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ENERGÍA EÓLICA Introducción O Se conoce como energía eólica al aprovechamiento por el hombre de la energía del viento . Antiguamente se utilizó para propulsar naves marinas y mover molinos de grano . Hoy se emplea sobre todo para generar energía limpia y segura. O La energía eólica es la energía cinética tomada del viento. La definición de viento es aire en movimiento. Este movimiento se produce cuando el sol calienta de manera desigual dos zonas del planeta. Así el aire de la zona más caliente se dilata y se expande hacia las áreas de aire más frío y denso (es decir menos expandido). Y de esta forma finalmente por el movimiento de las masas de aire se forma el viento. O El viento es un recurso permanente y renovable, debido a que siempre se establecerán corrientes de aire por el planeta, y a pesar de que sólo el 2% de la energía solar se convierte en viento. ¿En que consiste? O El viento mueve la hélice y, a través de un sistema mecánico de engranajes, hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico , que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica. Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados de un sofisticado sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red. O COMPONENTES DE UN AEROGENERADOR La góndola : contiene los componentes clave del aerogenerador, incluyendo el multiplicador y el generador eléctrico. Las palas del rotor : capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje 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. 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 El generador eléctrico : suele ser un generador asíncrono o de inducción O El controlador electrónico : es un ordenador que continuamente monitoriza las condiciones del aerogenerador y que controla el mecanismo de orientación. O 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. O La torre : soporta la góndola y el rotor. Tendrá una torre de 40 a 60 metros. Las torres pueden ser bien torres tubulares o torres de celosía. O El mecanismo de orientación : está activado por el controlador electrónico, que vigila la dirección del viento utilizando la veleta. O El anemómetro y la veleta: Las señales de la veleta son utilizadas por el controlador electrónico para girar el aerogenerador en contra del viento, utilizando el mecanismo de orientación. Historia de la energía eólica OEl hombre usa por primeza vez la energía del viento en Egipto, alrededor del año 3000 AC, para propulsar barcos de vela. OSe dice que Hammurabi usaba molinos de viento para irrigación en el año 2000 AC. Los primieros molinos conocidos son los de Seistan, del siglo VII. OEn el año 1400, el papa Celestino III reclama la propiedad del viento: los molinos pueden usarlo pagando una cuota. OEn 1854 Halladay introduce un molino de viento ligero, barato, que se erige como uno de los símbolos de las granjas americanas. OIn 1888 Brush construye la que se cree es la primera turbina eólica para generación eléctrica, mejorada en los años siguientes por Poul La Cour. OEl primer molino de viento de grandes dimensiones para generación de electricidad, la turbina Smith-Putnam, fue construida en Vermont en 1945. OEn el año 2005, existen generadores que producen más de 5 MW, y grandes parques (o “granjas”) eólicas instaladas en el mar (“offshore”). Diagnostico O Desde hace mucho tiempo hemos aprovechado la energía del viento -o energía eólica- en aplicaciones como el transporte con velas, la molienda de granos y el bombeo de agua, pero fue hasta hace relativamente pocos años, que se desarrolló la tecnología para transformar esta energía en electricidad a gran escala. O El proceso consiste en atrapar la energía cinética asociada al viento y transformarla en otra fuente de energía como la mecánica o la eléctrica. O Esta tecnología ha evolucionado desde finales del siglo XIX hasta alcanzar costos muy competitivos, que le han permitido posicionarse en los mercados eléctricos internacionales y complementar la oferta eléctrica mundial. O Además de las dimensiones, los principales cambios que están teniendo los generadores eólicos el día de hoy son reflejo del avance que se tiene en materiales para su fabricación y la evolución de los álabes, rotores, generadores y sistemas de control. OExisten dos técnicas principales a partir de las cuales se ha buscado transformar la energía eólica en electricidad: Oa) La primera, que utiliza una máquina generadora de eje horizontal apoyada en lo alto de una estructura, cuyo rotor está provisto con álabes o palas que le permiten capturar la energía cinética del viento. Esta es la tecnología más estudiada y utilizada en el planeta dado que permite capturar vientos de alturas superiores, donde son más ricos, y su instalación y mantenimiento presenta menos complicaciones, y Ob) La segunda, que utiliza un generador de eje vertical apoyado en el suelo con un rotor igualmente provisto de álabes que le permiten capturar la energía. OLa tecnología continúa avanzando a través del aumento en las dimensiones y eficiencia de las máquinas, pasando de las primeras que tenían una capacidad medida en decenas de kilowatts, hasta máquinas de varios Megawatts que operan al día de hoy. De igual forma, la explotación de este recurso renovable ha migrado desde las zonas con viento en tierra hacia otras más complejas como el mar abierto. Así como otras fuentes de energía renovable, la energía eólica presenta ventajas importantes para cualquier matriz energética debido a sus costos, a que no produce emisiones de gases de efecto invernadero y a que no está sujeta a la volatilidad de los precios de los combustibles. En cambio, presenta desventajas en su intermitencia, la distancia entre las zonas de viento y las redes eléctricas, la contaminación visual y auditiva que produce y el impacto que puede tener en la fauna que habita las zonas de viento o utilizan este recurso como una guía en sus migraciones anuales. O Potencial estimado En México se han identificado diferentes zonas con potencial para la explotación eólica para la generación eléctrica, como en el Istmo de Tehuantepec, en el estado de Oaxaca, La Rumorosa en el estado de Baja California, así como en los estados de Zacatecas, Hidalgo, Veracruz, Sinaloa, y en la Península de Yucatán, entre otros. La Asociación Mexicana de Energía Eólica estima que estas zonas podrían aportar hasta 10,000 MW de capacidad al parque eléctrico nacional. El mercado eólico mundial ha demostrado que esta tecnología y la industria asociada a ella pueden convertirse en una importante fuente de empleos, inversión, desarrollo tecnológico, integración industrial y creadora de nuevas empresas e infraestructura para el país, con beneficios ambientales. Acciones Cuando se trata de energía eólica y de la producción de turbina eólicas la mayor parte de esas compañías se encuentran en Europa. Esto se debe a una serie de programas patrocinados por gobiernos subsidiarios que apoyan el desarrollo y producción de fuentes alternativas de energía para ayudar a reducir la cantidad de emisiones de carbono en toda la región. Como resultado Europa tiene la mayor concentración de compañías que fabrican productos paraaprovechar la energía eólica de todo el mundo. En México En México hace 7 años únicamente se hablaba de la planta de Tehuantepec, Oaxaca, siendo que sin subsidios se ha encontrado al día de hoy en país competitivo en esta energía. En México hay más de 1,400 aerogeneradores De acuerdo con cifras del Consejo Global de Energía Eólica GWEC, México genera más energía eólica que países como Rumania, Irlanda, Japón y Corea del Sur; aunque nos falta alcanzar a naciones como China, Canadá, Estados Unidos y Alemania, por lo cual todavía hay camino que recorrer en la industria La Asociación Mexicana de Energía Eólica A.C “AMDEE” nace en 2005 para promover la generación y desarrollo de la energía eólica en México, representando a los desarrolladores de proyectos eólicos ante las autoridades, sectores económicos y la sociedad en general. Actualmente esta asociación trabaja en conjunto con el gobierno de Oaxaca incluso el mandatario estatal aseguró que en Oaxaca cuentan con una generación de 2,713 MW, lo que equivale al 90% de la energía eólica que se produce en el país, por ello, el interés de su gobierno en invertir en materia de energía eólica. Estrategias Especificas Aplicaciones De La Energía Eólica 1)Aerogeneradores: Son la forma que más se utiliza en la actualidad para obtener electricidad de la energía eólica. Estos dispositivos parecen molinos (pero de mucha mayor altura) de tres aspas blancas, las cuales son movidas por la energía cinética del viento. El movimiento de estas aspeas es transformado por un generador en energía eléctrica. Estos grandes aerogeneradores se denominan de eje horizontal y fueron creados en 1980 en Dinamarca. Por el alto costo de su construcción y tecnología, no se utilizan en viviendas individuales, sino en parques eólicos que permiten integrar la energía a redes regionales o nacionales 2)Molinos de viento: A diferencia de los aerogeneradores, los molinos no se utilizan para generar energía eléctrica sino para moler granos (como lo indica su nombre). 3.Molinos de bombeo: Se llaman “molinos” por su parecido con los molinos de viento, pero su función no es moler, sino extraer agua subterránea hacia la superficie. El movimiento de las aspas, gracias a un conjunto de engranajes, se convierte en un movimiento de vaivén que permite extraer el agua. 4.Veleros: Son embarcaciones que utilizan velas para captar la energía del viento y utilizarla para desplazarse. Fueron los primeros medios de transporte utilizados para recorrer grandes distancias. Actualmente se siguen utilizando con fines recreativos y deportivos. 5.Otros ejemplos son: Bombeo de agua y riego Acondicionamiento y refrigeración de almacenes Refrigeración de productos agrarios Secado de cosechas Calentamiento de agua Acondicionamiento de naves de cría de ganado Alumbrado y usos eléctricos diversos Ejemplos De La Energía Eólica O Un ejemplo claro de la energía eólica son los Aerogeneradores ya instalados en México la inversión de estos en parques eólicos supera 6,000 millones de dólares. O Estos son los estados que generarán más megavatios con energía eólica en 2018 •Oaxaca: 5,564 megavatios. •Tamaulipas: 1,350 megavatios. •Coahuila: 1,080 megavatios. •Nuevo León: 642 megavatios. •Jalisco: 399 megavatios •. Otro ejemplo es el Bombeo de agua Un sistema de bombeo eólico es un mecanismo de bombeo que funciona accionado por la fuerza del viento. En general son utilizados a pequeña escala, para abastecer de agua potable a comunidades rurales, o en pequeños sistemas de riego. Funcionamiento del Molino de Viento El molino de viento empieza bombear agua a una velocidad del viento de 4 m/seg. La rotación de la rueda acciona, a través de la biela y por medio de los vástagos -instalados en el interior de los tubos galvanizados -, la bomba de pistón (situada en el fondo del pozo). La bomba dispone de un pistón y un sistema de válvulas que, de forma coordinada con el movimiento transmitido por los vástagos, van impulsando el agua por el interior de los tubos hasta la superficie para desembocar en un depósito. Eficiencia Energética O La energía eólica es una fuente de energía renovable, no contamina, es inagotable y reduce el uso de combustibles fósiles, origen de las emisiones de efecto invernadero que causan el calentamiento global. O Además, la energía eólica es una energía autóctona, disponible en la práctica totalidad del planeta, lo que contribuye a reducir las importaciones energéticas y a crear riqueza y empleo de forma local. O La energía eólica no genera residuos ni contaminación del agua, un factor importantísimo teniendo en cuenta la escasez de agua. A diferencia de los combustibles fósiles y las centrales nucleares, la energía eólica tiene una de las huellas de consumo de agua más bajas, lo que la convierte en clave para la preservación de los recursos hídricos. Desventajas O • Dificultad para la planificación. Existe una dificultad intrínseca para poder planificar la energía eólica disponible con antelación. Dado que los sistemas eléctricos son operados calculando la generación con un día de antelación en vista del consumo previsto, la aleatoriedad del viento plantea serios problemas. Los últimos avances meteorológicos para la previsión del viento han mejorado mucho la situación, pero aún sigue siendo un problema. O • Plazo de desarrollo. Desde que un promotor empieza a construir un parque eólico hasta que éste inicia su vertido de energía a la red eléctrica pueden pasar 5 años. O • Variabilidad. Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas de forma instantánea -aumentando la producción de las centrales térmicas-, pues de no hacerse así se podrían producir apagones. O • Almacenamiento imposible. La energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o de lo contrario se pierde. O • Vulnerabilidad a los huecos de tensión. Uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado ‘hueco de tensión' (reducción brusca de la tensión en una fase de la red eléctrica, seguida de una vuelta a los valores normales, todo ello en milisegundos). Las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser dañados y, por tanto, provocan falta de suministro. O Demasiado viento no ayuda. Si el viento supera las especificaciones del aerogenerador, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento de altas velocidades la estructura puede resultar dañada. La producción eléctrica desciende y afecta a la planificación de producción eléctrica prevista. Slide 1 Introducción Slide 3 ¿En que consiste? Slide 5 Slide 6 Slide 7 Historia de la energía eólica Diagnostico Slide 10 Slide 11 Slide 12 Acciones En México Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Aplicaciones De La Energía Eólica Slide 22 Ejemplos De La Energía Eólica Slide 24 Eficiencia Energética Slide 26 Slide 27 Slide 28 Desventajas Slide 30 Slide 31 Slide 32
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