José Luis Galante Martín Ruymán Hernández Herrera ENERGÍA EÓLICA José Luis Galante Martín Ruymán Hernández Herrera

Historia Primer aprovechamiento: Egipcios En el siglo VII d.C. surgen molinos elementales en Persia para el riego y moler el grano A partir de los siglos XII-XIII empieza a generalizarse el uso de los molinos de viento Estos molinos se mantienen hasta el siglo XIX En1802, Lord Kelvin, asoció un generador eléctrico para obtener energía eléctrica. TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Con la primera crisis del petróleo se reinician los proyectos En la segunda mitad del siglo XIX aparece el Molino multipala tipo americano que sentará las bases para el diseño de los modernos generadores eólicos Entre las guerras mundiales cuando aparecieron los proyectos de grandes aerogeneradores de dos o tres palas El bajo precio del petróleo determina la suspensión de los grandes proyectos en todo el mundo Con la primera crisis del petróleo se reinician los proyectos TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Características generales La energía eólica es una energía renovable, es decir que nunca se acaba Forma indirecta de energía solar, las diferencias de temperatura y presión en la atmósfera por absorción de la radiación generan el viento Las zonas más favorables, regiones costeras y grandes estepas, donde hay vientos constantes, velocidad media >30 Km/h TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Disposición a lo largo de la línea de costa TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Cuantificación de la energía existente en el viento Un aerogenerador obtiene su potencia de entrada convirtiendo la fuerza del viento en un par actuando sobre las palas del rotor Depende de la densidad del aire, del área de barrido del rotor y de la velocidad del viento. TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Ecuación de la potencia P = 1/2ρAv3 P = Potencia en W ρ = densidad del aire en Kg/m3 A = Superficie en m2 V = Velocidad del viento en m/s TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Coeficiente de potencia Cp = PA(v) / (1/2ρAv3 ) Limite de Beltz = 59% TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Variables a tener en cuenta Velocidad media del viento y distribución de frecuencias de la velocidad Distribución de frecuencias en las diferentes direcciones (rosa de vientos) Variación del viento con la altura. Valores extremos (ráfagas). TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Expresión para evaluar la velocidad del viento V=V0 (h/h0)n V= velocidad del viento, a la altura h respecto al suelo V0= velocidad del viento conocida a un altura h0 h= altura a la que se desea estimar la velocidad del viento. h0= altura de referencia. n= valor que depende de la rugosidad del terreno.

Valores de n n Tipo de terreno Liso (mar,arena,nieve) 0,10-0,13 Moderadamente rugoso 0,13-0,20 Rugoso (bosques, barrios) 0,20-0,27 Muy rugoso (ciudades, edificios altos) 0,27-0,40 TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

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Tipos de aerogeneradores Eje horizontal Eje vertical Darreius Giromill TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Aerogenerador Darreius (eje vertical) TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

¿Cómo funciona un aerogenerador de eje horizontal? Componentes Torre Rotor Multiplicador Generador Góndola Sistemas hidráulico Sistemas eléctrico Anemómetro y veleta TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Aerogenerador de eje horizontal TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Góndola Palas Buje Contiene los componentes clave del aerogenerador El personal de servicio puede entrar en la góndola desde la torre de la turbina A la izquierda de la góndola está el rotor del aerogenerador, es decir, las palas y el buje Palas Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje En un aerogenerador moderno de 1000 kW cada pala mide alrededor de 27 metros de longitud Buje El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Eje de baja velocidad Multiplicador Eje de alta velocidad Conecta el buje del rotor al multiplicador El eje contiene conductos del sistema hidráulico para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos Multiplicador Permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad Eje de alta velocidad Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m. Equipado con un freno de disco mecánico de emergencia TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Generador TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Controlador electrónico Monitoriza las condiciones del aerogenerador y controla el mecanismo de orientación En caso de cualquier disfunción para el aerogenerador y llama al ordenador Sistema de orientación Activado por el controlador electrónico, que vigila la dirección del viento utilizando la veleta TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Torre TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Tipos de torres Torres tubulares de acero Torres de celosía Torres de mástil tensado con vientos TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Veleta TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Ventajas Es una fuente de energía segura y renovable. No produce emisiones a la atmósfera ni genera residuos, salvo los de la fabricación de los equipos y el aceite de los engranajes Se trata de instalaciones móviles, cuya desmantelación permite recuperar totalmente la zona Rápido tiempo de construcción (inferior a 6 meses) Es una buena fuente de energía para sitios aislados. Beneficio económico para los municipios afectados (canon anual por ocupación del suelo). Recurso autóctono Su instalación es compatible con otros muchos usos del suelo Se crean puestos de trabajo TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Inconvenientes Impacto visual: su instalación genera una alta modificación del paisaje Impacto sobre la avifauna: principalmente por el choque de las aves contra las palas, efectos desconocidos sobre modificación de los comportamientos habituales de migración y anidación Impacto sonoro: el roce de las palas con el aire produce un ruido constante, la casa mas cercana deberá estar al menos a 200 m. (43dB(A)) Imposibilidad de ser zona arqueológicamente interesante Fuente de energía aleatoria e intermitente, resulta arriesgado depender de ella si no se cuenta con algún sistema que la acumule TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Contaminación producida por diferentes tipos de energía TECNOLOGÍA ENERGÉTICA

Evolución de la energía eólica en España (2003-2005) Hasta 2003 (MW) En 2004 (MW) %04/03 En 2005 (MW) %05/04 TOTAL a 31/12/2005 (MW) % sobre TOTAL Andalucía 234,63 127 54,13% 86,61 23,95% 448,24 4,47% Aragón 1027,845 179,09 17,42% 200,2 16,59% 1407,135 14,03% Asturias 122,24 23,77 19,45% 18 12,33% 164,01 1,64% Baleares 3,65 0,00% 0,04% Canarias 123,535 5,95 4,82% 129,485 1,29% Castilla La Mancha 854,46 731,04 85,56% 432,16 27,26% 2017,66 20,12% Castilla y León 943,62 579,55 61,42% 293,7 19,28% 1816,87 18,12% Cataluña 86,45 7,92 9,16% 49,5 52,45% 143,87 1,43% Comunidad Valenciana 20,49 0,20% Galicia 1656,265 445,94 26,92% 267,07 12,70% 2369,275 23,63% La Rioja 271,87 75 27,59% 61,75 17,80% 408,62 4,07% Murcia 32,47 16,5 50,82% 6 12,25% 54,97 0,55% Navarra 747,76 102,1 13,65% 5,82% 899,36 8,97% País Vasco 84,77 59,5 70,19% 144,27 1,44% TOTAL 6206,405 2297,51 37,02% 1523,99 17,92% 10027,905 100% TECNOLOGÍA ENERGÉTICA