313193119-Principios-Energia-Eolica

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Energía EólicaEnergía Eólica
Mercedes Villa Achupallas
Energía eólica:
• Aprovecha la energía cinética del viento, conviertiéndola 
en energía eléctrica o mecánica. 
 
• Es energía limpia, sin emisión de gases de efecto
invernadero
Industria energética con mayor ritmo
de crecimiento en la última década.
v Todas las fuentes de energía renovables (excepto la
maremotriz y la geotérmica), incluyendo la energía
de los combustibles fósiles, provienen, en último
término, del sol. La Tierra recibe 1,74 x 1014 kW de
potencia del sol.
v Alrededor de un 1 a un 2% de la energía
proveniente del sol es convertida en energía eólica.
Esto supone una energía alrededor de 50 a 100
veces superior a la convertida en biomasa por todas
las plantas de la tierra.
v El viento se origina por la diferencia de temperatura
entre la tierra y el mar y la rotación del planeta.
Origen del viento
• Desigual calentamiento de la tierra (también causa de vientos a menor escala)
Las regiones alrededor del ecuador, a 0° de latitud, son calentadas por el sol más que las zonas del 
resto del globo. Estas áreas calientes están indicadas en colores cálidos, rojo, naranja y amarillo, en 
esta imagen de rayos infrarrojos de la superficie del mar (tomada de un satélite de la NASA, NOAA-
7, en julio de 1984). 
El aire caliente es más ligero que el aire frío, por lo que subirá hasta alcanzar una altura aproximada 
de 10 km y se extenderá hacia el norte y hacia el sur. Si el globo no rotase, el aire simplemente 
llegaría al Polo Norte y al Polo Sur, para posteriormente descender y volver al ecuador. Veamos los 
efectos de la rotación de La Tierra … 
Causas del Viento en la superficie terrestre
Calentamiento diferencial y convección
• La convección es definida como el transporte de calor de un lugar a otro por medio del traslado
de partículas de aire. Cuando dos superficies son calentadas en diferente forma, las mismas
transmiten, a su vez en forma diferente, ese calor al aire que se encuentra sobre las mismas. El
aire más caliente es menos denso por su expansión, mientras que las fuerzas gravitacionales
actúan de forma tal que el aire frío tiende a descender, el aire caliente a ascender y se produce
entre ambos una circulación (Viento)
Fuerza de Coriolis
• Una vez puesto en movimiento el aire, como nos encontramos sobre
una esfera rotante (la Tierra), se produce un desvío inercial del
viento hacia la izquierda en el Hemisferio Sur y hacia la derecha en el
Hemisferio Norte.
• Esta fuerza tiende a crear una concentración de aire hacia la
izquierda del movimiento (Hemisferio Sur) y una depresión hacia la
derecha.
• Esta condición no se cumple en los niveles superficiales de la atmósfera donde, por efecto de la
fricción, se produce, a su vez, una desviación del viento hacia las bajas presiones, tanto mayor
cuanto mayor sea la rugosidad del terreno y tanto menor sea la latitud ya que en regiones
tropicales hay un debilitamiento de la fuerza de Coriolis.
• Como esta fuerza es proporcional a la velocidad angular de rotación de la Tierra, es máxima en
los polos y mínima en el ecuador.
Velocidad del Viento
• La dirección del viento se asigna de acuerdo con el lado
de donde sopla. Es de dirección Oeste si la corriente de
aire viene del Oeste.
• La velocidad del viento se determina con los
anemómetros.
• Para obtener las magnitudes fundamentales necesarias
para el dimensionamiento de un equipo, se emplean
anemómetros acoplados a aparatos registradores con el
objeto de tener la variación de la intensidad del viento en
función del tiempo.
En este apartado
vemos primero
(aquí abajo) la
clasificación
convencional del
viento en función
de su velocidad
(español e
inglés) .
1 m/s = 3,6 km/h = 2,237 millas/h = 1,944 nudos 
1 nudo = 1 milla náutica/h = 1,125 millas/h = 1,852 km/h = 0,5144 m/s 
Clasificación 
del Viento
Historia:
• Hace mas de 3000 años AC se usaba el viento para la navegación de barcos. 
• Molienda de granos en graneros, 200 años AC. 
• En la edad media se usaban molinos para mover maquinaria de la industria
textil, metalúrgica, etc. 
Máquinas eólicas:
• Generación de electricidad: Aerogeneradores 
 
 
 
 
• Bombeo de agua: Molinos 
 
Molinos:
• Se los conoce como aerobombas o molino
multipalas.
• Tiene de 12 a 16 palas, funciona a bajas
velocidades.
• Al girar activa una bomba para:
üExtraer agua del subsuelo.
üMoler granos
Aerogeneradores
• Estan diseñados para producir electricidad.
• Tienen pocas palas (1-6 palas) para mejorar la eficiencia
en la transformación de la energía del viento. 
Aerogeneradores:
Turbina eólica de Brush en 
Cleveland
(12 kW, 17 metros)
Poul la Cour (1846-1908) Turbinas F.L. Smidth
En 1888 Brush construyó la que hoy 
se cree fue la primera turbina eólica 
de funcionamiento automático para 
generación de electricidad 
(aerogenerador). Tenía un diámetro 
de rotor de 17 m y 144 palas 
fabricadas en madera de cedro 
En 1918 unas 120 empresas 
públicas locales tenían un 
aerogenerador, generalmente del 
tamaño de 20m y generó 35 kW. 
Las tripla incorporaban un 
generador asíncrono de generación 
de electricidad.
Aerogeneradores:
El aerogenerador Gedser (200 kW, 24 
m)
Aerogenerador Bonus 30 kW Aerogeneradores Nordtank 55 kW 
La turbina tripala con rotor a 
barlovento, con orientación 
electromecánica y un generador 
asíncrono fue un diseño pionero de 
los modernos aerogeneradores.
La máquina Bonus 30 kW, fabricada 
desde 1980, es un ejemplo de uno 
de los primeros modelos de los 
fabricantes actuales. 
La generación de aerogeneradores 
de 55 kW que fueron desarrollados 
en 1980-1981 supuso la ruptura 
industrial y tecnológica para los 
modernos aerogeneradores. 
* El diámetro de rotor es el diámetro del área
circular barrida por las palas
Relación entre la potencia nominal y el 
diámetro de rotor en una turbina eólica
moderna típica
Evolución del tamaño de los aerogeneradores
Observaciones al aprovechamiento de la EE
Impacto ambiental de la EE
vEl ruido es pequeño: puede mantenerse una
conversación sin esfuerzo en la base de un
aerogenerador.
vImpacto visual y uso del suelo, los parques eólicos, 
emplean el 2% de la tierra y el 98% restante puede
utilizarse para pastos, carreteras, industria.
vMortalidad de aves es menor que la producida por
líneas de corriente, casas o coches.
CENTRAL EÓLICA VILLONACO
Ing. Enith Carrión Q.
JEFE DE CENTRAL EÓLICA VILLONACO
CELEC EP GENSUR
UBICACIÓN DE LA CENTRAL
CIUDAD DE LOJA
LUGAR DE EMPLAZAMIENTO
CENTRAL EÓLICA VILLONACO
PROVINCIA DE LOJA
ENERGÍA EÓLICA
! La energía eólica es una forma indirecta de energía solar. 
Las diferencias de temperatura conllevan la circulación de aire 
CARACTERISTICAS DE LA CENTRAL EÓLICA 
VILLONACO
11 Aerogeneradores 1500 kW
• Velocidad de viento 
promedio anual
12.4 m/s
• Factor de planta 41.6 %
• Generación de Energía 
garantizada anual.
59.57 GWh/año
• 2 Circuitos de 
Interconexión 
subterránea
Grupo1 (A1 – A6)
Grupo2 (A7 – A11)
• Línea de 
Subtransmisión
0,8 km a 34,5kV
3,8 km a 69 kV
CARACTERISTICAS DE LOS 
AEROGENERADORES
MODELO GW70/1500
TIPO DE TECNOLOGÍA DIRECT – DRIVE ( SIN CAJA MULTIPLICADORA)
ALTURA DE LA TORRE 65 m
DIÁMETRO DEL ROTOR 70 m
LONGITUD DE PALAS 34 m
CERTIFICACIÓN IEC CLASE S (ESPECIALES PARA LASCONDICIONES DE LA CENTRAL VILLONACO)
VELOCIDAD MIN. DE 
ARRANQUE
3 m/s
VELOCIDAD MAX. DE 
PARADA
25 m/s
TIPO DE GENERADOR Síncrono Multipolo – Imanes Permanentes
65 m
34 m
RECURSO EÓLICO VILLONACO
ROSA DE VIENTOS
VARIABILIDAD DEL VIENTO
CURVA DE POTENCIA DEL AEROGENERADOR
Valores Nominales
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 5 10 15 20 25 30
P
ow
er
 O
u
tp
u
t 
(k
W
)
Wind Speed (m/s)
Valores Iniciales
3 m/s
Valores Salida
Valores 
Supervivencia
APORTE DE LA CENTRAL EÓLICA 
VILLONACO 
30.00%
Aporte de la Central Eólica Villonaco al 
área de concesión de la EERSSA 
(Loja, Zamora, Cantón Gualaquiza)
EERSSA VILLONACO
DEMANDA DE 
LA EERSSA
55 MW
45.83%
Aportede la Central Eólica Villonaco 
a la PROVINCIA de Loja
EERSSA VILLONACO
DEMANDA 
PROVINCIA DE 
LOJA
36 MW
BENEFICIOS
Reducción de emisiones: 
35.929 tonCO2 / año
Reducción Combustible Diésel
4’494.988 gal/año 
74.64 GWh
PRODUCCIÓN 
ACUMULADA 
42.000 hogares ecuatorianos
Costo equivalente de reducción
de combustible diésel
13’260.216 USD.$/año
SCADA VILLONACO
GRACIAS