Libro Energia Eolica 1

7/23/2019 Libro Energia Eolica 1

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I Energa Elica


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EEEnerga

Elica

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Energas Renovables

Energa Elica

Copyright (C) 2008

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Ttulo Original de la Obra:Energas Renovables 2008 - Energa Elica

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DEEC!"S ESE#$D"S

Desrrollado por%

Coordinacin de Energas Renovables

!ireccin "acional de #romocin

ubsecretara de Energa El$ctrica

Ed ici n% di agr ama cin & d is e'o :

Tecnologa de la (n)ormacin

Direccin *eneral de +ooperacin & ,sistencia inanciera


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ndice


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0.


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n poco de istoria

av$s de grabados pertenecientes a civilizaciones mu& antiguas% se a podido comprobar que el aprovecamiento del

to con )ines energ$ticos se remonta a por lo menos .000 a'os antes de la era cristiana% abiendo sido utilizado en

ellos tiempos principalmente para la navegacin !i)erentes pueblos% desde los egipcios pasando por los enicios%

manos & mucos otros utilizaron esta )orma de impulsin

datos ms antiguos de arte)actos que aprovecaban el viento para otro tipo de actividades 3pe molienda de

nos4 aparecen en #ersia% alrededor de los a'os 200 antes de +risto e cree que en siglo 5((( esas mquinas )ueron

oducidas en Europa por quienes retornaban de las cruzadas

ante el transcurso de la edad 'edia se ampli la gama de usos emplendoselas para mover la maquinarias de

entes industrias como la te6til% maderera% metal7rgica Estos primeros molinos eran mu& rudimentarios% basando su

'o en la rotacin un ee colocado en )orma vertical 9os olandeses modi)icaron esa tecnologa & a partir del a'o

0 comenzaron a utilizarse mquinas de ee orizontal & de cuatro palas% mu& similares en aspecto a los que

stumbramos ver o& en da en los tpicos paisaes de ese pas , partir de entonces se los empez a utilizar

cipalmente para desecar pantanos & lagos & tambi$n aserraderos% para la )abricacin de papel & para e6traer aceites

ta lo euipos ue aprovechaan la energ a del viento producan 7nicamente energa mecnica Eran mquinasas% pesadas & baa e)iciencia , mediados del siglo pasado se desarroll un molino que se impuso rpidamente en

o pases% llamado com7nmente molino americano%& es el que podemos ver en casi todo el interior de nuestro pas

molino es tambi$n un conversor en energa mecnica% pero con una e)iciencia mu& superior a la de los anteriores &

estina casi e6clusivamente al bombeo del agua


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primeras mquinas equipadas con generadores el$ctricos% acen su aparicin acia 1;00 !urante la primera mitad del sig

ar de que no ubo una activa utilizacin de la energa elica% se produeron gran variedad de dise'os cu&os principios )undamen

vlidos asta el presente

de la d$cada del .0& asta comienzos de la del 0 se popularizaron mquinas de peque'o porte 3asta unos .


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Tami$n se constitu&eron equipos de gran tama'o #or eemplo%durante la segunda guerra mundial )uncion en EE/ /

t urbi na del20 ?@ !e potencia !esde 1;8 asta 1;>> se constitu&eron & o pera ron en rancia% EE// & !inamarca% v

mquinas de potencia superior a 1000 ?@ in embargo% todas estas e6periencias terminaron en verdaderos )racasos po

se en)rentaron con problemas tecnolgicos que en ese entonces resultaban prcticamente insolubles% eco que pro

que quienes deban tomar decisiones polticas sobre su utilizacin no cre&eran en cuanto al )uturo de esta tecnologa c

o)erta energ$tica vlida #or otra parte% el precio e6cesivamente baos de los combustibles aca mu& di)cil s

imposible la competencia de cualquier tipo de equipoconversor de energa elica contra un generador t$rmico

&a crisis energ$tica de lsanos A0% que ocasion un abrupto encarecimiento del petrleo% & por consecuencia d

derivados% provoc que aquellos pases que tenan una importante dependencia de la importacin de esos productos pa

satis)accin de sus necesidades energ$ticas% buscaran soluciones alternativas a los grandes desequilibrios econmicos

esta situacin les creaba Es as como empez a pensar seriamente en loque dio en llamarse aorro o conservacin de ene

& al mismo tiempo se comenz a replantear el tema de la utilizacin de las energas no convencionales% apareci

entonces la energa elica% desde el punto de vista econmico% como una )uente ms competitiva para la producci

electricidad Esta situacin incentiv la realizacin de nuevos estudios que llevaron a una importante meora de

tecnologas de aprovecamiento% logrando equipos conversores de energa el$ctrica cada vez ms con)iables & potentes

en da es destacable la e6plotacin que e)ect7an pases como Estados /nidos% !inamarca% ,lemania% Bolanda% Espa'a% (n

+ina entre mucos otros

$ modo de re*erencia+ se indican las potencias instaladasa *inesde 200, por los principales pases productore

energa elica en el mundo: ,lemania 20>22 C=D Espa'a 11>.0 C=D Estados /nidos 11>0. C=D (ndia >2A0 C=D +

2;; C= & !inamarca .1.>C= El total mundial alcanzaba a A1. C=3 uente ==E,4

a trans)ormacin de la energa elica

energa contenida en el viento puede ser trans)ormada% seg7n sea la necesidad% en energa el$ctrica% mecnica o

mica 9as posibilidades de uso que o)rece la energa el$ctrica son bien conocidas En cuanto a la mecnica% en el caso

nos ocupa% se utiliza el bombeo de agua o molienda de distintos productos 9a energa t$rmica se consigue a

ir de la energa mecnica #ara e)ectuar esa trans)ormacin se utilizan distintos tipos de equipamientos En

minos generales no se requieren grandes velocidades de viento para producir energa% ms bien al contrario% cuando

iento es demasiado intenso se ace necesario detener los equipos para evitar deterioro En la ma&ora de los

os% un equipo comienza a generar energa con una velocidad del viento de metros por segundo 3mFs4% equivalente

os 1


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ado 312 a 1>4 de palas 9a razn de este sistema radica en que con mu& baa velocidad de viento 3apenas una brisa4

en condiciones detraba ar ,l girar acciona mecnicamente una bomba que e6trae el agua necesaria

ise'o de este tipo de molino es de origen norteamericano% introducido en ,rgentina a mediados del siglo pasado &

de )abricacin nacionalGambi$n es mu& utilizado en ,ustralia% ud)rica% Bolanda & !inamarca

0A


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$erogeneradores

Estos euipos estn especialmente dise'ados para producir electricidad En la actualidad se )abrican mqu

comerciales de mu& variados tama 'os% desde mu& baas potencias 3100 a 10 =4 asta A00 & 800 ?@ & &a estn superand

etapa e6perimental modelos de asta 100 ?@depotencia , di)erencia de los molinos% estos equipos se caracterizan

tener pocas palas porque de esta manera alcanzan a desarrollar una ma&or e )ciencia de trans)ormacin de la enprimaria contenida en el viento i bien e6isten algunos de una sola pala% los de dos o tres son lo ms utilizados

Sint$ticamente un aerogenerado resta con)ormado por dos elementos principales: un rotor compuesto por un ee & la

palas que es accionado por el viento% & un generador que se mueve por arrastre del rotor 9os rotores de

aerogeneradores de potencia mediana en adelante 3ms de 20 ?@4 no desarrollan gran n7mero de revolucio

considerndose como normal el orden de >0a A0 revoluciones por minuto Geniendo en cuenta que los generad

normalmente trabaan a unas 100 rpm% para adecuar las distintas velocidades detrabao de estos dos elementos seint

la una caa multiplicadora

En las mquinas peque'as el generador suele ser un alternador conectado directamente al ee de rotacin e puede

di)erenciara los aerogeneradores en dos grandes grupos seg7n sea la posicin del ee de rotacin: de ee vertical & de e

orizontal ,mbas tecnologas tienen aspectos )avorables & des)avorables

&os aerogeneradores de ee vertical tienen la ventaa de no necesitar orientarse respecto a la direcci

donde sopla el viento% porque cualquiera sea ella% acciona en la misma )orma sobre su rotor ,dems% los equipo

generacin & control se ubican al pi$ de la estructura simpli)icando de esta manera el acceso a los mismos & abaratando

consiguiente el mantenimiento Gambi$n o)recen una robustez & resistencia destacable para ser utilizados en zona

vientos arrancados & de direcciones cambiaras +omo principal elemento des)avorable se puede mencionar que la e)icie

deconversin energ$tica es algo menor que la de los del otro tipo

En los aerogeneradores de ee hori/ontal+ el plan de rotaci n debe conservarse perpendicular a la direccin

viento para poder captar la m6ima energa En consecuencia% para adecuarse a las variaciones de direccin% instalarse alg7n mecanismo que oriente la posicin del rotor En equipos peque'os & medianos 3asta unos 10 > 1 ?@

sistema de orientacin es sencillo & mecnico% representado por un timn de cola que reacciona en )orma automtica

En euipos de mayor tama'o & mu& especialmente en los grandes 3de ms de 100 ?@4% la orientacin del equip

controla electrnicamente a trav$s de un sistema computa rizado El generador% as como la caa de multiplicacin% e

ubicados en el cuerpo del equipo% que se encuentra en la parte superior de la torre Este trae apareado por un lad

necesidad de un importante cableado para conducir la corriente generada & las se'ales enviadas al sistema de control &

otro el inconveniente quecuando se produce alguna avera o se e)ect7a un control de rutina% es necesario subir a la to

Como se ve+ las di*erencias a *avor o en contra de cualuiera de las dos tecnolog as no alcanzan a ser de su)icenvergadura como para descali)icar a ninguna de ellas !e todos modos% es importante acotarque ms del 80H de

)abricantes se inclinan por el sistema de ee orizontal
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obre el aprovecamiento de la energa elica

uso de toda *uente energ$tica presenta tanto ventaas como desventaas% por lo que es importante% antes de

render una utilizacin% e)ectuar un balance entre los pro & los contra de una u otra posible a utilizar 9a energa

ca% por supuesto% no puede escapara esta premisa+omo principales ventaas se pueden mencionar

s inagotale

o es contaminante

s de lire acceso (gratuita)

e puede aprovecharen la medida de las necesidades del momento

camio las mayores desventaas indican%

e encuentra dispersa+

s intermitente y aleatoria (no continua)

0;


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&a condicin quesepuedeconsiderar normal en lama&orpartedel planeta esque lasca ractersticas del viento no resu

su)icientemente adecuadas para su utilizacin como )uente energ$tica importante% salvo para aprovecamiento

peque'a potencia "o obstante% e6isten regiones donde las condiciones de ocurrencia del recurso energ$tico son tales

resultan sumamente ventaosas para su aprovecamiento

Desde el punto devista econmico% a7n cuando la inversin inicial necesaria para la instalacin de los sistema

captacin elicaes ma&or que la requerida para un sistema diesel% los equipamientos elicos tienen baos costomantenimiento%IcombustibleIgratis & una vida 7til prolongada 320 a'oso ms4% loque les permite competir cada

ms e)icazmente con otras )uentes energ$ticas

/tilizacin de la energa electrica

&a energa el$ctrica generada a partir de este tipo de equipamiento se destina% por supuesto% a satis)acer necesidade

trabao & con)ort requeridas por el ombre !e las distintas posibilidades de disponibilidad de esta energa gener

mencionaremos tres casos que% al menos en nuestro pas% con)orman situaciones generalizadas & bien caracterizadas

a #astas /onas del pas tienen poblacin & establecimientos rurales & de servicios dispersos tales como estan

escuelas% puestos de gendarmera% policas dispensarios m$dicos% etc "ormalmente esta gente & establecimientos no ti

acceso a una provisin energ$tica segura & con)iable Cediante mquinas de peque'a potencia 3generalmente meno


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?@4 se

de

veer% si

calidad

recurso

co es

cuada%

energa

orar las

dicione

e vida

bilitan

el

so a

iluminacin% comunicacin social & de seguridad 3televisin% radio% etc4 & eventualmente la utilizacin de algunas pequ

erramientas el$ctricas

"tro aspecto se centra en la e-istencia de un importante n 7mero de peque'as localidades donde &a se cu

con un servicio el$ctrico de origen t$rmico% en general accionado a gas oil% el que en mucos casos por razones de cos

proteccin del equipo se utiliza solamente unas pocas oras al da% impidiendo de esta manera el even

establecimiento de peque'as industrias derivadas de la actividad local & retrasando tambi$n las posibilidades de m

condicin de vida de la poblacin involucrada i las circunstancias lo permiten% acoplando mquina elicas decapacidad acorde con la de los equipos e6istentes% se puede meorar la calidad del servicio aumentando sucon)iabilid

prestacin% con el agregado de poder lograr una disminucin en el consumodecombustible

c 1or 7ltimo% en regiones con recurso elico adecuado% si se cuenta con una red de transmisin de alta tensin% es pos

establecer verdaderas IcentralesI el$ctrica con)ormada por un n7mero variable pero en general importante de turbina

elevada potencia 320 = en adelante4 9a energa generada en estas instalaciones% denominadas granas o parques eli

ingresa directa mente a la red


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