ecember Panuary Debruary


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Presupuesto de instalacin

Item *esignacionunidad cant#

P#unitario P#otal

I 78uipamiento

, regulador de carga gl , 1-.--- 1-.---

2 inversor de tensin gl , 28+.++- 28+.++-

3)isyuntor automatico21A gl , 2.(+- 2.(+-

8 )isyuntor 32A gl , 2.-+- 2.-+-

-

1 ;ablero de protecciones gl , (.8+- (.8+-

Conductor ,- A$F ;::J m2 1- 3!3 ,(.1-

! Armario metlico gl , 2--.--- 2--.---

( Conductor A$F ;::J m2 1- ,88 !.2--

+ Kateras gl ,1 ,(-.--- 2.!--.---

,-;orre aerogenerador ,-m gl , ++.++- ++.++-

,, Aerogenerador 2 D$ gl , (1-.--- (1-.---

Jeto 8.!(+.3--

I6A +-+.+!

;raslado 21-.---

;otal 1.+8+.2!

Questra instalacin sin considerar mantencin tiene un valor M 5'66'27

Per!odo de retorno de la inversin

(l cobro de distribucin estimado para nuestro proyecto% se estima considerando un

monto apro#imado mensual de M"2'120% donde al ser clculo en el a)o obtenemos

un ,asto apro#imado de M"5'0'

7nerg!a 9ase1,35

:&

Costo Apro" D$&% ,-1

Cargo 5i/o +21

Cargo unico troncal ,+

Cargo servicio comun 181

A/uste sencillo anterior 1

4enos A/uste sencillo +(

;otal a Pagar 32.,2-

,! PA0 Ingeniera Civil 4ecnica


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&omo el per$odo de retorno es de 12 a)os% se tiene un total de ahorro de 1" a)os de

M5'010'720% convirti/ndose en un proyecto viable'

Inversin ;asto anualelectricidad

a.osretorno

vida


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"' dimensionamiento de conductores

(l cableado ha de dimensionarse adecuadamente con el obAeto de minimizar las

ca$das de tensin en la instalacin' 3ara ello es necesario seleccionar el tipo decable ?tipo de aislamiento% resistencia intemperie% etc'@% su lon,itud y su seccin' +a

lon,itud del cableado depende en ,ran medida del emplazamiento de la instalacin'

Se ha de procurar minimizar las lon,itudes de cableado entre los distintos elementos

que componen la instalacin'

+a seccin de los conductores se calcula en funcin de la lon,itud de los cables y de

la corriente que circula por ellos' Se recomiendan los valores especificados a

continuacin=

&a$das de tensin m#ima entre ,enerador y re,uladorinversor= "H &a$das de

tensin m#ima entre re,ulador y bater$a= 1H

&a$das de tensin m#ima entre inversor y bater$a= 1H

&a$das de tensin m#ima entre re,ulador e inversor= 1H

&a$das de tensin m#ima entre inversorre,ulador y car,as= "H

,+ PA0 Ingeniera Civil 4ecnica


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Captulo 8

onclusiones

&uando lo,ramos dimensionar la potencia de nuestro aero,enerador ?29W@ para lalocalidad de &amarones% nos encontramos que fue dif$cil de encontrar un

aero,enerador que cumpliera con nuestras necesidades% como lo eran= velocidades

del viento y potencia' .l pasar a una potencia mayor de " 9W% era mayor el costo de

adquision del equipo y adems% las condiciones nominales de funcionamiento no

eran para las que estaban dise)ados' 3or lo que se opt finalmente% por un equipo

de procedencia &hina% ya que si lo prove$an como un 9it de partes y piezas% para

nuestro tama)o de potencia calculada'

&uando desarrollamos la parte econmica% solo se puede hablar de un beneficio en

todos los sentidos con respecto a la ,eneracin de ener,$a mediante un sistemaelico'

(conmicamente% utilizando un cr/dito normal% es decir un cr/dito bancario% ya

despu/s de cinco a)os se puede hablar de un ahorro total en el consumo de

ener,$a'

Cealizando una amortizacin del cr/dito a diez a)os% ya las cuotas del mismo se

hacen mucho ms livianas% sin tomar en cuenta los beneficios y cr/ditos estatales%

que tienen un inter/s mucho menor% que se encuentran disponibles y que a futuro

solo se puede esperar un aumento en la disponibilidad de ellos debido al incentivo

para utilizar ener,$as renovables'

.

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