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Generación energía eólica
PROYECTO GENERACION ELECTRICIDAD CON ENERGIA EOLICA
LEONARDO MAYORGA
TECNOLOGIA EN MECANICA INDUSTRIAL
ASIGNATURAS:
CALCULO INTEGRAL, ELECTIVA TECNICA I, METODOLOGIA DE LA
INVESTIGACION, CATEDRA ECCI, FISICA ELECTRICA
ECCI
ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES
BOGOTÁ
2.014
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Leonardo Mayorga
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Generación energía eólica
PROYECTO GENERACION ELECTRICIDAD CON ENERGIA EOLICA
LEONARDO MAYORGA
TECNOLOGIA MECANICA INDUSTRIAL
INFORME
ADECUACION E INNOVACION DE ENERGIA EOLICA PARA GENERACION DE
ELECTRICIDAD EN LA UNVERSIADAD ECCI
TECNOLOGIA EN MECANICA INDUSTRIAL
ECCI
ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES
BOGOTÁ
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Generación energía eólica
CONTENIDO
PAGINA
PORTADA………………………………………………………………………..1
CONTAPORTADA……………………………………………………………….2
CONTENIDO……………………………………………………………………..3
TEMA DE INVESTIGACION……………………………………………………4
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………4
JUSTIFICACION DEL PROBLEMA……………………………………….…..4
DELIMITACION DEL PROBLEMA…………………………………………….5
OBJETIVOS………………………………………………………………………5
ANTECEDENTES………………………………………………………………..6
MARCO TEORICO…………………………………………………………….....6
DISEÑO METODOLOGICO……………………………………………………..7
CONCLUSIONES Y APLICACIONES………………………………………….8
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………………9
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………9
ANEXOS…………………………………………………………………………...9
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BOCETO………………………………………………………………………9
CALCULOS MATEMATICOS……………………………………………….10
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TEMA DE INVESTIGACION
Esta investigación se realiza con base a la generación de energía eólica como energía
renovable la cual es de fácil aprovechamiento.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Encontrar alternativas para el mejoramiento de las instalaciones en la universidad ecci
(escuela colombiana de carreras industriales) se cree que es muy difícil dado que se
requiere presupuesto económico como la adquisición de la infraestructura para implementar
una mejora en la universidad. De ahí surge la pregunta ¿Qué sistema es útil y le aporta una
innovación a la universidad? Es simple existen diferentes tipos de proyectos en los cuales
se puede adquirir un sistema completamente auto sostenible como son las energías
renovables. En el caso particular existe la energía eólica la cual es muy sencilla de adquirir
y generara un ahorro energético y económico y con una innovación eficiente.
JUSTIFICACION DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION
Esta investigación es importante ya que con ella se ayudaría a la universidad a que
participe de forma activa en la implementación e innovación de las energías renovables.
Además cabe anotar que se estaría generando un ahorro tanto energético como económico
ya que el valor que se tendría que pagar sería el de la implementación de este sistema y el
mantenimiento del mismo. Por consecuencia no se pagaría por el suministro de energía
eléctrica porque la universidad seria su propio proveedor para cada una de las instalaciones
de la ecci.
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DELIMITACION DEL PROBLEMA
La implementación de esta investigación se empezaría por una de las sedes de la
universidad para ver el rendimiento que esta genera en el entorno y su durabilidad.
Esta seria dirigida a cada una de las facultades de ingeniería para la participación de cada
uno de los maestros y estudiantes a la implementación del mismo. Ya que cada uno de los
que participen en la implementación aportaría nuevas ideas sobre diseño, sistemas y
cálculos para la puesta en marcha del mismo.
La puesta en marcha del sistema se realizaría según lo previsto por la universidad ya que
este depende de la aprobación del consejo de cada una de las facultades y del presupuesto
económico con el que se cuenta; pero si este tuviera el aval de inmediato. Este se
encontraría en funcionamiento en junio del 2015.
OBJETIVOS
Objetivo general:
Implementar sistema de generación de energía eólica en la intaciones de la
universidad Ecci.
Objetivos específicos:
1. Realizar el diseño del sistema a implementar para la generación de energía
eólica.
2. Diseñar y modificar este tipo de energía para el beneficio de la universidad.
3. Realizar el montaje para el sistema y que este genere ventajas ambientales,
económicas, y de innovación para la universidad.
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ANTECEDENTES
A finales de 2013, la capacidad mundial instalada de energía eólica fue de
318 gigavatios. En 2011 la eólica generó alrededor del 3 % del consumo de electricidad
mundial. Dinamarca genera más de un 25 % de su electricidad mediante energía eólica, y
más de 80 países en todo el mundo la utilizan de forma creciente para proporcionar energía
eléctrica en sus redes de distribución, aumentando su capacidad anualmente con tasas por
encima del 20 %. En España la energía eólica produjo un 21,1 % del consumo eléctrico en
2013, convirtiéndose en la tecnología con mayor contribución a la cobertura de la demanda,
por encima incluso de la energía nuclear.
MARCO TEORICO
La energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada
por efecto de las corrientes de aire, y que es convertida en otras formas útiles de energía
para las actividades humanas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para
producir electricidad mediante aerogeneradores, conectados a las grandes redes de
distribución de energía eléctrica. Los parques eólicos construidos en tierra suponen una
fuente de energía cada vez más barata, competitiva o incluso más barata en muchas
regiones que otras fuentes de energía convencionales. Pequeñas instalaciones eólicas
pueden, por ejemplo, proporcionar electricidad en regiones remotas y aisladas que no tienen
acceso a la red eléctrica, al igual que hace la energía solar fotovoltaica. Las compañías
eléctricas distribuidoras adquieren cada vez en mayor medida el exceso de electricidad
producido por pequeñas instalaciones eólicas domésticas. El auge de la energía eólica ha
provocado también la planificación y construcción de parques eólicos marinos, situados
cerca de las costas. La energía del viento es más estable y fuerte en el mar que en tierra, y
los parques eólicos marinos tienen un impacto visual menor, pero los costes de
construcción y mantenimiento de estos parques son considerablemente mayores.
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las
emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar fuentes de energía a base de
combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. El impacto ambiental
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de este tipo de energía es además, generalmente, menos problemático que el de otras
fuentes de energía.
La energía del viento es bastante estable y predecible a escala anual, aunque presenta
significativas variaciones a escalas de tiempo menores. Al incrementarse la proporción de
energía eólica producida en una determinada región o país, se hace imprescindible
establecer una serie de mejoras en la red eléctrica local. Diversas técnicas de control
energético, como una mayor capacidad de almacenamiento de energía, una distribución
geográfica amplia de los aerogeneradores, la disponibilidad de fuentes de energía de
respaldo, la posibilidad de exportar o importar energía a regiones vecinas o la reducción de
la demanda cuando la producción eólica es menor, puden ayudar a mitigar en gran medida
estos problemas. Adicionalmente, la predicción meteorológica permite a los gestores de la
red eléctrica estar preparados frente a las previsibles variaciones en la producción eólica
que puedan tener lugar a corto plazo.
DISEÑO METODOLOGICO
Empecemos por explicar que se debe diseñar unos aerogeneradores o Aero turbinas con un
material de alta durabilidad y liviano para que este no impida la circulación del aire, y estos
sean manipulados directamente con el aire que circula en las cubiertas de las instalaciones
de la universidad. No muy grandes y con un muy buen diseño arquitectónico y de potencia.
De igual manera se deben realizar los cálculos para que estos aerogeneradores den el mejor
rendimiento mecánico y eléctrico para poder generar la suficiente energía como para
alimentar las acometidas eléctricas de cada uno de los espacios de la universidad tales como
salones, oficinas, baños, talleres, pasillos de salidas de emergencia, etc. ¿Y cómo
funcionan? Pues ya realizado el diseño el funcionamiento es simple la corrientes de aire que
circulan en nuestro ambiente chocan contra la turbina, la cual por el diseño de sus aspas que
poseen un Angulo que generan una resistencia al viento mínima. El viento ejerce un trabajo
de impulso o torque para que el aspa se mueva por si sola, cuando se genera este
movimiento autónomo se le conoce como torque, esto quiere decir que por la velocidad
adquirida del aspa por el aire, esta empieza a realizar un movimiento circular uniforme en
el cual se realiza el aprovechamiento del mismo, ya que en la parte final del eje del aspa se
encuentra un generador de energía que por su diseño convierte la energía mecánica a
eléctrica y este se construye con un núcleo magnético que a su vez va rodeado de espiras de
cobre para permitir la generación de intensidad de corriente y que a su por medio de
tendido de cables conductores de energía eléctrica, esta es transportada hasta un banco de
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baterías las cuales se encargan de almacenar la energía creada por el generador. Ya estando
en el banco se distribuye para cada uno de los tableros eléctricos de cada una de las
instalaciones de la universidad.
CONCLUSIONES Y APLICACIONES
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El diseño del generador debe ser arquitectónico generando no solo energía si no una
imagen sorprendente a la cubierta de la universidad.
Se evidencia que la aplicación de las matemáticas se centran en la realización del
proyecto.
Se logra la compresión de la generación de energía por medio del magnetismo la
cual se evidencia en su embobinado y cantidad de conductores entrelazados para
realizar así la generación de energía eléctrica por medio de energía mecánica.
Se logra evidenciar que su implementación y contribuye con la actualización
ambiental de la universidad.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Electricidad y magnetismo tercera edición capitulo 29 campos magnéticos, pag (175 a
231) autor Serway
BIBLIOGRAFÍA
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http://www.slideshare.net/GianmarcoCastillo/serway-electricidadymagnetismospanish
http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo
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ANEXOS
BOCETO
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CALCULOS MATEMATICOS
El torque de cada aspa es:
T = I * α es decir torque = momento de inercia * aceleración angular.
La integral de: I = ∫ y^2 dm,
Pero dm = M dx dy = entonces I = ∫ M.y^2 dy dx; siendo M la masa; (y^2) es igual a la
longitud del aspa.
Por otro lado la aceleración angular considerando el giro como un movimiento circular
uniformemente acelerado. Δθ = 1/2.α.T^2.
Δθ = 1/2.α.T^2. Entonces α = 2.Δθ / T^2
Finalmente se calcula el torque total.
Τ (total) = # aspas * τ (individual).
INTEGRAL FLUJO ELECTRICO
El flujo eléctrico
a través de un área infinitesimal
viene dado por:
(Ecuación 1)
(El campo eléctrico, multiplicado por la componente del área perpendicular al campo).
El flujo eléctrico a través de una superficie S es, por tanto, expresado por la integral de
superficie:
(Ecuación 2)
Donde
es el campo eléctrico y
es el vector diferencial de superficie que
corresponde a cada elemento infinitesimal de la superficie completa S.
Para una superficie gaussiana cerrada, el flujo eléctrico viene dado por:
(Ecuación 3)
donde QS es la carga encerrada por la superficie (incluyendo ambas cargas, la libre y
la carga superficial), y ε0 es la permitividad eléctrica. Esta relación es conocida como ley de
Gauss para el campo eléctrico en su forma integral y es una de las cuatro ecuaciones de
Maxwell
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