UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTALA DE QUEVEDO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA ENERGÍA ALTERNATIVA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA ENERGÍA EÓLICA Y SUS USOS TECNOLÓGICOS INTEGRANTES: GUILLÉN FIGUEROA IRVING JAVIER MONCAYO CONDO ALEX EFRAÍN ZAMBRANO CRUZ JORGUE JEANCARLOS TRIVIÑO MERIZALDE HUMBERTO GRUPO N° 02 2016–30-05

¿QUÉ ES LA ENERGÍA EÓLICA? La Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire al desplazarse de áreas de alta presión hacia áreas de baja presión y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas. Es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar las turbinas de las centrales termoeléctricas que funcionan a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde, y son utilizadas para generar energía eléctrica. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia. En Ecuador, la energía hídrica es la más usada, pero en lugares de la sierra y en Galápagos principalmente esta tecnología combina la europea Offshore y la americana AG 4.0 las cuales se hallan ubicadas en tres parques eólicos en Loja (Villonaco), Galápagos (Isla San Cristóbal (Cerro Tropezón) e Isla Baltra).

CARACTERÌSTICAS DE LA ENERGÍA EÓLICA Para su funcionamiento se necesita de la instalación de un aerogenerador Transforma la energía eléctrica sin la necesidad de emitir sustancias tóxicas a la capa de ozono Son de gran ayuda en lugares alejados dónde se dificulta muchísimo la llegada de electricidad Otra de las características de la energía eólica es que puede producir electricidad para abastecer a un parque eólico o grandes centrales de electricidad

CÁLCULO DE LA ENERGÍA EÓLICA La energía eólica es la energía cinética de las partículas del aire que se mueven con una velocidad v. Una superficie circular de radio r, perpendicular a la dirección del viento, es atravesado durante un tiempo t por la siguiente masa de aire: 𝑚=𝜌V=𝜌𝐴𝑉𝑡=𝜌𝜋 𝑟 2 𝑉𝑡 Por lo tanto, la energía cinética del aire es: 𝐸 𝑐 = 1 2 𝑚 𝑉 2 = 1 2 𝜌𝜋 𝑟 2 𝑉 3 𝑡 La potencia del aire es: 𝑃 𝑚𝑎𝑥 = 𝐸 𝑐 𝑡 = 1 2 𝜌𝜋 𝑟 2 𝑉 3 Hay que prestar atención al dato de que la potencia eólica depende del cubo de la velocidad del aire. Por lo tanto, la velocidad es el factor más importante a la hora de calcular la energía eólica.

¿QUÉ ES UN AEROGENERADOR? Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina eólica). Sus precedentes directos son los molinos de viento que se empleaban para la molienda y obtención de harina. En este caso, la energía eólica, en realidad la energía cinética del aire en movimiento, proporciona energía mecánica a un rotor hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica. Existen diferentes tipos de aerogeneradores, dependiendo de su potencia, la disposición de su eje de rotación, el tipo de generador, etc.

APLICACIONES Las aplicaciones aisladas por medio de pequeña o mediana potencia se utilizan para usos domésticos o agrícolas (iluminación, pequeños electrodomésticos, bombeo, irrigación, etc.), Incluso en instalaciones Industriales para desalación, repetidores aislados de telefonía, TV, instalaciones turísticas y deportivas, etc. Los sistemas más desarrollados y rentables consisten en agrupaciones de varias máquinas eólicas cuyo objetivo es verter energía eléctrica a la red. Dichos sistemas se denominan parques eólicos.  Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados de un sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red. La energía eólica por sus condiciones de producción caprichosa está limitada en porcentaje al total de energía eléctrica. Se considera que el grado de penetración de la energía eólica en grandes redes de distribución eléctrica puede alcanzar sin problemas del 15 al 20% del total sin especiales precauciones en la calidad del suministro ni en la estabilidad de la red.

Para conocer cuál es la distribución de las velocidades del viento en un lugar determinado durante el año, se efectúan medidas sistemáticas por medio de anemómetros. Actualmente se dispone de mapas con las regiones más favorecidas para la instalación de máquinas eólicas para el aprovechamiento rentable de la energía del viento. Existe una medida con la que comparar la velocidad del viento llamada Escala Beaufort. La velocidad del viento aumenta con la altura; por tanto la hélice del aparato tendrá que colocarse cuanto más alto mejor (algunas decenas de metros por encima del suelo). También se procura colocar el aparato lejos de las turbulencias provocadas por obstáculos (árboles, edificios, etc.). Los emplazamientos más favorables son los cerros o las colinas que dominan un terreno despejado y las costas marinas.

LOS PRINCIPALES PRODUCTORES DE ENERGÍA EÓLICA La industria de la eólica está ahora dirigida por una buena variedad de industrias de gran capacidad, cooperativas energéticas a grupos medioambientales. Se sabe que para un mayor éxito de este tipo de fuente de energía incluso se necesitará una mayor variedad. A finales de junio de 2015, el país con una mayor capacidad de eólica instalada es China en el primer puesto, seguido por Estados unidos en el segundo y Alemania en el tercero.

¿QUÉ ES UNA MÁQUINA EÓLICA? MOLINOS DE EJE HORIZONTAL: Máquinas eólicas en las cuales el eje de rotación es paralelo a la dirección del viento. MOLINOS DE EJE VERTICAL: Máquinas eólicas en las cuales el eje de rotación es perpendicular a la superficie terrestre y a la dirección del viento. Una máquina eólica es cualquier dispositivo accionado por el viento. Si se utiliza directamente la energía mecánica, será un aeromotor, y si se acciona un generador eléctrico, se tratará de un aerogenerador. Se acostumbra clasificar las máquinas eólicas según la posición del eje de rotación con respecto a la dirección del viento, pudiéndolos dividir en dos categorías principales:

Elementos de que consta una máquina eólica Soportes Sistema de captación Sistema de orientación Sistema de regulación Sistema de transmisión Sistema de generación

PARTES DE UNA TURBINA EÓLICA PALETAS O PALAS DEL ROTOR ASPAS ROTOR PALETAS O PALAS DEL ROTOR TRANSMISIÓN GENERADOR CONTROLES TORRE CAJA DE ENGRANES