energia eolica
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proyecto de implementación de energía alternativaTRANSCRIPT
MINISTERIO DE EDUCACIÓN
CARRERA DE INGENIERIA DEL PETROLEOY GAS NATURAL - IPGN
“IMPLEMENTACION DE UNSISTEMA DE ENERGIA EOLICA LA SERRANIA DE SAN PABLO DE
LIPEZ (POTOSÍ)”
MATERIA: TALLER DE GRADO II
DOCENTE: ING. FRANZ G. ZENTENO CALLAHUARA
PRESENTADO POR: DARWIN FLORES MEJIA
I. ANTECEDENTES
En el presente trabajo explicara de forma clara que es la energía eólica su uso y
aplicaciones. El viento es energía en movimiento. El ser humano ha utilizado esta energía en
diversas formas a lo largo de la historia. Barcos a vela, molinos, extracción de agua de pozos
subterráneos.
Desde la antigüedad, la energía eólica fue aprovechada para mover barcos impulsados por
velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos, al mover sus aspas.
En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En éstos, la energía
eólica mueve una turbina y mediante un sistema mecánico hace girar el rotor de un
generador que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, las
turbinas eólicas suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos, sin
embargo también se usan aerogeneradores de baja potencia (0,25 – 20 kW), los cuáles son
a veces la opción más económica para el suministro de electricidad en viviendas
individuales.
La energia 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 energia cinética puede transformarse en energia
útil tanto mecánica como eléctrica.
II. UBICACIÓN DEL PROYECTO
El proyecto se llevara a cabo en Serranía de San Pablo de Lipez (Potosí)
Latitud: -21.68333
Longitud: -66.63333
Altura: 4195
Vientos: oscilan entre 7 y 11 m/s
Fuente: google earth
III. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA
El problema nace viendo la necesidad de implementar un sistema de energia alternativa para
abastecer a la población de San Pablo de Lipez. Para así aprovechar de una energía limpia.
IV. JUSTIFICACION
Este proyecto surge de la necesidad de abordar el tema de implementar energías
alternativas de una manera más comprometida con el medio ambiente por parte de los
estudiantes. Pretende acercar a los estudiantes y la población de San Pablo de Lipez al
mundo de la tecnología donde no solo vivenciaran la producción o confección de un objeto
tecnológico, sino que ademas disfrutaran de la energia limpia, no contaminante y renovable,
como es el caso de la energía eólica, para abastecer de energia a todos los rincones de la
región.
V. OBJETIVOS
5.1. Objetivo General
El objetivo del presente proyecto es dar a conocer la energía eólica, sus ventajas y
desventajas, beneficios medioambientales y aplicaciones. Como así también realizar un
estudio de factibilidad para la implementación de una planta de energia eólica en la zona
altiplánica del departamento de Potosí en San Pablo de Lipez.
5.2. Objetivos Específicos
Investigar y profundizar conocimientos sobre energia eólica
Realizar un diagnóstico de la región de San Pablo de Lipez
Realizar un estudio meteorológico en San Pablo de Lipez
Determinar el consumo de energia eléctrica en la región de San Pablo de Lipez
Analizar costo y presupuesto para la implementación de la planta de energia eólica.
VI. COMPONENTES
a) La energía eólica
Es la energía que posee el viento y que puede ser aprovechada directamente o ser
transformada a otros tipos de energia, como a energía eléctrica.
El primer uso que se conoce del aprovechamiento del viento data del año 3.000 a.C. con los
primeros barcos veleros egipcios. Unos milenios más tarde surgirán los primeros molinos de
viento que permitirán moler grano o bombear agua.
Hoy en día puede producirse electricidad con gran eficiencia, gracias a aerogeneradores de
grandes dimensiones, también denominados turbinas de viento.
Un aerogenerador está formado por un conjunto de aspas (normalmente tres) conectadas a
un rotor que, mediante un sistema de engranajes, está conectado a un generador eléctrico.
Toda esta maquinaria (turbina de viento) se coloca a la cima de un mástil o torre donde hay
más influencia del viento.
La longitud de las aspas definirá el diámetro del área de barrido de las mismas y, cuanto
mayor sea esta área, mayor será la potencia que puede generar un aerogenerador.
Podemos encontrar desde pequeños aerogeneradores de 400 W y 1m aproximadamente de
diámetro de aspas, hasta inmensos aerogeneradores de los grandes parques eólicos de
2.500 kW y 80 m de diámetro de aspas.
Para pequeñas instalaciones de uso doméstico o agrario los aerogeneradores más útiles y
asequibles son los que tienen un diámetro de barrido de 1 a 5 m, capaces de generar de 400
W a 3,2 kW.
Presentan la ventaja, además, que pueden arrancar a una velocidad de viento más baja que
los de mayor tamaño, pudiendo aprovechar vientos más lentos (como brisas marinas o
vientos de montaña) y producir más cantidad de energia.
Necesitan una velocidad del viento mínima de 11 km/h para arrancar (frente a los 19 km/h de
los más grandes), consiguen su máximo rendimiento a los 45 km/h y se paran con vientos de
más de 100 km/h para evitar daños, desgastes o sobrecalentamiento en su mecanismo.
Para conseguir un buen rendimiento es necesario que la ubicación de los aerogeneradores
esté en una región muy ventosa, con viento la mayoría de días del año y con una velocidad
media anual superior a los 13 km/h.
b) Componentes de un aerogenerador
La góndola.- Contiene los componentes clave del aerogenerador, incluyendo el
multiplicador y el generador eléctrico. El personal de servicio puede entrar en la góndola
desde la torre de la turbina. A la izquierda de la góndola tenemos el rotor del aerogenerador,
es decir las palas y el buje.
Las palas del rotor.- Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje. En un
aerogenerador moderno de 600 kW cada pala mide alrededor de 20 metros de longitud y su
diseño es muy parecido al del ala de un avión.
El buje.- El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador.
El eje de baja velocidad.- Conecta el buje del rotor al multiplicador. En un
aerogenerador moderno de 600 kW el rotor gira muy lento, a unas 19 a 30 revoluciones por
minuto (r.p.m.) El eje contiene conductos del sistema hidráulico para permitir el
funcionamiento de los frenos aerodinámicos.
El multiplicador.- Tiene a su izquierda el eje de baja velocidad. Permite que el eje de
alta velocidad que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad.
El eje de alta velocidad.- Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m. lo que permite el
funcionamiento del generador eléctrico. Está equipado con un freno de disco mecánico de
emergencia. El freno mecánico se utiliza en caso de fallo del freno aerodinámico, o durante
las labores de mantenimiento de la turbina.
El generador eléctrico.- Suele ser un generador asíncrono o de inducción. En los
aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar entre 500 y 1.500 kW.
El controlador electrónico.- Es un ordenador que continuamente monitoriza las
condiciones del aerogenerador y que controla el mecanismo de orientación. En caso de
cualquier disfunción (por ejemplo, un sobrecalentamiento en el multiplicador o en el
generador), automáticamente para el aerogenerador y llama al ordenador del operario
encargado de la turbina a través de un enlace telefónico mediante modem.
La unidad de refrigeración.- Contiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar el
generador eléctrico. Además contiene una unidad refrigerante por aceite empleada para
enfriar el aceite del multiplicador. Algunas turbinas tienen generadores refrigerados por agua.
La torre.- Soporta la góndola y el rotor. Generalmente es una ventaja disponer de
una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta conforme nos alejamos del nivel del
suelo. Una turbina moderna de 600 kW tendrá una torre de 40 a 60 metros (la altura de un
edificio de 13 a 20 plantas).
Las torres pueden ser bien torres tubulares (como la mostrada en el dibujo) o torres de
celosia. Las torres tubulares son más seguras para el personal de mantenimiento de las
turbinas ya que pueden usar una escalera interior para acceder a la parte superior de la
turbina. La principal ventaja de las torres de celosia es que son más baratas.
El mecanismo de orientación.- Está activado por el controlador electrónico, que
vigila la dirección del viento utilizando la veleta.
El dibujo muestra la orientación de la turbina. Normalmente, la turbina sólo se orientará unos
pocos grados cada vez, cuando el viento cambia de dirección.
El anemómetro y la veleta.- Las señales electrónicas del anemómetro son utilizadas
por el controlador electrónico del aerogenerador para conectarlo cuando el viento alcanza
aproximadamente 5 m/S. El ordenador parará el aerogenerador automáticamente si la
velocidad del viento excede de 25 m/s, con el fin de proteger a la turbina y sus alrededores.
Las señales de la veleta son utilizadas por el controlador electrónico para girar el
aerogenerador en contra del viento, utilizando el mecanismo de orientación.
VII. RESULTADOS ESPERADOS
Esperamos que haya la factibilidad adecuada y óptima para la implementación de la planta
de energia eólica para abastecer y satisfacer de esta energia alternativa limpia a la población
y zonas aledañas.
VIII. ANEXOS