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Alejandro Ample C Andrés Rodríguez C LA ENERGÍA EÓLICA.

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1 Alejandro Ample C Andrés Rodríguez C LA ENERGÍA EÓLICA

2 ¿Por qué se llama Energía Eólica? En la cuna de la civilización occidental, en la rica de la cultura griega han nacido diversas tipo de leyendas y mitologías. Es por esto, que el nombre de energía eólica proviene del dios Eolo, que era hijo de Mimante, uno de los hijos del Eolo Helénida. Según cuenta Diodoro, historiador griego, narra que Eolo al llegar a la isla de Líparo, donde reinaba el rey Líparo, ayudo a este de apoderarse de la zona de Sirrento mientras él se caso con la hija del rey, Cíane, y se en rey de la isla. Se dice que era piadoso, justo y amable con los extranjeros, enseñó a los valientes navegantes al manejo de las velas y se decía que tenía la habilidad de predecir los vientos. En este pasaje se mencionan en los seis hijos de Eolo. Una corta historia…

3 Tambien se menciona que, Zeus le había concedido el poder de controlar los vientos por lo que Eolo tenía encerrados a los marineros y los gobernaba con su dominio absoluto, apresándolos o liberándolos a libertad de su antojo. Por otro lado, en la Odisea, este Eolo, denominado como el Señor de los Vientos, vivía en la isla flotante de Eolia. Tuvo la voluntad de ayudar a Odiseo en su retorno a Ítaca. Se explica que Eolo lo trató muy bien, y le dio sus vientos favorables, además de un odre que poseía el poder de darle todos los vientos y que debía ser utilizado con sabiduría. ¿Por qué se llama Energía Eólica?

4 Sin embargo, la tripulación de Odiseo fueron desconfiados y creyeron que la bolsa contenía oro y la abrieron, provocando como consecuencias graves tempestades y la nave terminó regresando a las costas de Eolia, pero Eolo se negó a ayudarlos de nuevo. Eolo es representado empuñando un cetro como símbolo de su autoridad, y rodeado de turbulentos remolinos, los Vientos, cada uno de los cuales era un dios. ¿Por qué se llama Energía Eólica?

5 Una manifestación de las permanentes diferencias de presiones atmosféricas, que existen en nuestro planeta, es el movimiento del aire que no puede permanecer en reposo y se desplaza prácticamente sin cesar y en todas las direcciones. Estas denominadas corrientes constituyen los vientos. EL VIENTO

6 Las diferencias térmicas, generadas por calentamiento no uniforme en el suelo, originan diferencias de presión entre puntos de la superficie terrestre, la que a su vez está en rotación sobre un eje. DIRECCIÓN DEL VIENTO Las diferencias de presión provocan aceleraciones del movimiento del aire, inicialmente desde la zona de mayor presión a la de menor, siendo el viento una consecuencia de estas aceleraciones.

7 Esta relación está ligada a la fuerza horizontal de presión y a la fuerza desviadora de Coriolis, que es de importancia fundamental para obtener el conocimiento del campo de vientos en los niveles de altura, sobre todo en latitudes templadas y frías. DIRECCIÓN DEL VIENTO El viento, a su vez, transporta vapor de agua, pudiendo favorecer su concentración y dar lugar a la formación de nieblas, nubes y precipitaciones. En gran escala, se ha encontrado una relación entre las isobaras, líneas que unen puntos de igual presión, y el viento predominante.

8 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.

9 CALENTAMIENTO DIFERENCIAL Y CONVECCIÓN Esta circulación genera un viento en superficie que va de la región fría a la región caliente e inversamente en niveles altos, determinando mayor presión en la parte fría y menor presión en el sector caliente.

10 LA FUERZA CORIOLIS Matemático e ingeniero francés que en 1835 expresó que todo sistema en rotación ejerce sobre cualquier objeto que se desplace sobre él una fuerza perpendicular a la dirección de su movimiento torciendo su trayectoria. Gaspard Gustav Coriolis

11 INFLUENCIA DE LA FUERZA CORIOLIS

12 VELOCIDAD DEL VIENTO Se ha establecido una escala de velocidades de vientos llamada Beaufort que las clasifica en 17 categorías: Las mayores velocidades de vientos se encuentran en los ciclones tropicales y cerca de los 45º de latitud sur, (de 150 a 200 km/h). La mayor velocidad registrada fue 416 km/h instantáneo, 338 km/h como promedio de 5 min, en New Hampshire (US).

13 CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICAS La circulación atmosférica tiene lugar en la troposfera, zona inferior de la atmósfera que contiene 4/5 de la masa de ésta y cuyo espesor alcanza 7 km en el polo y 17 km en el ecuador. Tiene su origen en dos causas fundamentales: La radiación solar, más intensa en los polos, es el factor más importante rotación de la tierra La rotación de la tierra que produce desvíos de los vientos hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur y por efecto Centrífugo una sobre-elevación de la altura de la atmósfera en el ecuador.

14 CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICAS La circulación general de la atmósfera como término medio, puede representarse esquemáticamente al nivel de la superficie terrestre como se muestra: En cada hemisferio se pueden distinguir tres núcleos más o menos individualizados: tropical, templado y polar.

15 CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICAS El desigual calentamiento de los océanos y continentes, la existencia del relieve y las variaciones de las estaciones implican deformaciones y una partición de las zonas de altas y bajas presiones.

16 HISTORIA DE LA ENERGÍA EÓLICA La energía eólica se ha utilizado históricamente para tareas mecánicas que requerían de mucho esfuerzo físico, como era moler grano o elevar agua de pozos. En estos casos la energía final que se usaba era la energía mecánica, sin embargo, con el paso de los años el objetivo que se buscaba era el de producir energía eléctrica a partir del viento. La generación de energía eléctrica a partir de energía eólica tuvo lugar en Dinamarca hacia 1890, cuando se realizaron los primeros experimentos con aerogeneradores, llegando a producir hasta 200 kw. Desde el año 1995 hasta nuestros días hemos visto crecer exponencialmente la energía eólica en todo el mundo, destacando los países como España, Dinamarca, Holanda y Alemania.

17 LA ENERGÍA EÓLICA La energía eólica pertenece al conjunto de las energías renovables o también denominadas energías alternativas. La energía eólica es el tipo de energía renovable más extendida a nivel internacional por potencia instalada (Mw) y por energía generada (Gwh). Como se menciono anteriormente en la diferencia de presiones, la energía eólica procede de la energía del sol (energía solar), ya que son los cambios de presiones y de temperaturas en la atmósfera los que hacen que el aire se ponga en movimiento, provocando el viento, que los aerogeneradores aprovechan para producir energía eléctrica a través del movimiento de sus palas (energía cinética).

18 LA ENERGÍA EÓLICA

19 TURBINAS EOLICAS Funcionan al contrario que un ventilador, en lugar de utilizar electricidad para producir viento, como un ventilador, las turbinas eólicas utilizan el viento para producir electricidad. El viento da vueltas a las láminas, que hacen girar un eje, que conecta con un generador y produce electricidad.

20 FUNCIONAMIENTO DE UN AEROGENERADOR

21 VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA Además las turbinas eólicas tienen muy bajos costos operativos y de mantenimiento. Es el viento quien lleva a cabo todo el trabajo de girar las aspas para que el generador produzca la energía. Una vez terminada la instalación inicial, lo único que tenemos que hacer es asegurarse de que la energía esté llegando desde la turbina hasta el suministro o el sistema de respaldo de energía. Bajo Costo Operativo

22 VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA Una de las principales ventajas de la energía eólica es que es capaz de producir suficiente energía para satisfacer las necesidades energéticas. Una sola turbina eólica puede producir suficiente energía como para alimentar a varios edificios grandes o incluso podría abastecer de energía hasta 1,400 casas. Incluso un aerogenerador pequeño con aspas de 8 metros de longitud o hasta menos es capaz de reducir dramáticamente nuestros costos de energía o incluso eliminarlos. Alta Producción

23 VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA La energía eólica es posible gracias a las corrientes de viento producidas por los cambios de temperatura en la atmósfera que el sol ocasiona. Esto quiere decir que el potencial para generar energía eléctrica usando el viento es virtualmente inagotable. Energía Ilimitada Esto quiere decir que mientras el sol siga existiendo y calentando la atmósfera terrestre, en la tierra seguirán existiendo las corrientes de viento y por lo tanto la energía eólica continuara siendo posible.

24 VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA Otro de los beneficios de la energía eólica es que desde el punto de vista económico, las turbinas eólicas son relativamente baratas. Otras formas de generación de energía renovable, como la energía geotérmica, pueden llegar a costar miles para una instalación residencial. Baja Inversión Las turbinas eólicas, por otra parte, puede ser muchísimo más económicas, sobre todo si uno decide construir un generador eólico casero.

25 VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA Debido a que la energía eólica es una forma limpia, ecología y sustentable de generar energía eléctrica, este método de producción de energía eléctrica no contamina el aire y el medio ambiente y ayuda a revertir el efecto invernadero causado por la quema de combustible fósil. Ayuda al Medio Ambiente

26 DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA Una de las desventajas es que si los aerogeneradores son instalados en una zona donde la velocidad promedio del viento es alta, entonces tiene mucho sentido. Si, por otra parte, el lugar de instalación del sistema eólico cuenta con una velocidad de viento promedio baja, entonces la producción de energía eléctrica será deficiente. Producción Intermitente Las turbinas eólicas también pueden llegar a representar un peligro para los pájaros y otros animales. Estos animales pueden resultar heridos al volar a través de las aspas de los generadores o incluso por volar a su alrededor. Peligrosas para las Aves Se dice que el sonido que producen las aspas al girar puede afectar ligeramente el ecosistema de la zona y podría tener un impacto negativo en la cadena alimenticia de la región.

27 DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA En este punto se dividen las opiniones, ya que hay quienes afirman que las turbinas eólicas no son particularmente atractivas visualmente. A diferencia de los paneles solares, los cuales se disimulan muy bien sobre las azoteas, las turbinas eólicas no ofrecen esta opción. Visualmente Intrusivas Desde luego eso depende del gusto de cada persona y la instalación de cada turbina. Por ejemplo, las turbinas eólicas TransWind QuadRo cuentan con un avanzado diseño que no solo la convierte en uno de los más avanzados aerogeneradores en el mundo, sino que también le da una imagen robusta, innovadora y con mucho carácter.las turbinas eólicas TransWind QuadRo

28 PARQUES EÓLICOS

29 REQUISITOS DE UN PARQUE DE EÓLICO Para que la energía eólica se establezca en una localización concreta, mediante parques eólicos, el lugar de instalación debe cumplir una serie de requisitos.

30 LOCALIZACIÓN DE UN PARQUE DE EÓLICO La energía eólica debe estar instalada en suelo no urbanizable, generalmente. Lejanía de más de un kilómetro con núcleos urbanos para evitar la contaminación acústica de los parques eólicos. Más de horas de producción eólica equivalente a potencia máxima (horas equivalentes). No interferencia con señales electromagnéticas del entorno, ya que señales de televisión, radio o telefonía se pueden ver perjudicadas si no se instalan otros dispositivos que lo eviten. Respetar la avifauna del entorno, estableciendo si es preciso un paso para aves migratorias entre grupos de aerogeneradores.

31 MUNDO EÓLICO

32 TOP 5 DE LOS MAYORES PRODUCTORES DE ENERGÍA EÓLICA 5. Horse Hollow Wind Energy Center - Estados Unidos MW 4. Roscoe Wind Farm – Estados Unidos – 782 MW

33 TOP 5 DE LOS MAYORES PRODUCTORES DE ENERGÍA EÓLICA 2. Jaisalmer Wind Park – India – MW 3. Alta Wind Energy Center – Estados Unidos – MW

34 TOP 5 DE LOS MAYORES PRODUCTORES DE ENERGÍA EÓLICA 1. Gansu Wind Farm - China MW

35 ENERGÍA EÓLICA EN

36 ENERGÍA EÓLICA EN COLOMBIA PARQUE EÓLICO JEPÍRACHI Jepírachi, que significa vientos del nordeste (vientos que vienen del Cabo de la Vela) en lengua nativa Wayuu, es el primer parque para la generación de energía eólica construido en el país. El parque entró en operación comercial plena el 19 de abril de 2004, y hace parte de un programa mayor para el aprovechamiento de la energía eólica en la Alta Guajira.

37 ENERGÍA EÓLICA EN COLOMBIA Tiene una capacidad instalada de 19,5 MW de potencia nominal, con 15 aerogeneradores de 1,3 MW cada uno, sometidos a los vientos alisios que soplan casi todo el año en esta parte de la península, a un promedio de 9,8 metros por segundo. Las máquinas están distribuidas en dos filas de ocho y siete máquinas respectivamente, en un área aproximada de un kilómetro de largo en dirección paralela a la playa y 1,2 kilómetros de ancho al norte de la ranchería Kasiwolin y al occidente de la ranchería Arutkajui.

38 ENERGÍA EÓLICA EN COLOMBIA Planes de Energía Eólica en Colombia: Colombia cuenta con otras muchas zonas con buenos vientos para la instalación de parques eólicos. Las Islas de San Andrés y Providencia Villa de Leyva Cúcuta Santander Risaralda Valle del Cauca Huila Boyacá Zonas donde, en un futuro, las aspas de los molinos de viento podrían producir energía limpia y respetuosa con el medio ambiente.

39 ENERGÍA EÓLICA EN COLOMBIA

40 El FUTURO DE LA ENERGÍA EÓLICA

41 FUTURO DE LA ENERGÍA EÓLICA Actualmente muchos países cuentan con la energía eólica como una fuente de energía primaria en pleno desarrollo. Los países que destacan como futuros grandes generadores de energía eólica son: China, India, Sudamérica y EE.UU. De hecho, China cuenta ya con grandes fabricantes de aerogeneradores que han conseguido tecnologías muy fiables. Instalación eólica en Cataluña

42 FUTURO DE LA ENERGÍA EÓLICA Turbinas eólicas en vuelo Makani Airborne Wind Turbine: puede alcanzar vientos más fuertes y consistentes a altitudes cerca de los 300 metros, lo que significa que un 85% de los Estados Unidos puede tener recursos de viento viables por medio de este dispositivo (comparado con el 15% que utiliza tecnología de turbina actualmente).

43 CONCLUSIONES La manifestación de las permanentes diferencias de presiones atmosféricas, que existen en nuestro planeta, es el movimiento del aire que no puede permanecer en reposo y se desplaza prácticamente sin cesar y en todas las direcciones. Estas denominadas corrientes constituyen los vientos.

44 CONCLUSIONES Las diferencias térmicas, generadas por calentamiento no uniforme en el suelo, originan diferencias de presión entre puntos de la superficie terrestre, a la que a su vez está en rotación sobre un eje. Las diferencias de presión provocan aceleraciones del movimiento del aire, inicialmente desde la zona de mayor presión a la de menor, siendo el viento una consecuencia de estas aceleraciones.

45 CONCLUSIONES Desde el punto de vista económico, aun cuando la inversión inicial es mayor que para un sistema diesel, este combustible es gratis y tiene una vida prolongada. Sin embargo su principal desventaja es que es intermitente y aleatorio, lo que resulta difícil su predicción en gran parte del planeta.

46 BIBLIOGRAFÍA ¿Qué es la Energía Eólica? (s.f.). Recuperado el 30 de Abril de 2014, de Economía de la Energía. (s.f.). Recuperado el 27 de Abril de 2014, de Fieras de la Ingeniería. (s.f.). Recuperado el 29 de Abril de 2014, de Fieras de la Ingeniería. (s.f.). Recuperado el 29 de Abril de 2014, de Fuentes de generación alternativas. (s.f.). Recuperado el 23 de Abril de 2014, de Los parques eólicos más grandes del mundo- Vida Verde. (s.f.). Recuperado el 26 de Abril de 2014, de Parques-Eolicos-Mas-Grandes-Del-Mundo.htmhttp://vidaverde.about.com/od/Tecnologia-y-arquitectura/a/Los- Parques-Eolicos-Mas-Grandes-Del-Mundo.htm

47 BIBLIOGRAFÍA Periódico de la Universidad Nacional. (s.f.). Recuperado el 27 de Abril de 2014, de en-colombia.html en-colombia.html Revista Futuros. (s.f.). Recuperado el 23 de Abril de 2014, de Vida verde. (s.f.). Recuperado el 30 de Abril de 2014, de Grandes-Del-Mundo.htm Grandes-Del-Mundo.htm Quenergia. (s.f). Recuperado el 1 de Mayo 2014, de innovaciones-parte-i/ Taller de experimentación en fluidos geofísicos. (s.f). Recuperado el 10 de Mayo 2014, de

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