Embed Size (px)
Citation preview
AEROGENERADOR VERTICAL
CAMBEROS PEREZ ANTONIO MARTINEZ SANCHEZ MIGUEL ANGEL
MASCOTTE DIAZ MICHEL ORTIZ ZAMBRANO LUIS ROBERTO
OBJETIVO
Creación de un modelo a escala de un generador eólico con el objetivo de mostrar de
manera sencilla y didáctica el funcionamiento de un aerogenerador real, así como una breve
explicación de los fundamentos teóricos necesarios para la creación, desarrollo e instalación de un
generador eólico.
INTRODUCCION
En las recientes décadas, la preocupación del mundo con la consecuencia de la explotación
indiscriminada de los recursos de energía no renovables está incrementando. Contaminación,
calentamiento global son algunas consecuencias de esta explotación. El uso de energías
renovables y la descentralización de la generación de potencia son alternativas que reducen la
explotación de recursos de energía convencionales y sus impactos.
Con la implementación de los aerogeneradores de eje vertical en la generación de potencia, es
una forma muy efectiva de utilizar un tipo de energía no convencional, y además tiene otras
ventajas:
No necesitan grandes inversiones por que sus dimensiones pueden ser pequeñas y no exigen una
torre potente o equipamientos más complejos. Su instalación y mantenimiento es sencillo, y se
pueden ubicar en cualquier lugar. Aprovechan mejor los vientos turbulentos y de baja altura.
El impacto ambiental es menor. Las aves pueden evitarlo con más facilidad y no necesita estar en
espacios naturales para aprovechar la energía eólica. Su alineación vertical recibe el viento desde
cualquier dirección entre otras.
DESARROLLO
El aerogenerador consistirá en una turbina de arreglo en tres alabes distribuidos de manera
equitativa alrededor del eje principal que transmitirá el movimiento al alternador para convertir la
energía mecánica en energía eléctrica.
Se utilizara tubería pvc para los alabes y el eje ya que se desea mantener un peso mínimo para
mayor eficiencia.
El primer paso es cortar el PVC a una longitud de 30 cm en este caso es el la longitud que nosotros
escogimos y un diámetro de 4 pulgadas.
El siguiente paso es ahora partir el tubo de pvc por la mitad quedando semicírculos.
A continuación se debe de marcar en el tubo de pvc pequeño en este caso de 1.5 pulgadas de
diámetro las partes en la que irán los alabes, marcando también los orificios donde irán los
tornillos con los cuales fijaremos los alabes.
Perforar los orificios donde deben de ir nuestros tornillos y posteriormente atornillar para unir los
alabes.
En la parte inferior debe de ir un eje metálico el cual estará conectado a un generador el cual
producirá nuestra energía limpia
ENERGIA RENOVABLE QUE SE DEMUESTRA
Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto
de las corrientes de aire, y que es transmutada en otras formas útiles para las actividades
humanas.
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de
gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que
la convierte en un tipo de energía verde. Su principal inconveniente es la intermitencia del viento.
Como se produce y se obtiene
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de
áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades
proporcionales al gradiente de presión.
Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por
parte de la radiación solar, entre el 1 y 2 % de la energía proveniente del sol se convierte en
viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con
relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales.
Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra
sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más
pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el
lugar dejado por el aire caliente.
Parque eólico.
La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de
transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar
directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este
último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de
control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Las Savonius son una de las turbinas más simples. Aerodinámicamente, son dispositivos de
arrastre o resistencia que constan de dos o tres palas. Mirando el rotor desde arriba, las palas
forman la figura de una S. Debido a la curvatura, las palas experimentan menos resistencia cuando
se mueven en contra del viento que a favor de él. Esta diferencia causa que la turbina Savonius
gire. Como es un artefacto de arrastre, la Savonius extrae mucho menos de la fuerza del viento
que las turbinas de sustentación con similar tamaño. Por otro lado, no necesitan orientarse en la
dirección del viento, soportan mejor las turbulencias y pueden empezar a girar con vientos de baja
velocidad. Es una de las turbinas más económicas y más fáciles de usar.
Esquema de una turbina de dos palas
La potencia máxima en vatios [W] que podemos obtener con un rotor Savounius puede calcularse
con la siguiente fórmula: Pmax = 0,18·H·D·v3 [W], donde H es la altura y D el diámetro del rotor,
ambos expresados en metros [m] y v3 es el cubo de la velocidad del viento expresada en metros
por segundo [m/s]. La velocidad de giro n en revoluciones por minuto [rpm] de un rotor Savonius
se calcula con la siguiente fórmula: n = (60·λ·v)/(π·D) [rpm] donde λ es un factor llamado velocidad
específica de la eólica (número adimensional), v la velocidad del viento en [m/s] y D el diámetro
del rotor Savounius en [m]. La velocidad específica λ es un factor característico de cada eólica. Su
valor oscila entre 0,5 y 14. Se obtiene dividiendo la velocidad de las puntas de las palas por la
velocidad del viento. En un rotor Savonius λ es aproximadamente igual a la unidad (λ = 1).
Aplicando estas dos fórmulas a un rotor Savonius construido con las dos mitades de un barril de
petróleo de aprox. 200 litros (H = aprox. 0,9 m, D = aprox. 1,0 m), bajo un viento de 10 m/s (= 36
km/h), éste tendrá una potencia de aprox. 120 vatios y girará a aprox. 150 revoluciones por
minuto
CONCLUSIONES
La creación de un modelo a escala es la herramienta perfecta para complementar una
explicación teórica y mostrar físicamente aunque a escala pero el funcionamiento en general, por
lo tanto la creación del modelo demanda cierta exactitud y detalle en su construcción, además de
un diseño agradable a la vista y que capture la atención de las personas, sin dejar de lado su
funcionalidad.
BIBLIOGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Rotor_Savonius
http://www.fing.edu.uy/imfia/rige/cur_pas/material/Cuba/Cap9.pdf
Centrales de energías renovables generación eléctrica con energías renovables
José Antonio Carta González Editorial PEARSON EDUCACION Roque Calero Pérez 2009
