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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE EMULADOR DE UNA TURBINA EOLICA MEDIANTE EL ACOPLE DE 
UN MOTOR Y GENERADOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
David Felipe Bajonero Sandoval 
Jeyson Eduardo Sanabria Vargas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad Distrital Francisco José de Caldas 
Facultad de Ingeniería 
 Proyecto Curricular Ingeniería Eléctrica 
Bogotá D.C., Colombia 
2016 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE EMULADOR DE UNA TURBINA EOLICA MEDIANTE EL ACOPPLE DE 
UN MOTOR Y GENERADOR 
 
 
 
 
 
 
David Felipe Bajonero Sandoval 
Jeyson Eduardo Sanabria Vargas 
 
 
 
 
 
Proyecto de grado presentado como requisito parcial para optar al título de: 
Ingeniero Eléctrico 
 
 
 
 
 
 
Director: 
Ing. César Leonardo Trujillo Rodríguez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Universidad Distrital Francisco José de Caldas 
Facultad de Ingeniería 
 Proyecto Curricular Ingeniería Eléctrica 
Bogotá D.C., Colombia 
2016
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La imaginación es más importante que el conocimiento. 
Albert Einstein 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecimientos 
 
Quiero dar gracias a Dios y a María Auxiliadora, todo lo ha hecho ella. 
A la Universidad Distrital Francisco José de Caldas y a nuestro director el profesor 
Cesar Trujillo, quien nos confió este proyecto cuando nadie más creyó en nosotros. 
A mis padres, Janeth Sandoval y Marco David Bajonero por su dedicación y ejemplo de 
trabajo duro y honesto. A mis abuelos, pues su educación y valores han sido vitales 
para mi vida. A mi hermana Lina, por su consejo constante y compañía en tantos 
momentos difíciles. 
A María Camila Cuellar por su apoyo en esta difícil etapa y por ser parte de mi proyecto de 
vida. A Carlos Martínez y Martha Sandoval, por su ayuda y compañía en este 
proceso. 
A Diego Aragón, por su tiempo y paciencia y a todas esas personas que estuvieron 
presentes en mi formación personal y académica, ya que influyeron en mi vida, 
ayudándome a ser mejor persona y a nunca desfallecer. Gracias por su cariño, 
amistad y confianza. A Jeyson Sanabria, por haberme acompañado en este 
proyecto. 
David Felipe Bajonero 
Durante cada etapa de la vida siempre se cuenta con diferentes personas en cada instante, 
hoy quiero agradecer a todas aquellas personas que fijaron su apoyo y confianza en 
mí para alcanzar esta etapa de la vida especialmente a mis padres y hermanos que 
con su amor incesante y continuo apoyo permitieron que todo esto fuera posible. 
A cada uno de mis compañeros y amigos de la carrera universitaria que con sus distintas 
personalidades y formas de ser contribuyeron a forjar carácter y aprendizajes para 
un futuro ingeniero. 
A Angélica Cruz Bernal quien gracias a su apoyo, comprensión y amor esta etapa es 
culminada para iniciar nuevas juntos, al profesor cesar Leonardo Trujillo que gracias 
a su confianza en nosotros y su asesoría hizo de este proyecto una realidad y por 
ultimo quiero agradecer a David Felipe Bajonero mi compañero de lucha en la 
culminación de este proceso de aprendizaje que con su confianza y buena actitud 
permitieron alcanzar este nuevo logro. 
Jeyson Eduardo Sanabria 
 
 
Resumen 
 
El presente documento expone la etapa de diseño y construcción de un emulador de una 
turbina eólica que se empleará, a nivel de laboratorio, con el fin de reproducir perfiles de 
viento, con el fin de contar con una herramienta que permita recrear condiciones 
medioambientales reales en turbinas eólicas de pequeña potencia previamente 
seleccionadas. 
Existen varios tipos de emuladores eólicos entre los cuales se encuentran los de túnel de 
viento, estos utilizan un motor con hélice en su eje para obtener la velocidad del viento 
deseada. La opción que se emplea en este trabajo se basa en una implementación 
electromecánica compuesta por una etapa de control, equipos electromecánicos (motor y 
generador) y una visualización del estado del emulador a través de software. 
Para el diseño de este prototipo se planteó el reemplazar la energía presente en el viento 
y la turbina eólica que explota dicha energía, por un control de velocidad desde un 
computador, para un motor de inducción trifásico, impulsando así, a un generador de 
imanes permanentes. El conjunto de equipos motor-generador es controlado con un 
programa implementado en el software Labview. Con el fin de dar la flexibilidad al sistema 
y poder ingresar las características medio ambientales reales de velocidad del viento en el 
emulador, esta herramienta de programación, brinda la posibilidad de ingresar un perfil 
de viento manualmente con el fin de realizar su estudio bajo un entorno controlado. 
Este proyecto fue diseñado con el objetivo de realizar la emulación de turbinas eólicas de 
baja potencia, las cuales pueden llegar a ser herramientas de gran importancia para dar 
solución a la demanda energética de zonas que no se encuentran interconectadas al 
sistema eléctrico nacional y por ende no cuentan con el suministro constante de energía 
eléctrica. 
Palabras clave: Emuladores eólicos, motor, generador, Labview, turbina eólica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Abstract 
 
This document presents the design and construction stage of a wind turbine emulator that 
will be used at the laboratory level in order to reproduce wind profiles, in order to have a 
tool to recreate real environmental conditions in Previously selected small wind turbines. 
There are several types of wind emulators including wind tunnel, they use a propeller 
motor on its axis to obtain the desired wind speed. The option that is used in this work is 
based on an electromechanical implementation composed of a control stage, 
electromechanical equipment (motor and generator) and a visualization of the state of the 
emulator through software. 
For the design of this prototype, it was proposed to replace the energy present in the 
wind and the wind turbine that exploits said energy, by speed control from a computer, 
for a three-phase induction motor, thus driving a permanent magnet generator. The set of 
motor-generator sets is controlled with a program implemented in the Labview software. 
In order to give flexibility to the system and to be able to enter the real environmental 
characteristics of wind speed in the emulator, this programming tool offers the possibility 
of entering a wind profile manually in order to carry out its study under an environment 
checked. 
This project was designed with the aim of emulating low-power wind turbines, which can 
become very important tools to solve the energy demand of areas that are not 
interconnected to the national electricity system and therefore not Have the constant 
supply of electricity. 
 
Key words: Wind emulators, engine, generator, Labview, wind turbine. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
Contenido 
 
ÍNDICE DE FIGURAS ..................................................................................................................................... 9 
ÍNDICE DE TABLAS ..................................................................................................................................... 10 
INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................................... 11 
1. FUNDAMENTOS, OBJETIVOS Y LINEAMIENTOS DEL PROYECTO ....................................................... 13 
1.1 Objetivos, alcances y limitaciones del proyecto ............................................................................. 14 
1.1.1 Objetivo general ................................................................................................................... 14 
1.1.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................ 14 
2. ENERGIAS ALTERNATIVAS ................................................................................................................. 15 
2.1. Energía Eólica ...........................................................................................................................18 
2.1.1. El viento ........................................................................................................................... 18 
2.1.2. Velocidad del viento ........................................................................................................ 20 
2.1.3. Medición de las magnitudes del viento ........................................................................... 21 
2.1.4. Vientos en Colombia ........................................................................................................ 21 
3. TURBINAS EOLICAS ........................................................................................................................... 25 
3.1. Tipos de turbinas eólicas .......................................................................................................... 25 
3.1.1. Turbinas de eje vertical .................................................................................................... 27 
3.1.2. Turbinas de eje horizontal ............................................................................................... 28 
3.2. Emuladores de turbinas eólicas ............................................................................................... 31 
3.2.1. Parte electromecánica ..................................................................................................... 32 
3.2.2. Parte de control ............................................................................................................... 33 
4. DISEÑO DEL EMULADOR ................................................................................................................... 35 
4.1 Implementación del Hardware y componentes ....................................................................... 36 
4.1.1 Motor de inducción .............................................................................................................. 36 
4.1.2 Generador sincrónico. .......................................................................................................... 38 
4.1.3 Variador de velocidad. ......................................................................................................... 39 
4.1.4 Caracterización del emulador (Motor - Generador) ............................................................ 41 
4.2 Turbina eólica escogida ............................................................................................................ 43 
4.3 Relación frecuencia – velocidad del viento en función de la potencia. ................................... 45 
5 Implementación del software. .......................................................................................................... 49 
6 PRUEBAS EXPERIMENTALES .............................................................................................................. 55 
Partes mecánicas del emulador ............................................................................................................ 56 
Partes de adquisición de datos ............................................................................................................. 56 
6.1 Prueba manual: Comparación con la curva entregada por el fabricante de la turbina elegida ..... 56 
 
8 
 
6.2 Perfil de viento 1 ...................................................................................................................... 58 
6.3 Perfil de viento 2 ...................................................................................................................... 60 
7. ANÁLISIS ECONÓMICO ...................................................................................................................... 65 
8. CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 67 
9. Bibliografía ........................................................................................................................................ 69 
ANEXOS ..................................................................................................................................................... 71 
 
9 
 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
Figura 2-1 Capacidad instala de energía eólica [12]. ................................................................................ 18 
Figura 2-2. Brisas Marinas y Brisas terrestres Disponible en línea. .......................................................... 20 
Figura 3-1. Turbina eólica con convertidor AC-DC. ................................................................................... 25 
Figura 3-2. Turbina de eje horizontal [3]. ................................................................................................. 26 
Figura 3-3.Hélices de una turbina tipo Savonius [24]. .............................................................................. 26 
Figura 3-4.Generador Savonius de 3 palas. Tomado de [14]. ................................................................... 28 
Figura 3-5.Vista lateral de un aerogenerador de eje horizontal. Tomada de [13]. .................................. 30 
Figura 3-6.estrategia de control actual de turbina de velocidad variable [12]. ........................................ 31 
Figura 3-7. Sistema de una turbina eólica [8]. .......................................................................................... 32 
Figura 4-1.Estructura de una turbina eólica. [34] ..................................................................................... 35 
Figura 4-2 .Disposición de equipos del emulador de turbina eólica. ........................................................ 36 
Figura 4-3. Caja de bornes de máquina jaula de ardilla, conexión estrella y triangulo respectivamente 
[36]. ........................................................................................................................................................... 37 
Figura 4-4. Diagrama de bloques del variador de velocidad [37]. ............................................................ 39 
Figura 4-5. Partes principales del variador de velocidad. ......................................................................... 40 
Figura 4-6. Conexión del variador [37]. .................................................................................................... 41 
Figura 4-7. Caracterización del grupo motor-Generador. ........................................................................ 43 
Figura 4-8. Datos de potencia aerogenerador Eolos 600W. ..................................................................... 44 
Figura 4-9. Curva de potencia de salida turbina Eolos 600W. .................................................................. 45 
Figura 4-10. Ingreso de datos al programa Table Curve 2D. ..................................................................... 47 
Figura 4-11. Posible solución suavizada a conjunto de datos. .................................................................. 47 
Figura 4-12. Posible solución a conjunto de datos. .................................................................................. 48 
Figura 5-1.Bloque DAQ en LabView. ......................................................................................................... 49 
Figura 5-2.Entrada de las señales al software mediante el DAQ. ............................................................. 50 
Figura 5-3.Perfil de viento y fórmula matemática de la turbina en el software. ...................................... 51 
Figura 5-4.Configuración de la planta en el software. .............................................................................. 52 
Figura 5-5.Amplificador no inversor dispuesto en la salida del DAQ. ....................................................... 52 
Figura 5-6. Parte del programa donde se realiza el ingreso del perfil de viento. ..................................... 53 
Figura 5-7.Interfaz del programa donde se muestra el comportamiento del emulador. .........................54 
Figura 6-1. Partes y componentes del prototipo de emulador eólico terminado vista frontal. ............... 55 
Figura 6-2. Partes y componentes del prototipo de emulador eólico vista superior. .............................. 55 
Figura 6-3. Comportamiento del emulador durante la prueba en modo manual según la curva de 
potencia dada por el fabricante de la turbina elegida. ............................................................................. 57 
 
 
 
 
 
 
10 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
 
Tabla 2-1.Comparación de energías renovables y convencionales. ......................................................... 17 
Tabla 2-2. Estaciones de medición de potencial eólico en Colombia. ...................................................... 24 
Tabla 4-1.Características Motor WEG W22. ............................................................................................. 37 
Tabla 4-2. Valores de la curva de potencia Aerogenerador Eolos 600W. ................................................. 45 
Tabla 4-3. Relación en términos de la potencia del comportamiento del emulador y de la turbina real.46 
Tabla 6-1.Comparación de resultados de potencia dado por el fabricante, el entregado por el emulador 
y la potencia medida. ................................................................................................................................ 57 
Tabla 6-2. Error en el emulador eólico. .................................................................................................... 58 
Tabla 6-3.Promedio mensual de velocidad de viento en la ciudad de Bogotá. ........................................ 59 
Tabla 6-4. Perfil de viento ingresado para la primera simulación. ........................................................... 60 
Tabla 6-5. Promedio mensual de velocidad de viento en coordenadas de un municipio de la Guajira. .. 61 
Tabla 6-6.Perfil de viento ingresado para la segunda simulación. ........................................................... 62 
Tabla 7-1.Equipos utilizados en la etapa mecánica del emulador y sus respectivos precios. .................. 65 
Tabla 7-2.Equipos utilizados en la etapa de control y software del emulador y sus respectivos precio. . 65 
Tabla 7-3. Precio de los gastos adicionales. .............................................................................................. 66 
Tabla 7-4. Valor total invertido en el prototipo del emulador*. .............................................................. 66 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
INTRODUCCIÓN 
 
La energía eléctrica es actualmente materia prima para el nivel de desarrollo de los países, 
el suministro eléctrico no es solo la columna vertebral de la industria y el comercio, sino 
que también es fuente de las comodidades con las que cuenta la humanidad. La 
generación de esta se ha concentrado en el uso y explotación de los recursos naturales no 
renovables, en su mayoría de origen fósil. Como consecuencia de esta dinámica de 
producción energética se registra un aumento considerable de los niveles de 
contaminación existentes en la atmosfera. Estas altas concentraciones de contaminantes 
del aire están afectando negativamente a los ciudadanos al disminuir su calidad de vida y 
causar muertes prematuras y enfermedad [1]. 
Las organizaciones internacionales y los gobiernos de muchos países se han planteado una 
serie de objetivos para incentivar el uso de energía limpia para lograr una mitigación de 
dicha contaminación. Las energías renovables han surgido entonces como respuesta a 
esta necesidad, gracias a que generan energía eléctrica a partir de fuentes no 
convencionales de energía con cero emisiones de gases de efecto invernadero. La energía 
eólica en especial, se proyecta como una de las más importantes fuentes alternativas de 
energía eléctrica, gracias a que cuenta en los últimos años con un gran desarrollo 
tecnológico. Es contemplada como alternativa para suplir el 12% de la demanda 
energética mundial para el año 2020[2][3]. 
En Colombia ésta también es una de las alternativas que se tiene para suplir el aumento 
de la demanda energética, se tiene proyectado que en los próximos años en el país se 
instalen 474 MW eólicos en el norte de la Guajira que reemplazarían 250 MW térmicos a 
base de carbón [4]. Por lo cual, el análisis y los estudios para aumentar la producción 
energética por este medio no se pueden seguir postergando en el país. 
En la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, el laboratorio de investigación de 
fuentes alternativas de energía LIFAE, es consciente de la necesidad de iniciar estudios 
que permitan a corto plazo la explotación de energía eólica, este documento muestra un 
análisis a las actuales tecnologías de turbinas y aerogeneradores y los mecanismos 
utilizados para estudiar su comportamiento en entornos controlados, así como el diseño y 
la construcción de un emulador de una turbina eólica de baja potencia, con el objetivo de 
ver cuál sería su comportamiento trabajando bajo condiciones ambientales conocidas, 
consignadas en un perfil de viento particular. 
El presente documento se encuentra organizado de la siguiente manera: En el primer 
capítulo se presentan los objetivos del proyecto los cuales permiten enfocar los esfuerzos 
y recursos en pro de obtener los resultados planteados. En el capítulo 2 se muestra un 
panorama del uso actual de las energías llamadas alternativas o renovables, resaltando la 
importancia de estas, especialmente la energía eólica, el viento, su origen y el potencial 
eólico con el que cuenta Colombia, consignado en el atlas de viento publicado por la 
UPME. 
 
12 
 
En el capítulo 3 se hace un breve repaso por las características de los tipos de turbinas 
existentes actualmente, mostrando como estas han contribuido al aumento del interés 
mundial por explotar la energía eólica y dando argumentos para elegir el tipo de turbina 
que se escogió con el fin de implementar el emulador. A demás, también se hace una 
inspección por los tipos de emuladores que se estudiaron antes de iniciar el diseño y la 
elaboración del emulador expuesto en este documento. 
En el capítulo cuatro se consigna la parte más relevante del proyecto, pues allí están 
consignados los pasos para el diseño y la fabricación del prototipo, describiendo sus 
partes y el proceso de selección que se llevó acabo para cada uno de los equipos, 
incluyendo la caracterización del grupo motor-generador, los detalles que llevaron a la 
elección de la turbina a emular y los detalles de la parte mecánica del emulador. 
El diseño del programa que permitiera realizar la adquisición de datos de la etapa 
mecánica del emulador y la implementación de la interfaz gráfica capaz de permitir el 
ingreso de los datos seleccionados por el usuario, están consignados en el capítulo 5, 
donde se explica por pasos las funciones de las herramientas utilizadas en el entorno 
grafico de Labview para cumplir los requerimientos previamente mencionados. 
Las pruebas que se realizaron una vez el prototipo del emulador estuvo finalizado se 
encuentran consignadas en el sexto capítulo, adicionalmente a la prueba que permitió 
determinar el porcentaje de error que posee la turbina también se mostraron dos 
ejemplos, donde se cargaron dos perfiles de viento de dos zonas diferentes del país para 
determinar la posible viabilidad de la implementación de este tipo de turbinas en las zonas 
no interconectadas del territorio nacional. 
El capítulo 7 presenta un análisis económico que se realizó a las dos etapas del proyecto, 
para determinar la inversión total realizada en la implementación del prototipo. 
Finalmente, se exponen las conclusiones obtenidas a través del desarrollo del proyecto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
 
1. FUNDAMENTOS, OBJETIVOS Y LINEAMIENTOS DEL PROYECTO 
 
Actualmente, la situación medio ambiental que se presenta a nivel mundial muestra, sin 
duda alguna que la crisis debido a los altos niveles de contaminacióny el agotamiento de 
los recursos naturales no renovables es un hecho. Por esto se hace indispensable la 
explotación de energías renovables, en especial la energía eólica. 
Desde la década de los 90 la demanda de generación de energía por medio de fuentes 
alterativas ha venido creciendo a nivel global alrededor de un 25% por año. Este 
crecimiento ha sido impulsado por un aumento de la demanda mundial de electricidad y 
el aumento de costo de los combustibles no renovables entre otras [5]. 
El gran crecimiento que han presentado las energías renovables, ha logrado que 
mundialmente estas sean cada vez más relevantes, representando para el año 2013 el 
19,1% del uso total de energía a nivel global y para finales del 2014, 22,8% de la 
producción mundial de energía, de los cuales el 3,1% correspondió a energía producida a 
partir de energía eólica [6]. 
Resultados como los 8,75 MW eólicos instalados en altamar en aguas del norte de Europa 
para el año 2014 [7], son producto de los avances tecnológicos y el tiempo dedicado al 
desarrollo de este tipo de producción energética, por esto y por el potencial de este tipo 
de energía, se hace necesario estudiar el comportamiento de aerogeneradores. La 
implementación de emuladores eólicos, ha permitido evaluar la eficiencia de turbinas bajo 
diferentes condiciones de trabajo en un ambiente controlado [8], donde se somete a 
pruebas y se obtienen resultados en laboratorio, mejorando así los diseños desarrollados 
para explotar de la mejor manera posible el viento, en aras de obtener energías más 
limpias. 
El potencial eólico con el que cuenta el país y el contexto en el cual se espera estar 
próximamente con la entrada en vigencia de la ley 1715 del 13 de mayo del 2014, la cual, 
tiene por objeto incentivar el uso de las energías renovables y su aplicación y desarrollo 
especialmente en zonas no interconectadas del país, las cuales agrupan a cerca de 114232 
usuarios conectados, con una capacidad instalada de 112MW, cubriendo cerca del 66% 
del territorio nacional [9], estos y otros factores crea un escenario propicio para pensar 
en la energía eólica, como solución a los problemas de suministro eléctrico del país. 
Por lo anterior es imperativo entonces tener estudios avanzados sobre las posibilidades 
que tienen las energías renovables en el territorio nacional y bajo qué condiciones se 
puede obtener el mayor beneficio posible por parte de estas. Por ejemplo, lograr que 
para estas zonas, caracterizadas por la baja demanda de potencia, puedan implementar 
sistemas híbridos de generación de energía eléctrica. 
 
14 
 
 
 
 
1.1 Objetivos, alcances y limitaciones del proyecto 
 
1.1.1 Objetivo general 
 
Diseñar e implementar un emulador eólico mediante un acople electro mecánico, 
compuesto por un motor y un generador con el fin de obtener características similares a 
las que proporciona un aerogenerador domestico de baja potencia, bajo condiciones 
ambientales reales. 
 
1.1.2 Objetivos Específicos 
 
• Seleccionar y caracterizar el grupo motor-generador empleados para realizar el 
montaje del emulador eólico, cuyas características se ajusten a las turbinas de baja 
potencia seleccionadas 
• Diseñar e implementar el control para el emulador eólico 
• Reproducir el comportamiento de una turbina elegida bajo condiciones específicas 
de funcionamiento a partir de perfiles de viento ingresados en el control del 
emulador eólico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
2. ENERGIAS ALTERNATIVAS 
 
En este capítulo se presenta el panorama en el que se han venido desarrollando las 
energías renovables a nivel mundial, mostrándolas como una de las soluciones al aumento 
de la demanda de energía eléctrica a nivel mundial y a los actuales problemas de 
contaminación y de cambio climático, también se muestran algunas características del 
viento y del potencial eólico con el cual cuenta Colombia. 
El desarrollo de la población mundial y de sus civilizaciones se dio en gran parte al 
aprovechamiento de material fósil. La aparición de derivados del petróleo, facilitó la 
evolución de medios de transporte y actividades tan sencillas como la forma de cocción de 
los alimentos. La utilización de estas tecnologías dejó atrás el pasado prehistórico cuando 
los barcos eran impulsados gracias al viento que pegaba en sus velas, cuando se usaban 
molinos impulsados por agua para el procesamiento de alimentos. 
Podrían considerarse éstas como las primeras formas de explotación de las llamadas 
energías renovables o alternativas, que gracias a los actuales altos índices de 
contaminación, el agotamiento de los recursos explotados durante tantos años y a la 
intensificación por la emisión de gases del fenómeno natural conocido como el efecto 
invernadero, hoy se estudian y se exploran de nuevo para lograr obtener energía eléctrica 
de manera limpia, y frenar en alguna medida la emergencia del cambio climático. Este tipo 
de fuente energética tiene como característica que se origina en fenómenos naturales 
cuyos periodos de regeneración son relativamente cortos, por lo que se encuentran 
disponibles de forma continua. Las fuentes renovables de energía perdurarán por miles de 
años [10]. 
Luego de varias reuniones que citaron a países desarrollados para reconocer las 
variaciones climáticas que se presentaban en el mundo por consecuencia de las 
actividades humanas, llegaron los compromisos internacionales; en 1997 en el protocolo 
de Kioto se determinaron ciertas responsabilidades encaminadas en pro de obtener una 
reducción del 5% en las emisiones contaminantes, éste fue el compromiso que se trazó en 
ese entonces; la mitigación a partir de acciones directas sobre medios de transporte, 
industria y en la generación de energía eléctrica serían los pasos para llegar a una 
reducción considerable del inminente cambio climático. 
Uno de los gases que tiene la propiedad de retener el paso de los rayos infrarrojos que 
llegan a la tierra es el CO2 (Dióxido de carbono), éste aparece como residuo luego de la 
generación de energía eléctrica con combustibles de naturaleza fósil. En las centrales 
térmicas, el CO2 generado por kWh es: 
Gas Natural: 0,18 Kg de CO2/kW 
Carbón: 0,33 Kg de CO2/kWh 
Gasoil: 0,29 Kg de CO2/kWh[11] 
 
16 
 
Este CO2 resultante es una razón más para encontrar en las energías renovables la 
posibilidad, no solo como un mecanismo para la mitigación del impacto ambiental a la 
hora de la generación energética, sino también como la posibilidad de contar con fuentes 
energéticas trabajando con materias primas casi inagotables. 
Las consecuencias debido al calentamiento global podrían llegar hacer irremediables, el 
efecto invernadero puede llegar a aumentar la temperatura del agua a más de 30°C, 
temperatura suficiente para que los corales pierdan algas microscópicas que les 
proporcionan energía cambiando así su color y muriendo [11]. 
Las medidas deben iniciar con la explotación responsable de recursos naturales y por su 
puesto con la exploración en fuentes alternativas de energía, de no ser así, las elevadas 
temperaturas llevarán a que exista un aumento en los niveles de los mares afectando al 
50% de la población que habita a 15 Km de la costa, sin mencionar los daños a la fauna y 
sus hábitats. Aguas procedentes del hielo de Groenlandia ( aprox 0,2 mm al año), del hielo 
de la Antártida (aprox 0,2 mm al año), de glaciares y otras capas de hielo y debido a la 
expansión térmica de los océanos (aprox 1,6 mm al año) serán las causantes de un 
aumento de 88 cm en este siglo [11], afectando de esta manera millones de personas que 
viven cerca de lugares con marea alta. 
El petróleo es la fuente de energía no renovable más usada a nivel mundial y realmente es 
difícil estimar cuanto llegarán a durar las reservas de éste e incluso la inestabilidad de su 
precio durante el último año hace que se reduzca su consumo y aumente el interés y el 
uso de las energías renovables. En la Tabla 2-1 se presenta una comparaciónde las fuentes 
renovables y no renovables haciendo énfasis en las ventajas y desventajas de cada 
tecnología. 
La explotación de fuentes no convencionales de energía puede verse como solución 
energética y ambiental a nivel mundial, igualmente una gran oportunidad para aprovechar 
características atmosféricas de ciertos lugares donde probablemente es difícil hacer llegar 
el recurso energético. La energía eólica no es la excepción y sus últimos avances 
tecnológicos y los más de 60 GW instalados a nivel mundial a partir de la explotación de la 
energía del viento[7] argumentan la necesidad de analizar las cualidades de esta 
tecnología y de las turbinas con las que se trabaja, tal como trata de hacerlo este 
documento. 
 
17 
 
 
Tabla 2-1.Comparación de energías renovables y convencionales. 
 
 
 
 
 
VENTAJAS DESVENTAJAS 
BIOMASA
No emite gases que provocan el 
efecto invernadero y puede 
emplearse como carburante en 
motores de combustion interna 
Necesitan una gran cantidad de biomasa para conseguir 
la misma cantidad de energía que con otras fuentes 
EÓLICA Inagotable, limpia y gratuita 
Discontinuidad . Las torres generadoras afectan el 
paisaje ambiental 
GEOTÉRMICA 
Limpia y gratuita. Según la 
temperatura de la roca caliente 
el uso es en calefaccion 
residencial o generacion de 
energía eléctrica mediante 
turbogeneradores. La 
geotermica de baja temperatura 
aprovecha la diferencia de 
temperaturas entre el subsuelo 
y el ambiente proporcionado 
calefacción o refrigeración según 
la estación del año. No son 
afectadas por las condiciones 
metereológicas. 
Inversión eleveda en la búsqueda de yacimientos y en 
la explotación (profundidad hasta 5 Km),la geotérmica 
de baja temperatura requiere una profundidad de 50-
100m
HIDRÁULICA Casi inagotable y ecológica 
Periodos de sequía y alto impacto ambiental de los 
embalses.
OCEÁNICA Limpia y gratuita 
inversión elevada. Impacto visual y sobre la migración 
de los peces.
SOLAR limpia y gratuita
Intermitente(Días Nublados). Tecnología de alto costo 
para transformarla en energía eléctrica 
ENERGÍA DE FUSION 
NUCLEAR 
utiliza agua, recurso abundante 
barato y limpio
esta en fase de estudio . En un futuro producción de 
energía eléctrica en un hipotético reactor 
PETRÓLEO CARBÓN Y GAS 
NATURAL 
Combustion directa para 
producir calor y movimientos en 
hornos, calderas y motores
Finitos (Se agotarán a medio plazo), Gases de efecto 
invernadero que permiten mantener la temperatura 
del planeta al retener parte de la energía proveniente 
del sol. Pero en la actualidad, están provocando 
cambios pro el aumneto de la emisión de ciertos gases 
como el dioxido de carbono y el metano debido a la 
industrializacion. Lluvia ácida que se forma cuando la 
humedad en el aire se combina con el óxido de 
nitrógeno y el dióxido de azufre, emitidos por 
industrias, centrales electricas y vehículos que queman 
productos derivados del petróleo. estos gaes aumnetan 
la acidez de las aguas de ríos y lagos lo que se traduce 
en imporantes daños en la vida acuáticas y cambios en 
la composición de los suelos(aumenta su acidez), 
produciéndose la perdida de nutrientes importantes 
para las plantas tales ocmo el calcio.
CENTRALES NUCLEARES 
Energía continua emitiendo 
mínimas cantidades de 
contaminanetes al aire 
Generan residuos radioactivos muy peligrosos 
producidos en el proceso de fisión nuclear. Pueden 
producir catástrofes ambientales.
FUENTES DE ENERGÍA 
RENOVABLES 
NO RENOVABLES 
 
18 
 
2.1. Energía Eólica 
 
La energía eólica es un campo de investigación interdisciplinario en crecimiento que cubre 
numerosas ramas de la ingeniería y la ciencia. De acuerdo con la Asociación Mundial de 
Energía Eólica (WWAE), la capacidad instalada a nivel mundial de aerogeneradores creció 
a una tasa promedio de 24.03% por año durante los años 2005-2014[7]. De acuerdo con el 
último informe de la WWEA (2014), la capacidad instalada de energía eólica alcanzó 
369.553 MW de la cual China y EE.UU. contribuyeron alrededor de 114.763 MW y 65.879 
MW a partir de 2014, respectivamente [2]. 
En la Figura 2-1 se muestra el crecimiento anual que la capacidad instalada de la energía 
eólica ha tenido por más de 10 años en China, EE.UU. y en general en el mundo, el 
aumento de tamaño de las turbinas eólicas y su aumento en la capacidad de generación 
en la última década, es uno de los indicadores que ayuda a este incremento. 
 
 
Figura 2-1 Capacidad instala de energía eólica [12]. 
 
2.1.1. El viento 
 
La tierra se encuentra envuelta en una capa gaseosa de espesor relativamente pequeña, 
que conocemos como atmosfera, es acá donde tiene su origen el viento, considerado 
como movimiento de las masas aire. Este movimiento se realiza en la troposfera, la cual es 
la zona interior de la atmosfera. Este desplazamiento que da origen al viento se ve 
afectado por factores climáticos como la rotación geoestacionaria de la tierra, la acción 
 
19 
 
sobre las masas de aire de las diferencias de presión atmosférica y la radiación solar[13] 
[14]. 
El viento, que es el recurso principal para la explotación de la energía eólica, está presente 
en toda masa de aire en movimiento desde áreas de altas presiones atmosférica hacia 
áreas adyacentes de baja presión, estas aparecen como resultado de las diferencias de 
temperatura de la superficie terrestre. La tierra toma parte del calor emitido por el sol y lo 
transforma en energía cinética. Esta energía mecánica que en forma de energía cinética es 
la encargada de transportar el aire en movimiento. 
En las zonas costeras se lleva acabo el intercambio térmico más favorable para producir 
las corrientes de aire, durante el día los mares, océanos, lagos y otras masas de agua 
mantienen su temperatura relativamente constante en comparación con las mareas 
vecinas que se ubican en las masas continentales. 
Las masas continentales adsorben menor cantidad de luz solar por la tanto el aire que se 
encuentra sobre la superficie se expande debido al calor y se vuelve más liviano, 
posteriormente, se eleva y el aire más frio y pesado proveniente de los mares, océanos y 
masa de agua se pone en movimiento para ocupar el espacio dejado por el aire caliente 
dando lugar al flujo de viento debido al intercambio térmico[14]. 
Los vientos debido a diferencias de temperatura más conocidos son las brisas marinas y 
los vientos de montaña y valle. 
• Brisas marinas y brisas de tierra: El día facilita el calentamiento de la tierra más que 
el de las masas de agua dando originan a las diferencias de temperatura entre el 
mar y la tierra, generándose a partir del mediodía aproximadamente, una 
circulación de aire del mar hacia la tierra (brisas marinas o de mar). Durante la 
noche, la tierra se enfría más rápidamente que el mar invirtiéndose la corriente 
(brisas de tierra). La fuerza del viento resultante depende de la diferencia de 
temperatura entre ambos elementos, por lo que las brisas se muestran con más 
claridad en verano. 
• Vientos de montaña y valle: Tienen el mismo principio que los dos tipos de brisas, 
siendo el resultado de la diferencia de temperatura entre las zonas altas de los 
montes y los valles. Dependen de las distribuciones de temperatura existentes y de 
la orografía de la zona[15]. 
 
20 
 
 
Figura 2-2. Brisas Marinas y Brisas terrestres Disponible en línea. 
 
2.1.2. Velocidad del viento 
 
A pesar que la velocidad del viento es considerada como una magnitud vectorial y por 
ende tiene tres componentes, para el caso del aprovechamiento del recurso eólico solo se 
consideran las componentes en el plano paralelo a la superficie terrestre. Se caracteriza 
por dos valores; su velocidad o intensidad del viento, registrada en el plano horizontal y la 
dirección de la cual proviene. La velocidad del viento es la que da su energía, se mide en 
metros por segundo (m/s), kilómetros por hora (km/h) o nudos. 
Al originarse el viento en la troposfera, justoel lugar donde se desarrollan también gran 
cantidad de fenómenos meteorológicos, este puede sufrir variaciones debido a diferentes 
factores, estas variaciones también afectan la velocidad del viento y las más destacadas 
son: 
• Variaciones estacionales: Provocadas por radiación solar y borrascas, estos 
cambios en algunas ocasiones pueden detectarse en función de las estaciones del 
año. 
• Variaciones Diarias: Estas fluctuaciones en la velocidad del viento están 
relacionadas con el origen de las brisas marinas y brisas terrestres, condiciones 
geográficas y orográficas y efectos de los calentamientos y enfriamientos en el día 
y en la noche producen cambio diarios en la velocidad del viento. 
• Variaciones en cortos periodos de tiempo: más conocidas como ráfagas, 
caracterizadas por cambios bruscos en su velocidad y dirección [11] [16]. 
 
 
21 
 
2.1.3. Medición de las magnitudes del viento 
 
La velocidad del viento se mide con un anemómetro, con este se puede calcular 
algunas o todas las componentes del vector velocidad del viento, para el registro 
de velocidad del viento de la mejor manera posible se debe instalar el 
anemómetro al menos a 10 m de altura para que sobre la medición no vaya a 
influir elementos en el suelo, los valores instantáneos se promedian cada diez 
minutos. 
Los anemómetros se dividen según su tipo de operación en: 
• Medios Mecánicos: Como lo son los anemómetros de rotación 
• Enfriamiento de hilo caliente. 
• Diferencia de presión: anemómetro de tubo de pitot 
• Ultrasonido, laser o efecto doppler 
Los anemómetros más populares son los de tipo mecánico, siendo los tipos hélice o los de 
cazoletas (o coperolas) los más conocidos. Los llamados de cazoletas tienes 3 o 4 
estructuras cónicas o semiesféricas distribuidas simétricamente sobre un eje vertical en el 
cual giran gracias a la fuerza ejercida por el viento, la cual es mayor en la cara cóncava que 
en la convexa, la salida de un anemómetro de este tipo es el giro de la cazoleta, gira a 
razón de 30 a 60 rpm/(ms-1), la velocidad de giro es proporcional a la velocidad del viento 
y son prácticos a la hora de medir la componente horizontal del viento. Los anemómetros 
de tipo hélice son utilizados cuando se desea determinar la velocidad del viento en una 
dirección en especial, se implementa junto con una veleta que da la dirección 
dependiendo hacia donde está golpeando el viento, giran a razón de 180 a 210 rpm/ (ms-
1). 
Los anemómetros en general cuentan con un mecanismo transductor que convierte la 
velocidad del viento en una señal eléctrica o mecánica para ser registrada [13]. 
 
2.1.4. Vientos en Colombia 
 
Colombia debido a su posición geográfica sobre la línea ecuatorial donde se hallan los 
vientos de baja presión, los cuales se encuentran bajo la influencia de los vientos alisos, 
estos vientos cubren casi todos los latitudes subtropicales de alta presión e incluida los 
ecuatoriales. 
Durante el solsticio de verano en el hemisferio sur de la tierra (entre diciembre y enero) 
las corrientes de aire y presión se desplazan hacia el hemisferio sur, como resultado de 
esto la región Andina del país, los llanos orientales y parte de la región Caribe se ven 
influenciados por los vientos alisos provenientes del hemisferio norte de la tierra los 
cuales penetran gran parte del país sin llegar a la línea ecuatorial durante los meses de 
diciembre a marzo. Los vientos alisos del sur prevalecen en los llanos orientales y la 
cordillera oriental durante los meses posteriores hasta septiembre, de igual forma existen 
 
22 
 
zonas del país las cuales se ven afectadas por ambos sistemas de viento dependiendo de 
la estación del año en la cual se encuentre. 
Debido a las características geográficas del país el sistema de cordilleras colombianas 
tienen una gran influencia sobre las condiciones climáticas del país, gracias a la absorción 
y emisión de la radicación solar lo cual lo cual se comporta como sumidero y fuentes 
térmicas que dan lugar a la generación de los flujos de corrientes de aire debido al 
intercambio térmico generando así su propio patrón atmosférico. 
Como consecuencia de sus cualidades geográficas las zonas de la región andina presentan 
vientos de baja velocidad los cuales presentan variaciones, particularmente durante el día 
sin importar el mes del año, en cambio los vientos presentes los valles-montañas tienen 
un comportamiento más activo [17]. 
En Colombia el potencial eólico está consignado en un atlas de viento publicado por el 
ministerio de minas y energía y por el IDEAM, este es un compilado de mapas donde se 
muestra la distribución espacial del viento y promedio mensuales y anuales, brindando así 
información respecto a viabilidad de explotación eólica especialmente en lugares donde el 
suministro energético no es asequible. 
Dentro de los datos registrados se destacan las mediciones realizadas en zonas con mayor 
potencial eólico, 16 sitios puntuales que según los resultados, existen niveles de velocidad 
del viento que podrían llegar a ser importantes [18] 
Gaerazamba - Bolívar: se registraron vientos que superan los 5 m/s en las horas de la 
tarde durante todo el año, los primeros tres meses la velocidad del viento llego hasta 8 
m/s en las mismas horas del día. 
Gachaneca - Boyacá: En campo se registraron velocidades superiores a los 5 m/s durante 
todo el día y promedios diarios hasta de 7 m/s. 
Aeropuerto Sesquicentenario-Isla de San Andrés: gracias a su ubicación en el caribe , el 
flujo del este y los vientos alisios influyen sobre esta zona durante todo el año, mostrando 
como resultado un promedio constantes de 5 m/s, que aumenta en julio hasta 7 m/s. 
La Legiosa - Huila: intensidades cercanas a los 5 m/s mostrando una mayor intensidad en 
las horas de la tarde. 
Aeropuerto el embrujo – Isla de providencia: el Noroeste es la dirección predominante en 
este punto, en septiembre y octubre el viento pierde intensidad respecto a los 5 m/s 
predominantes durante todo el año. 
Aeropuerto Almirante Padilla – Guajira: Intensidades superiores a los 5 m/s, el primer 
semestre del año se registran velocidades que llegan hasta los 7 m/s. 
Obonuco – Nariño: En los meses de julio y septiembre se llega a vientos de 5 m/s. 
 
23 
 
Aeropuerto Camilo Daza – Norte de Santander: Durante el día se registraron velocidades 
superiores a los 5m/s, entre junio y septiembre se alcanzan intensidades superiores 
inclusos a los 7 m/s. 
Urrao – Antioquia: En el rango comprendido entre 12m y 3pm los vientos llegan a 
velocidades cercanas a 5 m/s. 
Aeropuerto Ernesto Cortissoz – Atlántico: intensidades entre los 5m/s y los 8 m/s 
presentes entre el medio día y la madrugada, esta tendencia está marcada entre los 
primeros meses del año. 
Aeropuerto Simón Bolívar – Magdalena: intensidades superiores a 5 m/s, alcanzando 
valores medios de 8 m/s. 
Aeropuerto Palo negro – Santander: vientos promedio entre 5 m/s a lo largo de las 12 y 5 
de la tarde. 
Anchique – Tolima: en esta zona predominan los vientos débiles cercanos a 5 m/s. 
Abrego Centro administrativo – Norte de Santander: Intensidades cercanas a los 5 m/s 
desde el mediodía hasta las 5pm. 
Aeropuerto Internacional El Dorado – Bogotá: prevalecen los vientos débiles el viento 
llega a intensidades cercanas a los 5 m/s en meses como enero y a mediados del año. 
A continuación se muestra una tabla donde se resume la información de la evaluación del 
potencial eólico Colombiano consignado en los mapas de viento [18]. 
ID LONGITUD LATITUD ESTACIÓN DEPARTAMENTO VELOCIDAD PROMEDIO 
DEL VIENTO 
1 75°16'W 10°47'N Galerazamba Bolívar 5,9 
2 73°33'W 05°26'N Gachaneca Boyacá 5,5 
3 81°43'W 12°35'N Aeropuerto 
Sesquicentenario 
Isla de San Andrés 5,1 
4 74°44'W 03°20'N La Legiosa Huila 4,1 
5 81°21'W 13°22'N Aeropuerto El embrujo Isla de Providencia 4 
6 72°56'W 11°32'N Aeropuerto Almirante 
Padilla 
La Guajira 4 
7 73°30'W 05°32'N Villa Carmen Boyacá 3,9 
8 77°18'W 01°11'N Obonuco Nariño3,5 
9 72°31'W 07°56'N Aeropuerto Camilo Daza Norte de 
Santander 
3,3 
10 76°07'W 06°20'N Urrao Antioquia 3 
11 74°36'W 10°53'N Aeropuerto Ernesto 
Cortissoz 
Atlántico 2,9 
 
24 
 
12 74°14'W 11°08'N Aeropuerto Simón Bolívar Magdalena 2,9 
13 73°11'W 07°08'N Aeropuerto Palo negro Santander 2,8 
14 75°08'W 03°35'N Anchique Tolima 2,7 
15 73°14'W 08°05'N Ábrego Centro 
administrativo 
Norte de 
Santander 
2,5 
16 74°09'W 04°43'N Aeropuerto El Dorado Cundinamarca 2,2 
Tabla 2-2. Estaciones de medición de potencial eólico en Colombia. 
 
A pesar de que los datos registrados tras las mediciones para la construcción del atlas de 
viento de Colombia, pueden ser considerados como vientos con poco potencial, estos 
vientos podrían llegar a ser suficientes para la implementación de aerogeneradores de 
pequeña potencia, que podrían llegar a trabajar en sistemas híbridos para dar solución a la 
prestación del servicio de energía eléctrica en zonas aisladas donde por diversos factores 
se dificulta el suministro energético. 
Las zonas no interconectadas en Colombia presentan una gran incertidumbre en términos 
de demanda y consumo, además, en el caso de los sistemas compuestos con energías 
renovables no se cuenta con una disponibilidad permanente, por esta razón la energía 
eléctrica obtenida debe utilizarse inmediatamente, de manera que la no consumida sea 
almacenada en baterías que permitan disponer de ésta cuando no es utilizada 
inmediatamente, el proceso de almacenamiento convierte a los sistemas híbridos en 
solución para los problemas característicos de estas zonas, permitiendo el 
aprovechamiento de la energía cuando la demanda supera el aporte de las fuentes 
alternativas [9]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
3. TURBINAS EOLICAS 
 
Las turbinas eólicas son equipos capaces de convertir la energía presente en el viento, de 
energía mecánica rotatoria a energía eléctrica[19]. En este capítulo se realiza el análisis de 
las tecnologías existentes en turbinas y aerogeneradores, se realiza una evaluación de las 
ventajas y desventajas de algunos modelos expuestos, con el fin de conocer las tendencias 
del mercado y escoger el modelo más acorde para realizar el diseño del emulador. 
Este tipo de tecnología ha tenido un importante desarrollo durante los últimos 15 años, 
desde la turbina de los años 70s hasta la de la década de 2000, en la cual se implementó 
electrónica de potencia (convertidores AC-DC)[5], [8], [20], en la Figura 3-1 se puede ver la 
disposición de los convertidores AC-DC implementados en la generación de energía a 
partir de energía eólica, al igual que la implementación de controles aerodinámicos y 
diseños de control mecánicos. 
En [21] se utiliza un arreglo AC-DC-AC para reducir el impacto que tiene la intermitencia 
en la generación de energía a partir de esta fuente. Mediante la utilización de este tipo de 
convertidores se trasforma la energía AC en DC para posterior mente inyectarla a la red a 
un frecuencia específica y con un nivel de tensión asignado para no afectar y desestabilizar 
el sistema eléctrico de potencia. 
 
Figura 3-1. Turbina eólica con convertidor AC-DC. 
 
3.1. Tipos de turbinas eólicas 
 
Las turbinas eólicas se dividen en dos grandes grupos: Las turbinas de eje horizontal 
(HAWT) y turbinas de eje vertical (VAWT). 
En la Figura 3-2 se muestra una HAWT sin mecanismo de direccionamiento, esta es una 
topología clásica para los parques eólicos de generación de energía eléctrica en Colombia, 
en los cuales son utilizadas turbinas de tres aspas. Para el aerogenerador de la figura, se 
realizó un estudio en el que se utilizaron sensores inalámbricos y acelerómetros para 
registrar el comportamiento y el buen funcionamiento del mismo, este proceso es 
descrito en [3]. 
 
26 
 
 
Figura 3-2. Turbina de eje horizontal [3]. 
 
 
El otro tipo de turbina es la VAWT, en la Figura 3-3 se pude observar las aspas de una 
turbina de eje vertical tipo SAVONIUS, estas aspas van sobre puestas sobre un generador, 
el cual es movido lateralmente por el viento. Una característica primordial de estas 
turbinas es que en ningún caso requieren de algún tipo de elemento de direccionamiento 
para captar la mayor incidencia del aire[22], [23]. 
 
 
Figura 3-3.Hélices de una turbina tipo Savonius [24]. 
 
 
 
27 
 
 
 
3.1.1. Turbinas de eje vertical 
 
La principal característica de una VAWT es que debido a su construcción, no necesita ser 
orientado hacia el viento, por otro lado los mecanismos de transición de potencia (caja de 
engranajes) y su generador son montados a nivel del suelo para facilitar el acceso cuando 
se presente alguna contingencia y/o mantenimiento[14], [22], [23]. 
Sin embargo, debido a la estructura y construcción de las VAWT, es necesario 
implementar un sistema de arranque, ya que no posee un mecanismo de auto arranque y 
es necesario proporcionarle el impulso inicial para iniciar la generación de energía. 
Actualmente, las turbinas de tipo VAWT generalmente giran automáticamente (con ayuda 
de un motor auxiliar) hasta que alcanzan la relación entre la velocidad de la cuchilla y la 
velocidad del viento (Relación de Velocidad de la punta o TSR), que produce un par lo 
suficientemente grande para para hacer que el trabajo haya sido útil [22]. 
No es muy común el uso de las turbinas (o aerogeneradores) de eje vertical debido a una 
gran cantidad de inconvenientes de índole técnico y económico, estos pueden ser en su 
mayoría de dos tipos: 
• Arrastre diferencial 
• Rotor de variación cíclica de incidencia 
Los aerogeneradores verticales de arrastre diferencial, tienen el mismo principio de 
funcionamiento de un anemómetro de cazoletas (coperolas), aprovechan la diferencia de 
la fuerza del viento entre una superficie cóncava y una convexa, una de las turbinas de 
este tipo más populares es la tipo Savonius. El aerogenerador de tipo rotor de variación 
cíclica de incidencia más popular es el tipo Darrieus [13]. 
Al igual que a las turbinas de tipo HAWT se tienen diferentes modelos los cuales utilizan 
desde dos palas en adelante para la generación eléctrica. Para las turbinas de tipo 
Savonius se tienen cuchillas dispuestas en forma de “S” viéndolas desde un perfil superior. 
En la Figura 3-3 se puede observar este tipo de turbinas de dos palas, las de tres palas se 
enseñan en la Figura 3-4 [14]. 
 
28 
 
 
Figura 3-4.Generador Savonius de 3 palas. Tomado de [14]. 
 
Para el caso de la instalación de turbinas VAWT en alta mar estas turbinas tienen una 
importante ventaja con respecto a las HAWT debido a su construcción en la cual no 
necesita un mecanismo de direccionamiento, debido a su centro de gravedad, a su fácil 
montaje, su fácil mantenimiento. Adicionalmente, presentan un mayor potencial de 
generación de energía a gran escala, sin embargo, este tipo de tecnología no ha recibido la 
atención que merece [25]. 
 
Basándose en el reporte hecho por la WWEA asociación mundial de energía eólica en el 
año 2013, el 74% de los fabricantes de pequeñas turbinas eólicas adoptó la tecnología de 
HAWT, tan solo el 18% tecnología VAWT y el 6% ambas [26]. En la India el NIWE (Instituto 
Nacional de la Energía Eólica) realizó pruebas a nueve modelos de turbinas eólicas, de las 
cuales tres modelos están bajo etapa de prueba en WTRS (Estación de Investigación de la 
turbina de viento), Kayathar. Estos modelos fueron proporcionados por 9 fabricantes 
diferentes, y sólo uno está ofreciendo VAWT [27]. 
Esto deja en evidencia que esta tecnología es un campo muy poco explorado por los 
fabricantes y diseñadores de este tipo de turbinas lo cual reduce la promoción de este tipo 
de tecnología, sin embargo, la turbina de eje vertical de pala recta está ganando más 
atención debido a su diseño simple, alta eficiencia, bajo costo y por ser una gran 
alternativa para la generación de energía a pequeña escala [27]. 
 
3.1.2. Turbinas de eje horizontal 
 
Los aerogeneradores de ejehorizontal (HAWT) cuentan en su mayoría con un número 
pequeño de palas, de una a tres palas, siendo el modelo de tres palas el más popular y el 
más comúnmente utilizado. Este tipo de generadores son capaces de competir con las 
plantas de generación a base de combustibles fósiles en el precio si son ubicadas en zonas 
favorables. Sin embargo, con mejor tecnología, es posible reducir más el costo 
 
29 
 
normalizado de la energía y dar a las centrales de energía eólica una mejor ventaja 
competitiva [28]. 
Las turbinas eólicas de este tipo tienen una gran variedad de potencias, lo que la hace una 
turbina ideal para diversas aplicaciones, esta es una de las razones por las cuales en este 
documento se recreará el funcionamiento de este tipo de aerogenerador. 
Los HAWT se caracterizan por tener sus mecanismo de generación a gran altura, sin 
embargo, esto puede llegar a ser una gran desventaja al momento de realizar trabajos de 
reparación y/o mantenimiento, por otro lado algunos de estos modelos de 
aerogeneradores cuentan con una unidad de posicionamiento el cual direcciona las palas 
hacia el punto de mayor incidencia con el viento [22]. 
Como la generación de energía eléctrica a partir de este tipo de fuentes está relacionada 
con el área abarcada por el recorrido de las aspas para generar más potencia, es necesario 
un diámetro mayor. Por otro la lado, las palas experimentan grandes fuerzas de empuje y 
par, por lo cual la generación de energía eléctrica se ve limitada por la resistencia de las 
cuchillas [22]. 
En la Figura 3-5 se puede observar en detalle la estructura de un aerogenerador de eje 
horizontal, donde también se puede observar algunos de sus componentes y partes más 
importantes: 
1. Base y cimientos 
2. Punto de conexión a la estación transformadora 
3. Torre de sustentación 
4. Escalera inferior para acceso a la góndola 
5. Sistema de orientación del rotor hacia el viento 
6. Góndola 
7. Generador eléctrico 
8. Anemómetro y veleta 
9. Freno para fijación del rotor 
10. Caja multiplicadora 
11. Pala o alabe del rotor 
12. Punto de inserción de la pala en el buje 
13. Buje del aerogenerador 
 
 
30 
 
 
Figura 3-5.Vista lateral de un aerogenerador de eje horizontal. Tomada de [13]. 
 
Las turbinas de eje horizontal presentan un buen número de ventajas sobre las turbinas 
de eje vertical, las VAWT por ahora no tienen muchos modelos que sean comercializados. 
Dentro de las ventajas, por las cuales se decide crear emuladores de turbinas eólicas de 
eje horizontal se destacan[13]: 
• Las turbinas HAWT poseen características de velocidad y par propicias para 
impulsar un generador (síncrono o asíncrono), el total de producción eléctrica 
eólica mundial se hace actualmente solo con turbinas de eje horizontal, tripala en 
la mayoría de los casos. 
• Los aerogeneradores HAWT cubren una mayor superficie que las VAWT por lo que 
generan potencias mucho mayores. 
• A mayor altura, la velocidad del viento es mayor también, las turbinas eólicas de 
eje horizontal aprovechan esto gracias a las grandes alturas que alcanzan del suelo. 
• La potencia de los generadores eólicos HAWT ha crecido anualmente, en 1997 la 
potencia media unitaria de estos generadores era de 409 kW, ya para el 2009 fue 
de 1854 kW [13]. 
 
 
31 
 
 
3.1.2.1. Turbinas de velocidad variable 
 
En este tipo de turbinas se realiza una regulación de par y potencia de salida, lo cual se 
basa en distintas condiciones de velocidad del viento. El control de par se realiza por lo 
general en la región de la velocidad del viento baja. El método de regulación de potencia 
de salida se consigue a través del control de paso de pala como el empleado en [25], que 
se ha utilizado predominantemente en los últimos años. La técnica de control de paso es 
muy útil para entregar y modificar el ángulo de las palas de acuerdo a distintas 
condiciones de velocidad del viento y ajustar el sistema de control dentro de las 
especificaciones de diseño de la turbina [12]. 
Actualmente, a la turbina real se le han desarrollado y probado un conjunto de métodos 
como el sistema de conversión de turbina de viento de velocidad variable (VSWT) el cual 
se está incrementado en el mercado comercial, ya que tiene algunas ventajas más que la 
generación a partir de la turbina convencional (velocidad constante) [12]. 
Se ha demostrado que VSWT es lo suficientemente eficiente para generar 10% más de 
potencia al año que la turbina eólica de velocidad constante (CSWT). Se investigó que el 
comportamiento de VSWT depende de la eficiencia de la estrategia de control utilizado en 
[3]. El diagrama de la estrategia de control VSWT moderno se muestra en la Figura 3-6 
[12]. 
 
Figura 3-6.estrategia de control actual de turbina de velocidad variable [12]. 
 
3.2. Emuladores de turbinas eólicas 
 
Un emulador de turbina eólica (WTE) es un importante equipo para el desarrollo de los 
sistemas de conversión de energía eólica, el objetivo de estos emuladores es reproducir el 
comportamiento estático y dinámico en un entorno controlado de las turbinas eólicas sin 
la necesidad de depender de la existencia de la turbina real o el recurso real del viento[8]. 
 
32 
 
Los emuladores eólicos están basados en el sistema de conversión de la Figura 3-7, en él 
se puede ver el modelo de una turbina eólica, en la cual el viento proporciona la energía 
cinética a las aspas del generador que está conectado a una caja de engranajes, en 
algunos casos. Al momento de implementar el emulador eólico la caja de engranajes 
puede llegar a ser obviada, al usar un generador de imanes permanentes [29] y esta a su 
vez proporciona el par mecánico al generador eléctrico[30]. 
 
Figura 3-7. Sistema de una turbina eólica [8]. 
 
Los actuales sistemas de conversión de energía eólica (WECS) tienen una estructura 
compuesta por una turbina eólica impulsada por la fuerza del viento, ésta se acopla a una 
caja de engranajes y luego se acopla al generador eléctrico [19], [30]. Los emuladores 
eólicos en su mayoría reemplazan la velocidad del viento por un perfil de viento ingresado 
a un computador, y la turbina por un motor, dividiendo así el sistema en una parte 
mecánica (acople generador motor) y una parte de software, donde se encontrará la 
interface y un sistema que regule la velocidad del motor. 
 
3.2.1. Parte electromecánica 
 
En la mayoría de los sistemas de emulación estudiados recurren a un motor DC para hacer 
las veces de turbina, la velocidad de este, es en ocasiones regulada a través del control de 
la corriente de entrada. En el esquema de control del motor es una de sus variables de 
entrada, así como la velocidad del viento y dependiendo del esquema de control utilizado 
será o no realimentada con el fin de obtener mayor exactitud en la velocidad de salida y 
par del motor[31]. 
El generador es el encargado de convertir esa energía mecánica dada por la turbina, en el 
caso del emulador, por el motor a energía eléctrica. La literatura consultada muestra que 
para los procesos de emuladores eólicos se utiliza un generador de inducción o de imanes 
permanentes [32], [33]. La selección de dicho generador y de sus características de fábrica 
dependerá del tipo de turbina que se desea emular, por ejemplo cuando el generador 
eléctrico es una máquina de inducción o imanes permanentes y la turbina a emular es de 
baja velocidad es necesario un generador con alto número de polos o sub utilizar el motor, 
es decir, no llevarlo por encima de las revoluciones por minuto nominales del generador. 
 
33 
 
 
3.2.2. Parte de control 
 
En esta parte de los emuladores estudiados, el software permite la recopilación de los 
parámetros característicos del modelo matemático del Aerogenerador, para ser simulado 
a partir de diferentes tipos de software y obtener como resultado un valor de potencia de 
salida teniendo en cuenta la velocidad del viento registrada en los perfiles de viento, la 
curva de potencia máxima delgenerador, el modelo de turbina, y cualquier variable que 
repercuta en la potencia de salida[31]. 
Para los emuladores eólicos el control desempeña un papel esencial. Debido a que, por 
una parte, el énfasis en los métodos de control puede disminuir el costo de energía 
manteniendo la turbina cerca a su punto de máxima potencia. Por otro lado, pueden 
reducir el desgaste estructural y por lo tanto reducir los costos de operación y 
mantenimiento, así como aumentar la vida útil. Hay varios métodos de control, que van 
desde los métodos clásicos de control, los cuales son los más utilizados en aplicaciones 
reales [28]. 
Dependiendo de la estructura electromecánica que se tenga, se pueden plantear 
diferentes estrategias de control para el desarrollo de los emuladores eólicos. En [31] se 
plantea un emulador eólico a partir de un arreglo electromecánico entre un motor DC y un 
dinamómetro DC, a partir de este arreglo se plantea una estrategia de control mediante el 
programa de simulación LabView, donde los parámetros mecánicos fueron simulados con 
el fin de calcular una potencia de salida objetivo para el emulador y donde la velocidad del 
eje motor-generador realimentan el sistema de control para regular su comportamiento. 
Sin embargo, los equipos seleccionados para hacer parte electromecánica del sistema 
pueden variar según sea el caso. En [30] es utilizado un motor de inducción como turbina 
y para poder tener un control sobre el motor se incorpora un inversor de par escalar, 
además utilizan una estrategia de control en lazo cerrado a diferencia de [31] en el cual 
no es necesaria esta estrategia de control y es implementado un control en lazo abierto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
 
4. DISEÑO DEL EMULADOR 
 
Buscando realizar la representación mecánica del comportamiento del viento, y su 
interacción con un aerogenerador, en el siguiente capítulo se realiza la selección de los 
equipos idóneos para realizar esta tarea, los cuales reproduzcan fielmente el 
comportamiento real de un aerogenerador comercial de eje horizontal. Se definen 
también las razones principales de porque fueron estos escogidos. 
El estudio previo de las características de las diferentes turbinas de viento existentes en el 
mercado, y el análisis realizado a los diferentes modelos de emuladores de turbinas 
eólicas que se mencionaron anteriormente, dieron bases suficientes para el diseño de un 
emulador construido en la Universidad Distrital, y que permitiera la reproducción de 
perfiles de viento para analizar el comportamiento de turbinas eólicas o aerogeneradores 
que actualmente se usan para la generación de energía eléctrica. 
Existen diferentes tipos de configuración para generar energía eléctrica a partir de 
aerogeneradores. En la mayoría de las turbinas estudiadas la generación se hace con una 
tensión de naturaleza AC trifásica, con tensiones inferiores a los 1000V. Las tecnologías 
utilizadas en la producción energética a partir de energía eólica son: 
• Generador asíncrono 
• Generador síncrono 
Cuando se utilizan generadores asíncronos pueden usarse dos tipos, asíncrono con rotor 
en jaula de ardilla y con rotor bobinado doblemente alimentado. 
Los generadores síncronos de imanes permanentes y los de inducción o asíncronos con 
rotor doblemente alimentado se utilizan con rotores eólicos que trabajan con velocidades 
variables, mientras que los de inducción con rotor de jaula de ardilla es común verlos en 
aplicaciones que cuentan con rotores eólicos a velocidad constante. 
En la Figura 4-1 se puede ver el proceso de conversión del sistema de una turbina eólica 
convencional y algunos de sus componentes, donde se aprovecha la velocidad el viento 
para hacer mover un generador. 
 
 
Figura 4-1.Estructura de una turbina eólica. [34] 
 
36 
 
Para el diseño del emulador eólico expuesto en este documento se escogió un motor de 
inducción para que haga las veces de turbina eólica, un generador de imanes permanentes 
con un encoder y un variador de frecuencia de 3 HP para controlar la velocidad de giro del 
motor. Los datos se ingresan mediante un programa desarrollado en LabView, y la 
comunicación entre la parte mecánica y el software se hace mediante una tarjeta de 
adquisición de datos de National instruments (NI USB-6008, 12 Bits), tal como se puede 
ver en la Figura 4-2. 
 
 
4.1 Implementación del Hardware y componentes 
 
4.1.1 Motor de inducción 
 
Tal como se explicó anteriormente, el motor de inducción hará las veces de turbina eólica, 
el tendrá que actuar tal como lo haría un aerogenerador que cambia de velocidad 
constantemente cuando aumenta o disminuye la velocidad del viento. El motor escogido 
fue un motor de inducción trifásico jaula de ardilla de la marca WEG, a continuación se 
muestra una tabla donde se registran las principales características de dicho motor. 
 
 
Figura 4-2 .Disposición de equipos del emulador de turbina eólica. 
 
37 
 
Motor WEG W22 
Fases 3 
Potencia [kW] 1.5 
carcaza 90S 
Voltaje [V] 220/440 
Amperios [A] 6A- 3A 
Rpm 1750 
Frecuencia [Hz] 60 
SF 1,15 
P.F 0,78 
T Ambiente [°C] 40 
AH 1000 
Tabla 4-1.Características Motor WEG W22. 
 
El campo de inducción en este tipo de máquinas se origina gracias a las corrientes que 
circulan por los devanados que están distribuidos por las ranuras existentes en el estator. 
Estos devanados están interconectados formando tres grupos de bobinas, que tienen seis 
terminables accesibles desde una caja de bornes, correspondientes a los extremos de las 
tres fases del estator [35]. En estas terminales se pueden realizar conexiones en estrella Y 
ó triangulo Δ tal como se muestra en la Figura 4-3. Mientras que en el devanado del 
rotor, en el caso de las máquinas de inducción tipo jaula de ardilla, los conductores por los 
que circulan las corrientes inducidas, están constituidas generalmente por barras de 
aluminio y tienen sus extremos cortocircuitados por dos anillos del mismo material de las 
barras. 
 
 
Figura 4-3. Caja de bornes de máquina jaula de ardilla, conexión estrella y triangulo respectivamente [36]. 
 
La conexión escogida para el motor WEG utilizado en el emulador, fue una conexión tipo 
estrella, configuración que quedó determinada luego de varias pruebas previas. 
 
38 
 
 
4.1.2 Generador sincrónico. 
 
Como en todos los sistemas tradicionales de generación, incluyendo los sistemas eólicos 
(La alta velocidad de rotación que se obtiene del sistema de transmisión se conecta al 
generador que produce electricidad a partir del movimiento), el emulador debe contar 
con un generador que convierta la energía mecánica en energía eléctrica. 
Las turbinas de gran potencia y de gran tamaño usan generadores asíncronos doblemente 
alimentados, cuando estos son empleados, la velocidad de rotación es variable, caso 
contrario a cuando se usan generadores asíncronos, otra de las opciones consiste en usar 
generadores síncronos. 
En un principio se había diseñado el emulador con otro motor de inducción igual al 
explicado anteriormente, para hacer las veces de generador, ya que si una máquina de 
inducción conectada a un sistema de alimentación trifásico está funcionando como motor 
y se le hace girar al rotor por encima de la velocidad de sincronismo, se dice entonces que 
dicha máquina puede transferir al sistema de alimentación cierto valor de potencia activa, 
funcionando de esta manera como un generador. Conectando su estator a unos 
condensadores en vez de la red eléctrica y girando el rotor con ayuda de una maquina 
motriz puede llegar a ser una fuente de corriente alterna trifásica [35]. 
Debido a problemas como la variación de la capacidad y la estabilización de la carga, se 
optó por una opción mejor, más no más económica, la utilización de un generador de 
imanes permanentes (PMG), el cual permitiría que el emulador estuviera aún más 
relacionado con lasturbinas eólicas con las que se podría relacionar, gracias a que esta 
tecnología es usada ampliamente en la generación eólica. 
Un generador de imanes permanentes es un generador síncrono, cuyo bobinado de 
excitación es sustituido por un sistema conformado por imanes permanentes que 
suministran un campo constante de excitación. Este tipo de generadores tienen como 
gran ventaja la eliminación de las escobillas y los sistemas reductores, lo que se traduce en 
ahorro en mantenimiento y espacio. 
El generador implementado en el prototipo aquí expuesto, logró entregar con la carga 
apropiada y la ayuda de una maquina motriz, aproximadamente 800 W, en el periodo de 
pruebas. Se estima que a 3600 rpm podría llegar a 1 kW, esta sería entonces una de las 
limitantes más importantes del proyecto, ya que se reduce la gama de turbinas que 
podrían llegar a representarse mediante el emulador aquí desarrollado. 
El generador con el que se trabajó este proyecto trae además un encoder incremental, 
una herramienta bastante importante a la hora de monitorear el trabajo no solo de este 
sino de todo el grupo motor-generador. El encoder transforma un movimiento angular en 
una serie de impulsos digitales, estos impulsos son fundamentales a la hora de programar 
la interfaz, pues será el dato de referencia y de entrada para el resto del programa. 
 
39 
 
4.1.3 Variador de velocidad. 
 
El variador de frecuencia es uno de los elementos principales del diseño desarrollado aquí. 
Es el encargado del control de velocidad del motor, velocidad que debe cambiar tal como 
cambia la velocidad del viento dependiendo las condiciones del clima o del lugar de 
estudio. El variador de velocidad que se contempló para el diseño del emulador fue el 
CFW 500 de la marca WEG, que permite ejercer sobre el motor no solo control de 
velocidad, sino también de torque. Ofrece además una opción de control vectorial o 
escalar. Igualmente el convertidor de frecuencia posee funciones para programación 
similares a las de un PLC (controlador lógico programable), que se pueden programar 
mediante un software llamado SoftPLC. 
El CFW 500 fue seleccionado no solo por las características mencionadas anteriormente, 
este variador cuenta con un módulo de expansión de entradas y salidas analógicas y 
digitales, además de contar con un puerto USB, para cumplir funciones de monitoreo y 
control mediante el software SuperDrive G2. Los componentes más relevantes que 
componen el variador de velocidad se pueden ver en el diagrama de bloques de la Figura 
4-4 y sus partes se ven en la Figura 4-5. 
 
Figura 4-4. Diagrama de bloques del variador de velocidad [37]. 
 
40 
 
 
 
Figura 4-5. Partes principales del variador de velocidad. 
1. Soporte de fijación para montaje en superficie 
2. Soporte de fijación para montaje en riel 
3. Ventilador 
4. Modulo plug-in 
5. HIMI 
6. Tapa frontal 
 
En las primeras etapas de diseño se contempló la idea de hacer netamente el control del 
grupo motor-generador mediante el variador de frecuencia, utilizando su programación 
de rampas de velocidad, pero el limitado número de velocidades que se podían configurar 
llevó a explorar nuevas opciones. El uso de las funciones tipo PLC fue otra opción que se 
examinó, pero problemas al cargar los diagramas de programación, en lenguaje ladder, 
estanco este proceso. 
Finalmente el diseño del emulador incluyo el uso del variador por medio del módulo de 
expansión USB, se estableció que se crearía un programa que controlará la frecuencia del 
CFW 500 tal como se haría con un potenciómetro conectado a una de sus entradas 
analógicas, dicho programa estaría directamente relacionado con la interfaz del usuario 
final del emulador. 
 
 
41 
 
 
4.1.4 Caracterización del emulador (Motor - Generador) 
 
Teniendo ya los componentes electromecánicos que constituyen el emulador, se debe 
verificar su comportamiento cuando están en marcha, con el objetivo de encontrar los 
parámetros que permitan entablar relaciones directas con el funcionamiento de turbinas 
eólicas y aerogeneradores. 
Para caracterizar el grupo motor generador, se debe controlar la velocidad de giro del 
motor por medio del variador de velocidad CFW500, conectándolo con sus respectivas 
protecciones tal como se presenta en la Figura 4-6. Se configura el variador en local, de 
tal manera que se pueda modificar la velocidad de giro del motor, cambiando la 
frecuencia en pequeñas proporciones desde la pantalla del variador. 
En un motor asíncrono la marcha en vacío es una marcha llamada industrial, en la que la 
potencia útil es cero. Por lo tanto es una marcha en la que el estator del motor se 
alimenta a la tensión y la frecuencia asignada y no se conecta ninguna carga mecánica al 
eje [36]. En esta situación el par que proporciona la maquina prácticamente es nulo, 
debido a que solo debe vencer los rozamientos mecánicos presentes en la construcción de 
la máquina. Al acoplar el generador, ocurre lo mismo cuando a éste no se le conecta una 
carga eléctrica, por lo que se hace necesario tener una carga al final del generador para 
lograr tener datos de potencia y relacionarlos con las turbinas a emular. 
 
Figura 4-6. Conexión del variador [37]. 
 
 
 
42 
 
 
Para lograr obtener mediciones de potencia se debe incluir una carga trifásica 
balanceada capaz de soportar la corriente y tensión resultante al impulsar el generador 
de imanes permanentes a una velocidad como la nominal del motor de inducción. 
El proceso debe incluir un tacómetro para medir la velocidad del motor en revoluciones 
por minuto y elementos de medición pertinentes para lograr medir la potencia de salida 
en el generador, La carga escogida fue una de 10 dado que fue la que más corriente logra 
soportar durante un tiempo más prolongado de trabajo (5,7 A, Imax= 8 A durante 15 
minutos). 
En el Anexo 1 se puede observar el resultado de la prueba donde la frecuencia de trabajo 
se cambió para cada toma de datos aumentando 0,5 Hz por muestra, partiendo desde la 
frecuencia inicial entregada por el variador de velocidad correspondiente a los 3Hz, hasta 
llegar a la máxima entregada por el variador en su configuración normal de 65 Hz. Se 
realizan mediciones de corriente y de tensión, con el fin de conocer la potencia de trabajo 
que alcanza el generador, pues esta depende específicamente de la frecuencia del 
sistema y de la velocidad a la cual gira el motor de inducción. 
Los datos registrados en la prueba muestran el comportamiento del funcionamiento del 
emulador cuando trabaja alimentando una carga de 10 Ω, dichos resultados son 
graficados y mostrados en la Figura 4-7. 
En el Anexo 1, se ve cuando el motor llega a una velocidad por encima de la nominal, justo 
cuando el variador llega también a la frecuencia máxima a la que puede operar, con estos 
datos el grupo generador entrega la máxima potencia a la que puede llegar, lo que 
permite conocer cuál es el rango de potencias de las turbinas que se podrán emular con 
este prototipo. 
 
43 
 
 
Figura 4-7. Caracterización del grupo motor-Generador. 
 
4.2 Turbina eólica escogida 
 
Como se mencionó anteriormente una de las más grandes limitantes que tiene el 
emulador expuesto en este documento, es el tipo de generador con el que se implemente 
el prototipo, es gracias a la capacidad de entregar una mayor cantidad de potencia que el 
emulador podrá ser configurado para trabajar tal como lo haría turbinas de mayor 
potencia. El generador de imanes permanentes alcanza una potencia máxima de 800 W, 
por lo que el emulador podrá actuar como turbinas eólicas de esta potencia o menor. 
En la actualidad existen una gran cantidad de fabricantes de aerogeneradores y pequeñas 
turbinas, comercializadas para uso doméstico, para pequeñas industrias y para proyectos 
agropecuarios. Una de las aplicaciones más implementadas con aerogeneradores son los 
sistemas híbridos, pues junto con los sistemas solares fotovoltaicos hacen una instalación