Download Diapositiva 1 - Tecnocousaswiki

INDICE
Brisas
marinas
Fuente de energia
Tipos de viento
Viento
locales
Ventajas
Funcionamiento
Desventajas
Impacto
Medioambiental
La fuente de energía con la que se alimenta una turbina eólica es la llamada
"energía cinética" del viento, es decir la del movimiento de aire. Obviamente
esto se aplica tanto a los molinos de viento antiguos como a los modernos
aerogeneradores de hoy día.
Esta energía cinética se puede expresar en una fórmula física. Sin
excepción, todas las características, y por tanto la producción, los riesgos y
los costes de las turbinas eólicas son resultado de ésta fórmula física. Es
ésta formula la que determina la cantidad de energía cinética producida
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmete para producir
energía eléctrica mediante aerogeneradores
INDICE
Uno de los impactos medioambientales de los parques eolicos, es que en
ocasiones se situan en zonas del paso de aves migratoria. Lo que causa que
algunas de ellas mueran contra las aspas de los aereogeneradores. Tambien
que por culpa de ellos se cambien la trayectoria y haga que se desorienten.
Otro de los impactos medioambientales es el ruido producido por el girar de
las aspas. Esto puede causar daños en la parte interna de los oidos.
Pudiendo llegar a causar un sordera leve. La unica forma de disminuir los
ruidos es reduciendo la velocidad del rotor.
INDICE
Funcionamiento de un parque eólico
Los aerogeneradores o turbinas eólicas producen electricidad utilizando la fuerza natural del viento para mover un
generador eléctrico.
Casi todos los aerogeneradores que producen electricidad constan de un rotor con palas o aspas que giran alrededor de un
eje horizontal. Éste está unido a un conjunto de transmisión mecánica o multiplicadora y, finalmente, a un generador eléctrico,
ubicados ambos en la barquilla suspendida en lo alto de la torre.
Los principales componentes de un aerogenerador son:
·
rotores de hasta 90 metros de diámetro
·
3 palas en el rotor (casi todos ellos)
·
palas fabricadas en fibra de vidrio con refuerzo de poliéster o epoxi
·
funcionamiento con velocidades de rotor constantes o variables
·
control de potencia automático según velocidad de viento, con parada a muy altas velocidades (seguridad
mecánica): a través del ángulo de la pala (pitch) o de su propia aerodinámica (stall)
·
utilización mayoritaria de multiplicadoras y, en algunos casos, de transmisión directa eje-generador
·
orientación automática siguiendo la dirección variable del viento (sensores para monitorización)
·
torres tubulares fabricadas en acero y generalmente pintadas de gris claro, con alturas de hasta 100 metros
La potencia de los aerogeneradores instalados en tierra va desde unos cientos de kilovatios hasta dos o incluso tres
megavatios, siendo el diámetro de la turbina el parámetro crucial: a mayor longitud de pala, mayor área barrida y mayor
energía producida. En estos momentos, la potencia media de las máquinas en curso de instalación se sitúa próxima a los
1.000 kilovatios, pero cada vez se instalan más máquinas de 2 MW e incluso mayor potencia.
La energía producida por un aerogenerador varía así en función del potencial propio del emplazamiento (función cúbica de la
velocidad de viento), de la disponibilidad de la propia máquina (capacidad de operar en presencia de viento: típicamente por
encima del 98%) y de la disposición de las máquinas en el parque (efecto estela: negativo de unas sobre otras).
Aunque aún en fase casi experimental, se están empezando a construir parques eólicos en el mar ("offshore"), a varios
kilómetros de la costa, con el objeto de minimizar su impacto medioambiental (impacto visual) y, sobre todo, de aprovechar las
mejores condiciones de viento al desaparecer el efecto negativo del relieve. En estas instalaciones se instalan máquinas de
mucha mayor potencia, llegando a hablarse en la actualidad de prototipos de hasta 5 MW, siendo necesarias condiciones
particulares en la orografía submarina para hacer viable técnica y económicamente la ejecución de sus cimentaciones o
sistemas de sustentación.
Potencia de un
aerogenerador
Potencia del viento
Esquema de un
aerogenerador
INDICE
Esquema y partes del aerogenerador
* La torre tiene unos 3.6m en la base de diámetro y 2m en la parte mas alta y pesa unas 32 toneladas.
* La barquilla (conjunto situado en la parte superior de la torre) tiene 5m de largo y pesa 18 toneladas.
* El conjunto de rotor y aspas pesa unas 8 toneladas.
* Peso total entre 55 y 62 toneladas.
* El precio medio por torre en un parque medio (24 MW), incluida toda instalación y subestación ronda los 81 millones
de pesetas por grupo (de 600 Kw).
Hay numerosas empresas fabricantes de equipos, algunas de ellas son: MADE, GAMESA, ECOTECNIA,
CENEMESA, y ENERCON, y las danesas Bonus Energy, NEG Micon, Nordex, Vestas Wind Systems
INDICE
-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, su desmantelación permite recuperar totalmente la
zona.
-Rápido tiempo de construcción (inferior a 6 meses).
-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.
INDICE
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))
-Posibilidad de zona arqueológicamente interesante.
INDICE
Brisas marinas
•
Durante el día la tierra se calienta
más rápidamente que el mar por
efecto del sol.
El aire sube, circula hacia el mar, y
crea una depresión a nivel del suelo
que atrae al aire frío del mar. Esto es
lo que se llama brisa marina. A
menudo hay un periodo de calma al
anochecer, cuando las temperaturas
del suelo y del mar se igualan.
Durante la noche los vientos soplan
en sentido contrario. Normalmente
durante la noche la brisa terrestre
tiene velocidades inferiores, debido a
que la diferencia de temperaturas
entre la tierra y el mar es más
pequeña.
El conocido monzón del sureste
asiático es en realidad una forma a
gran escala de la brisa marina y la
brisa terrestre, variando su dirección
según la estación, debido a que la
tierra se calienta o enfría más
rápidamente que el mar.
INDICE
Vientos locales: vientos de
montaña
•
•
Vientos locales: vientos de montaña
Las regiones montañosas muestran modelos de clima muy interesantes.
Un ejemplo es el viento del valle que se origina en las laderas que dan al
sur (o en las que dan al norte en el hemisferios sur). Cuando las laderas y
el aire próximo a ellas están calientes la densidad del aire disminuye, y el
aire asciende hasta la cima siguiendo la superficie de la ladera. Durante la
noche la dirección del viento se invierte, convirtiéndose en un viento que
fluye ladera abajo. Si el fondo del valle está inclinado, el aire puede
ascender y descender por el valle; este efecto es conocido como viento de
cañón.
Los vientos que soplan en las laderas a sotavento pueden ser bastante
potentes. Ejemplos de ello son: El Fhon de los Alpes en Europa, el Chinook
en las Montañas Rocosas y el Zonda en los Andes.
Ejemplos de otros sistemas de vientos locales son el Mistral, soplando a lo
largo del valle del Rhone hasta el Mar Mediterráneo, y el Sirocco, un viento
del sur proveniente del Sahara que sopla hacia el Mar Mediterráneo.
Potencia desarrollada por un
aerogenerador
• Potencia desarrollada por un aerogenerador
• La cantidad de energía transferida al rotor por el viento
depende como hemos visto, de la densidad del aire,"d",
del área de barrido del rotor, "A", y de la velocidad del
viento, "v".
• La energía cinética de una masa de aire, "m",
moviéndose a una velocidad, "v", responde a la
expresión:
• E = 1/2 mv2
• Si el volumen de aire que se mueve es "V" y tiene una
densidad "d" su masa será; m = V . d, con lo que su
energía cinéticaserá:
• Ec = 1/2 dVv2
INDICE
Velocidad-Potencia
• El gráfico muestra que con una velocidad del viento de 8
m/s obtenemos una potencia de 314 W por cada metro
cuadrado expuesto al viento (viento incidente
perpendicularmente al área barrida por el rotor).
A 16 m/s obtendremos una potencia ocho veces mayor,
2.509 W/m2.
INDICE
Medida de la velocidad del viento
INDICE
INDICE
Densidad de potencia
Sabemos que el potencial de energía por segundo del aire varía proporcionalmente al cubo de la
velocidad del viento. Si multiplicamos la potencia de cada velocidad del viento por la probabilidad
de cada velocidad del viento sacada de la gráfica de Weibull, habremos calculado la distribución
de energía eólica a diferentes velocidades del viento lo que llamamos "densidad de potencia".