Energía eólica

Energías renovables o alternativas. Aerogeneradores. Energía viento. Máquinas eólicas. Aprovechamiento en Chile

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  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 15 páginas
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Fundación Educacional El Salvador

Departamento de Ciencias

Energía eólica

Asignatura: Física

Profesor:

Alumnos:

Curso: 3ºE mt

INDICE

  • PORTADA

  • INDICE Pág. 2

  • INTRODUCCION Pág. 3

  • OBJETIVOS Pág. 4

  • DEFINICIONES Pág. 5

  • DESARROLLO DEL TEMA Pág. 6

  • Las nuevas maquina eólicas Pág. 6

  • Producción Pág. 8

  • Ventajas de la energía eólica Pág. 10

  • Desventajas de la energía eólica Pág. 12

  • APLICACION EN CHILE DE LA ENERGIA EOLICA Pág. 13

  • CONCLUSION Pág. 14

  • BIBLIOGRAFIA Pág. 15

I. INTRODUCCION

"Eólica" viene de Eolo, dios griego del viento. El viento es energía en movimiento. El ser humano ha utilizado esta energía de diversas maneras a lo largo de su historia: barcos a vela, molinos, extracción de agua de pozos subterráneos.

En la actualidad, el viento se usa también para producir electricidad. Al soplar, el viento mueve las aspas de un molino. Esta energía cinética se transforma, mediante un generador, en energía eléctrica.

En algunos países, como Dinamarca y Alemania, existen granjas eólicas, en las que cientos de molinos son impulsados por el viento, produciéndose electricidad suficiente para alimentar ciudades completas.

La energía eólica se considera una forma indirecta de energía solar, puesto que el sol, al calentar las masas de aire, produce un incremento de la presión atmosférica y con ello el desplazamiento de estas masas a zonas de menor presión. Así se da origen a los vientos como un resultado de este movimiento, cuya energía cinética puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica.

La energía eólica, transformada en energía mecánica ha sido históricamente aprovechada, pero su uso para la generación de energía eléctrica es más reciente, existiendo aplicaciones de mayor escala desde mediados de la década del 70 en respuesta a la crisis del petróleo y a los impactos ambientales derivados del uso de combustibles fósiles.

II. OBJETIVOS

  • General

El objetivo del trabajo es para nosotros investigar y dar a conocer la energía eólica, tanto sus ventajas como sus desventajas, beneficios medioambientales, aplicaciones y sus diferencias con las demás energías. Así como también, la forma en donde puede ser utilizada este tipo de energía en nuestro territorio y en el resto del mundo.

III. DEFINICIONES

  • Las Aspas: El aire pasa sobre la parte superior del aspa más rápido que sobre las parte inferior. La velocidad más alta sobre el aspa provoca un ascenso o tirón hacia arriba que la hace girar sobre el eje que conecta al generador. Este principio es el que mantiene las aves y aeroplanos en vuelo.

  • Un generador de Electricidad: El movimiento rotacional se transfiere directamente a través del eje al generador, de esta forma se induce una corriente eléctrica.

  • Torre de soporte: Es una estructura en la cual van montadas las aspas y generador de electricidad.

  • Energía Eólica: Es la energía que podemos obtener de la fuerza del viento.

  • Cables de tensión: Son cables que sirven de soporte para sostener la torre y no sea derribada por el viento.

IV. DESARROLLO DEL TEMA

Para producir energía eléctrica a partir del viento se requiere un generador eólico. Se fundamenta en el mismo principio que los molinos de viento. Consiste en una turbina eólica cuya energía es proporcional al cubo de la velocidad del viento. Por lo tanto, sólo es de interés cuando el viento es suficientemente fuerte (más de 20 km./hora) y sopla con regularidad. Existen diversos aparatos con diseños y tamaños adecuados para las diferentes necesidades. Algunos son con eje vertical. La mayor parte de los generadores con eje vertical se han empleado para bombera agua y otro tipo de trabajos mecánicos. Los generadores con eje horizontal son los más conocidos.

  • Las nuevas máquinas eólicas

Los avances en la aerodinámica han incrementado el rendimiento de los aerogeneradores del 10 hasta el 45%. En buenos emplazamientos, con vientos medios anuales superiores a los 5 m/s a 10 metros de altura, se consiguen producciones eléctricas anuales por metro cuadrado de área barrida superiores a los 1.000 kW/h. El tamaño medio de los grandes aerogeneradores es de 600-1.300 kW con rotores de 40 metros de diámetro.

Los futuros desarrollos tecnológicos buscan la reducción de costos mediante la elección de conceptos simplificados como, por ejemplo, el uso de trenes de potencia modulares, diseños sin caja de multiplicación, sistemas de comunicación pasivos y con orientación libre. Los desarrollos inciden también en la reducción de cargas y desgastes mecánicos mediante articulaciones y sistemas de velocidad variable, con control de par, reduciendo las fluctuaciones y mejorando la sincronización a la red. Todo esto se traducirá en trenes de potencia más ligeros y baratos.

Hace pocos años los prototipos instalados tenían una potencia de 1.500 Kw., en el año 2001 son los mas vendidos, ahora se proyectan máquinas de 2.500 y 3.000 Kw., incluso de 5.000 Kw.

Los generadores sincronos parecen haber llegado a su fin, hoy se habla de generadores doblemente inducidos y velocidad variable, también se estudian generadores de imanes permanentes multipolares y con rotores conectados directamente al rotor.

Los nuevos diseños buscan, asimismo, la reducción del impacto visual y la disminución del ruido aerodinámico.

  • Producción

Actualmente la energía eólica se aprovecha de dos formas bien diferenciadas:

Por una parte se utilizan para sacar agua de los pozos un tipo de eólicas llamados aerobombas, actualmente hay un modelo de máquinas muy generalizado, los molinos multipala del tipo americano. Directamente a través de la energía mecánica o por medio de bombas estos molinos extraen el agua de los pozos sin mas ayuda que la del viento.

Por otra, están ese tipo de eólicas que levan unidas un generador eléctrico y producen corriente cuando sopla el viento, reciben entonces el nombre de aerogeneradores.

Los aerogeneradores pueden producir energía eléctrica de dos formas:

  • Las aplicaciones aisladas por medio de pequeña o mediana potencia se utilizan para usos domésticos o agrícolas (iluminación, pequeños electrodomésticos, bombeo, irrigación, etc.), Incluso en instalaciones Industriales para desalación, repetidores aislados de telefonía, TV, instalaciones turísticas y deportivas, etc. En caso de estar condicionados por un horario o una continuidad se precisa introducir sistemas de baterías de acumulación o combinaciones con otro tipo de generadores eléctricos (grupos diesel, placas solares fotovoltaicas, centrales mini hidráulicas)

También se utilizan aerogeneradores de gran potencia en instalaciones aisladas para usos específicos; Desalinización de agua marina, producción de hidrógeno, etc.

  • La conexión directa a la red viene representada por la utilización de aerogeneradores de potencias grandes (mas de 10 ó 100 KW). Aunque en determinados casos y gracias al apoyo de los estados a las energías renovables, es factible la conexión de modelos mas pequeños, siempre teniendo en cuenta los costes de enganche a la red (equipos y permisos). La mayor rentabilidad se obtiene a través de agrupaciones de máquinas potencia conectadas entre si y que vierten su energía conjuntamente a la red eléctrica. Dichos sistemas se denominan parques eólicos.

  • VENTAJAS DE LA ENERGIA EOLICA

La energía eólica no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático. Es una tecnología de aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto.

Es una de las fuentes más baratas, puede competir e rentabilidad con otras fuentes energéticas tradicionales como las centrales térmicas de carbón (considerado tradicionalmente como el combustible más barato), las centrales de combustible e incluso con la energía nuclear, si se consideran los costes de reparar los daños medioambientales.

El generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión o una etapa de transformación térmica supone, desde el punto de vista medioambiental, un procedimiento muy favorable por ser limpio, exento de problemas de contaminación, etc. Se suprimen radicalmente los impactos originados por los combustibles durante su extracción, transformación, transporte y combustión, lo que beneficia la atmósfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetación, etc.

Evita la contaminación que conlleva el transporte de los combustibles; gas, petróleo, gasoil, carbón. Reduce el intenso tráfico marítimo y terrestre cerca de las centrales. Suprime los riesgos de accidentes durante estos transportes: desastres con petroleros (traslados de residuos nucleares, etc). No hace necesaria la instalación de líneas de abastecimiento: Canalizaciones a las refinerías o las centrales de gas.

La utilización de la energía eólica para la generación de electricidad presenta nula incidencia sobre las características fisicoquímicas del suelo o su erosión, ya que no se produce ningún contaminante que incida sobre este medio, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierras.

Al contrario de lo que puede ocurrir con las energías convencionales, la energía eólica no produce ningún tipo de alteración sobre los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos. La generación de electricidad a partir del viento no produce gases tóxicos, ni contribuye al efecto invernadero, ni destruye la capa de ozono, tampoco crea lluvia ácida. No origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes. Cada KW/H de electricidad generada por energía eólica en lugar de carbón, evita:

0,60 Kg. de CO2, dióxido de carbono

1,33 gr. de SO2, dióxido de azufre

1,67 gr. de NOx, óxido de nitrógeno

 

La electricidad producida por un aerogenerador evita que se quemen diariamente miles de litros de petróleo en las centrales térmicas. Ese mismo generador produce idéntica cantidad de energía que la obtenida por quemar diariamente 1.000 Kg. de petróleo. Al no quemarse esos Kg. de carbón, se evita la emisión de 4.109 Kg. de CO2 , lográndose un efecto similar al producido por 200 árboles. Se impide la emisión de 66 Kg. de dióxido de azufre -SO2- y de 10 Kg. de óxido de nitrógeno -NOx- principales causantes de la lluvia ácida.

La energía eólica es independiente de cualquier política o relación comercial, se obtiene en forma mecánica y por tanto es directamente utilizable. En cuanto a su transformación en electricidad, esta se realiza con un rendimiento excelente y no a través de aparatos termodinámicos con un rendimiento de Carnot (de energía) siempre pequeño. Al finalizar la vida útil de la instalación, el desmantelamiento no deja huellas.

Un Campo de 10 MW:

Evita

28.480 Tn. Al año de CO2

Sustituye

2.447 toneladas equivalentes de petróleo

Aporta

Trabajo a 130 personas al año apróx. Durante el diseño y la construcción

Proporciona

Industria y desarrollo de tecnología

Genera

Energía eléctrica para 11.000 familias apróx.

  • DESVENTAJAS DE LA ENERGIA EOLICA

El aire al ser un fluido de pequeño peso específico, implica fabricar máquinas grandes y en consecuencia caras. Su altura puede igualar a la de un edificio de diez o más plantas, en tanto que la envergadura total de sus aspas alcanza la veintena de metros, lo cual encarece su producción.

 

Desde el punto de vista estético, la energía eólica produce un impacto visual inevitable, ya que por sus características precisa unos emplazamientos que normalmente resultan ser los que más evidencian la presencia de las máquinas (cerros, colinas, litoral). En este sentido, la implantación de la energía eólica a gran escala, puede producir una alteración clara sobre el paisaje, que deberá ser evaluada en función de la situación previa existente en cada localización.

Un impacto negativo es el ruido producido por el giro del rotor, pero su efecto no es mas acusado que el generado por una instalación de tipo industrial de similar entidad, y siempre que estemos muy próximos a los molinos.

También ha de tenerse especial cuidado a la hora de seleccionar un parque si en las inmediaciones habitan aves, por el riesgo mortandad al impactar con las palas, aunque existen soluciones al respecto como pintar en colores llamativos las palas, situar los molinos adecuadamente dejando “pasillos” a las aves, e incluso en casos extremos hacer un seguimiento de las aves por radar llegando a parar las turbinas para evitar las colisiones.

V. APLICACION EN CHILE DE LA ENERGIA EOLICA

Energía eólica

  Sistema eólico en Villa
   Las Araucarias, IX
a Región

La Comisión Nacional de Energía ha llevado a cabo diversas iniciativas destinadas a promover el uso de la energía eólica en el país, en particular su uso para el abastecimiento de energía eléctrica en zonas rurales.

Estas actividades han estado orientadas a evaluación de los recursos disponibles en algunas zonas del país, y a la ejecución de proyectos pilotos demostrativos utilizando esta tecnología. Entre estas actividades se encuentran:

  • Elaboración de un mapa eólico de la Xª Región, permite evaluar la disponibilidad de uso de este recurso en estas zonas. Este mapa ha permitido elaborar una cartera de proyectos híbridos Eólico - Diesel para abastecer a más de 3.100 familias distribuidas en 31 islas del Archipiélago de Chiloé, Xª Región.

  • Proyecto demostrativo en tres localidades rurales de la IXª región, Puaucho, Isla Nahuehuapi y Villa Las Araucarias, orientado a suministrar energía eléctrica a cerca de 26 familias rurales, tres escuelas, dos postas rurales y una iglesia. Todos los sistemas están compuestos por generadores eólicos, sistema de baterías, grupo generador bencinero de respaldo y red de distribución en 220 Volts.

  • Proyectos demostrativos de Isla Tac y Bahía San Pedro, Xª Región, actualmente en construcción.

VI. CONCLUSION

En conclusión, podemos decir que la ocupación de la energía eólica en diferentes partes del globo, está siendo utilizada como alternativa energética, ya que esta energía es una de las que menos contamina, no daña la capa de ozono, no destruye el suelo ni contamina el aire. La producción de este tipo de energía se puede obtener mediante varios mecanismos en combinación con otros de variados tipos. Pero emite otro tipo de contaminación como la acústica, además de la alteración del paisaje natural.

En general, es muy utilizada en algunos países industrializado de Europa, Argentina y los Estados Unidos. En nuestro país la inclusión de nuevas tecnologías ha permitido generar plantas pilotos de producción de energía eólica, debido ha que está en un periodo de investigación donde no se ha llevado a cabo la obtención de esta energía a mayor escala.

Los beneficios de este tipo de energía, son ha nuestro entender, es que nos proporciona energía de una manera mas económica, limpia e inagotable, ha diferencia de otras fuentes que nos pueden proporcionar energía como por ejemplo el petróleo que es mas caro, contaminante y es un recurso no renovable.

VII. BIBLIOGRAFIA

La bibliografía utilizada en este trabajo, fue recopilación de información a través de Internet, siendo las páginas web más recurridas, las siguientes:

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