CONSTRUCCIÓN DE UN AEROGENERADOR

REUTILIZANDO DIVERSOS MATERIALES

Por Roberto Domínguez Peso

Introducción. Fundamentos. Rotores. Generadores. Construcción. Ensayos. Instalación.

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Introducción.

Para los no iniciados es conveniente explicar en un principio que es un aerogenerador.

Sabido es que desde muy antiguo el hombre ha aprovechado la energía del viento, "energía eólica" que está ahora muy de moda. Esta energía se ha aprovechado para muy diversas aplicaciones: para molinos de cereales, mover barcos, sacar agua de pozos, aventar el grano y más modernamente para la producción de energía eléctrica. Esta última aplicación es particularmente útil pues la generación de electricidad se hace a veces muy necesaria en lugares donde no llega la electricidad distribuida por las compañías eléctricas. Además es interesante poseer electricidad sin tener que pagar facturas a nadie por ello, -al menos mientras el uso del aire sea gratis- que no sabemos hasta cuando lo será, o que haya que pedir permiso para usarlo como es el uso del espacio radio-eléctrico o de las aguas publicas.

A lo largo de esta página trato de explicar el proceso de construcción de un aerogenerador de tipo artesanal que, aunque no es de un gran rendimiento, sirve para cargar una batería la cual da alumbrado a una pequeña instalación rural. Ha sido una experiencia enriquecedora experimentar con las energías renovables además de los buenos ratos que he pasado construyendo este ejemplar que se puede observar en las fotos.En su construcción he empleado materiales que generalmente se desechan y que se pueden reutilizar para algunas cosas: algunos imanes de forma toroidal de altavoces viejos de mediano tamaño, la horquilla delantera de una bicicleta de montaña, chapas magnéticas de transformadores de alta tensión desguazados y una torre de tipo celosía de una línea de media tensión de unos 8 m de alto. Además he tenido que adquirir otros materiales nuevos que se irán comentando en las distintas fases del proyecto.

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Fundamentos.

Sin aspirar a que esto se convierta en un tratado sobre energía eólica creo conveniente exponer unos mínimos fundamentos sobre esta interesante forma de producir electricidad.

En general las maquinas eólicas se dividen en dos tipos: las de rotor vertical ( rotor Savonius, rotor Darrieux, ciclogiro) y las de rotor horizontal las cuales presentan las siguientes ventajas sobre las primeras:

a) Mayor rendimiento.

b) Mayor velocidad de giro.

c) Menos superficie de la pala a igualdad de área barrida

d) Se pueden instalar a mayor altura donde es mas elevada la velocidad del viento

En la siguiente fotografía se puede observar una máquina eólica de eje horizontal del tipo “Savonius” que como se puede comprobar está construida artesanalmente con bidones metálicos cortados a la mitad longitudinalmente.

Un aerogenerador se compone básicamente de un rotor movido por el viento y un generador eléctrico. Además en el caso de las maquinas de eje horizontal deben disponer de estructura giratoria con un sistema de orientación cara al viento y un soporte (mástil o torre) que eleve a cierta altura el sistema para aprovechar al máximo la velocidad del aire. Hay que tener en cuenta que en las proximidades del suelo el aire es frenado por los accidentes geográficos, los árboles y las construcciones.

La energía que transmite el aire en movimiento a una maquina eólica de eje horizontal depende de varias cosas: de la superficie barrida por las palas del rotor, de la densidad del aire (aproximadamente 1,225 Kg/m3), de la velocidad del viento y de los detalles constructivos inherentes a la maquina.

Con unos pocos cálculos podemos deducir que sobre un rotor de por ejemplo, 2m de diámetro y con un viento de 10 m/sg (36 Km/h), pasarán por él 38,48 Kg de aire por segundo que son los que le obligan a girar. Si el rotor fuese de 54 m de diámetro la cantidad de aire sería de más de 28.000 Kg (¡28 Toneladas! ¡Imagínate con un viento mas fuerte!). Vistos estos ejemplos deducimos que es sorprendente la cantidad de energía que se puede obtener del viento.

El modelo elegido para su construcción ha sido el de eje horizontal con tres palas. Para este tipo de máquinas la potencia nominal teórica en Vatios viene dada por la fórmula:

P = 0,20 d2 v3

Donde:

P = potencia en W

D = diámetro del rotor en m

V = velocidad del viento en m/sg

En la siguiente tabla se pueden observar diferentes valores de potencia suministrada a distintas velocidades para tres valores supuestos de los diámetros:

De los valores vistos en la tabla se puede ver que aerogeneradores con un diámetro de solo 1,40 metros sometidos a vientos de unos 50 Km/h pueden ofrecer en su eje potencias de mas de 1.000W o sea 1 Kilovatio. Esto puede parecer en principio algo exagerado pero es cierto. Se están montando bastantes aerogeneradores por parte de las eléctricas, de 54 m de diámetro con una potencia de 1,5 Megavatios (1.500.000W) e incluso mayores.

El numero de revoluciones máximo del rotor se calcula mediante la siguiente expresión, si se sobrepasara esta cifra puede ser peligroso para el sistema:

Nº R.P.M. máx. = 2000/diámetro (m)

Existen variados sistemas para evitar que, debido a vientos fuertes, los generadores alcancen velocidades excesivas y puedan averiarse e incluso destruirse.

La anchura media de la pala – cuerda en el argot aeronáutico- se estima en un 5% del diámetro del rotor. En los ejemplos de la tabla se pueden comprobar las tres anchuras de pala para los tres diámetros elegidos. Esta

anchura es un promedio entre la anchura en la raíz o parte más próxima al eje y la anchura en punta de la pala, ya que por lo general en la raíz suelen ser mas anchas que en la punta.

El ángulo de calado de las palas respecto al plano de giro suele estar entre 5 y 10 grados. En este proyecto se ha empleado 15 grados. Este aumento produce que el rotor comience a girar a una velocidad del viento reducida y además evita que se embale de revoluciones a velocidades del viento excesivas, ya que al estar el ángulo algo sobrepasado produce un elevado de rozamiento con el aire a altas velocidades de giro.

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Rotores.

Al decir rotor nos referimos al rotor eólico o conjunto de palas que giran sobre un eje perpendicular al plano formado por ellas.

El numero de palas puede variar desde rotores construidos con una sola pala que debían llevar un contrapeso al otro lado del eje para equilibrar los pesos, hasta los llamados rotores multipala con una docena de palas o más, como los utilizados en los típicos molinos para bombear agua.

Los materiales empleados en la construcción de palas también son muy variados: estructuras de madera revestidas de tela en modelos antiguos, madera solamente, chapas metálicas, combinados de varios materiales y más modernamente materiales estratificados compuestos de resinas y telas de fibras, como resina de poliéster-fibra de vidrio y resinas epoxy-fibra de carbono, poliéster o kevlar. Hay que tener en cuenta que las palas están sometidas a grandes esfuerzos debido a las potencias que deben

transmitir al eje. Ello hace que sufran deformaciones debidas a flexión y torsión, además de estar sometidas a una gran fatiga, a las inclemencias atmosféricas y a los rayos solares, por lo que deben tener la suficiente resistencia.

Para el caso de aerogeneradores pequeños de hasta unos 6Kw se suele emplear para construcción artesanal la madera tallada con la forma conveniente de acuerdo con el perfil. En algunos casos se emplean otros materiales como el estratificado de resina de poliéster con fibra de vidrio, materiales empleados en este proyecto. He experimentado con otros materiales que funcionan bien pero que no está garantizada su resistencia a la fatiga y además hacen bastante ruido al no poseer un perfil adecuado. Tal es el caso del PVC procedente de tuberías de conducción de agua como se pueden observar en las fotos.

Palas de PVC desmontadas. Las mismas montadas en el rotor del generador.

Estas palas de PVC se cortaron de una tubería de 160 mm de diámetro y 10 atmósferas, la cual posee una pared de 4 mm, de forma que tuvieran un ángulo de calaje en la raíz de 10º y 5º en punta. Se comprobó que para el arranque se precisaban velocidades del viento algo elevadas por lo que no se aprovechaba nada de energía los días de vientos flojos, y en cambio con vientos fuertes alcanzaba velocidades de vértigo que eran peligrosas. Por ello se decidió hacer el modelo definitivo en estratificado y con un

ángulo de 15º a todo lo largo de la pala con lo que se facilitaba su construcción y además arrancaba con facilidad con suaves brisas. Es preferible que el sistema gire mucho tiempo aunque sea despacio, a que gire muy rápido los días que hace vientos fuertes quedándose parado el resto de los días.

De momento no poseo fotos de las palas definitivas aunque se pueden ver montadas en el aerogenerador en las fotos de la introducción. Su construcción se explica en el apartado correspondiente.

La sección de una pala – perfil- debe seguir una forma aerodinámica bien definida. Aunque las palas se pueden construir de forma plana o con una curvatura aleatoria, el utilizar un perfil aerodinámico incrementa el rendimiento del sistema a la vez que reducirá considerablemente el ruido. Ello se debe a que estos perfiles disminuyen el rozamiento con el aire facilitando la rotación.

Los perfiles mas comúnmente utilizados en palas de aerogeneradores son los mismos que se utilizan en la construcción de las alas de los aviones y palas de helicópteros como los tipos SELIG y NACA, algunos ejemplos de estos últimos pueden verse en la figura.

En este proyecto he elegido el perfil NACA 4412 que por tener la cara inferior plana facilita su construcción. Los detalles del ángulo de calaje del montaje utilizado se pueden observar en el siguiente plano, donde vemos que el lado de la pala expuesto al viento es el lado plano siendo el borde de ataque el más redondeado. De esto se deduce que un rotor con este tipo de montaje girará a izquierdas visto por el frente.

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Generadores.

El generador es una máquina eléctrica que convierte la rotación de un eje en una corriente eléctrica. Según el tipo de máquina, la corriente suministrada puede ser continua o alterna y dentro de esta última puede ser alterna monofásica o polifásica. Dentro de las polifásicas la más usada es la trifásica.

Para este tipo de máquinas artesanas los generadores mas empleados son los de corriente alterna con rotor de imanes permanentes. Por ello el campo magnético que se necesita

para generar la corriente eléctrica es producido por los imanes que giran montados sobre el rotor. Esto es una ventaja ya que no tenemos que consumir ningún tipo de energía para producir los campos magnéticos necesarios, además de evitar el uso de bobinas giratorias, colectores y escobillas que sufren desgaste y precisan mantenimiento.

Los generadores que se pueden utilizar reutilizando materiales pueden ser de diversos tipos:

· Alternadores de coche. Ventajas: se encuentra con mucha facilidad y gratis. Inconvenientes: no se autoexcita y necesita un gran numero de RPM para producir electricidad. Lleva escobillas.

· Dinamos de coche de modelos antiguos. Ventajas: Produce directamente corriente continua. Inconvenientes: Se autoexcita a muy altas revoluciones. Lleva colector de delgas y escobillas.

· Motores asíncronos reconvertidos en alternadores. Es una opción muy interesante. Consiste en vaciar parte del rotor de un motor trifásico para insertarle varios imanes. Ventajas: Funcionamiento asegurado desde incluso bajas revoluciones. Buen rendimiento. Bajo mantenimiento. Inconvenientes: Se necesitan imanes prácticamente a medida y se necesita un correcto mecanizado del rotor con maquinaria específica.

· Alternadores de construcción integral. Esta es una buena solución, sobre todo para los mas arriesgados amantes del bricolaje. Es la solución que he adoptado para mi proyecto. Consiste en la construcción pieza a pieza de todas las partes del alternador, que tampoco son muchas. Ventajas: Funcionamiento asegurado. Diseño a la carta en función de las necesidades y de los materiales utilizados. Bajo mantenimiento. Funciona desde bajas RPM. Inconvenientes: Los

resultados finales dependen en gran medida de lo diestro y cuidadoso que sea al constructor. Si se emplean imanes de neodimio el rendimiento es excelente pero su precio es muy caro, pues no se suelen encontrar de desguace. Se pueden emplear imanes de altavoces averiados de gran tamaño, pero tiene peor rendimiento y su forma toroidal puede causar algún problema. Se necesita algunos conocimientos y herramientas específicas.

Si el uso de un aerogenerador va a ser el de carga de baterías se hace necesario intercalar entre el generador y la batería un circuito rectificador y un regulador de carga para no sobrecargarla.

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Construcción de nuestro aerogenerador.

Construcción del Alternador.

El alternador se compone de dos partes una giratoria llamada rotor y otra fija llamada estator.

ROTOR:

El rotor gira solidario con las palas movidas por el viento. Se compone de un disco de acero en el que se disponen cuatro pares de imanes formando una corona circular, y en el centro va un soporte tubular para un par de rodamientos a bolas, tal como se puede apreciar en las fotos que siguen.

La polaridad de los imanes es alternativa, es decir, un imán tiene al lado otro imán con la polaridad contraria. Por ello al tener 8 imanes tendremos 4 polos norte y cuatro polos sur alternativos, por lo que tendremos 4 pares de polos.

Se puede observar que los imanes son diferentes al provenir de desguace de diversos modelos de altavoces. Se debe procurar que vaya el rotor los más equilibrado posible por lo que debemos emparejar los imanes mas parecidos en peso, en lados opuestos del eje. De todas formas el equilibrado final del rotor completo se realiza con

las palas montadas. Los tornillos se utilizarán para atornillar las palas directamente al rotor del alternador.

Una vez pegados los imanes con pegamento epoxy se deba bañar con resina de poliéster la cara de imanes del rotor y se recubrirá de una fina capa de tela de fibra de vidrio. Con ello aumentamos la solidez y la durabilidad del conjunto.

La cara superior irá posteriormente pintada con un par de manos de pintura.

ESTATOR:

Nuestro alternador va a ser trifásico por lo que tendrá tres juegos de dos bobinas cada uno, o sea que tendrá dos bobinas en serie por cada fase. El estator se compone de un soporte de madera en forma de disco sobre el que se monta una serie de láminas de chapa magnética para formar el núcleo de hierro que servirá para concentrar las líneas de campo magnético que deben atravesar las bobinas. Estas chapas se ranurarán para permitir la introducción de los lados de las bobinas en su correspondiente ranura, aislada con una pieza de cartón en forma de U. En las siguientes fotos se pueden ver las bobinas ya pegadas con resina epoxy situadas en sus ranuras. En la foto derecha ya se han conexionado las bobinas. Al conectar las bobinas opuestas en serie conectamos la entrada de una con la salida de la otra. De esta forma obtenemos seis cables de salida del alternador que podremos conectar de dos formas: en estrella o en triángulo.

La decisión final fue la de conexión en triángulo para obtener mayor intensidad de salida y mejorar el rendimiento a altas revoluciones. El número de espiras de cada bobina es de 350 espiras y el hilo empleado es de 0,55 mm. de diámetro. En las siguientes fotos se puede apreciar una perspectiva del estator en proceso de montaje y con el rotor presentado para comprobar ajustes. Se fabricó un soporte de hierro donde se atornillará el estator y que posee el eje donde encajarán los rodamientos del rotor.

Una vez pegado todo el conjunto y cableadas las bobinas se introdujo todo el conjunto del estator en un baño de resina de poliéster con la precaución de dejar libre el círculo interior para que pase el conjunto de los rodamientos del rotor, y de dejar que asomen al exterior los 6 cables de salida. Como molde se empleó un balde de plástico pues desmolda fácilmente y los hay de muchas medidas. En la foto derecha se puede ver el estator terminado y el rotor pintado y con el primer prototipo de palas instaladas.

Una vez endurecida la resina se desmolda, se taladran los orificios por donde se atornillará a su soporte de hierro y quedará listo todo para el montaje.

CHASIS:

Empleando una horquilla delantera de bicicleta y unos cuantos perfiles de hierro fabriqué un soporte giratorio vertical que permitiese orientarse al aerogenerador cara al viento. Por ello lleva una barra con un chapa de hierro

atornillada en su extremo que hace las veces de timón y de contrapeso para equilibrar el peso del conjunto alternador y palas. Finalmente el soporte del estator se suelda al soporte giratorio, se pinta todo y se monta todo el conjunto del alternador.

Sobre la barra de la cola, junto al eje de giro, se atornilla una caja de plástico en la que se realiza el conexionado en triángulo del alternador y contendrá los rectificadores que convertirán la tensión alterna trifásica en corriente continua, la cual bajará por un cable de dos hilos por el interior del tubo que soportará todo el conjunto. Dicho cable con el tiempo y los giros del aerogenerador buscando el viento se retorcerá algunas vueltas por lo que se debe prever algún dispositivo al pié de la torre para quitar las vueltas de vez en cuando, como una clavija de enchufe a algo similar. Hay que tener en cuenta que la tensión que baja por este cable tiene polaridad, siendo peligroso invertirla por descuido.

En el extremo de la barra de la cola se atornilla el timón de dirección, que en este caso es una chapa de acero recortada de forma rectangular y uno de los lados cortos cortado en forma de punta de flecha.

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Construcción de las palas.

Las palas definitivas las he realizado en estratificado de fibra de vidrio con resina de poliéster, para ello he realizado un prototipo de pala en poliestireno expandido empleando dos plantillas de contrachapado de 3mm recortadas con la forma del perfil NACA4412 y con las dimensiones adecuadas a la raíz y la punta de la pala. En las siguientes fotos se pueden ver la pala de poliestireno y la cama resultante de extraer dicha pala.

El corte de esta pala lo he realizado con arco de corte en caliente realizado con el hilo de una resistencia de brasero eléctrico tensado en un arco de madera tal como las antiguas sierras de carpintero. Este hilo se alimenta con una tensión de 12 V y al calentarse va fundiendo el poliestireno. Este hilo va recorriendo sobre las plantillas todo su contorno con lo que así se va recortando la pala por toda su cara curva.

En el extremo de la raíz se añade un taco de poliestireno cortado con las formas necesarias e inclinación de 15º en este caso, de tal forma que pegado a la pala sirva de extremo por donde se atornillará la pala al rotor de imanes.

Una vez acabada la pala prototipo en poliestireno realicé un cajón de madera desmontable que sirve de encofrado para verter la escayola y realizar el molde. En el fondo del cajón pegué la pala de poliéster con su cara plana hacia abajo. Cuando estuvo bien fijada vertí la escayola y cuando endureció desmonté el encofrado y extraje la pala de poliéster, quedando un molde de escayola sobre el cual se estratifican las tres palas.

En las siguientes fotos se pueden ver un molde que ya ha sido utilizado. Se pueden ver los desperfectos que se han

producido como consecuencia de repetir tres veces el proceso de estratificado y desmoldado.

Sobre este molde se estratifican las palas en resina de poliéster y tela de fibra de vidrio. Se pueden emplear otros materiales mas resistentes como la fibra de carbono y resina epoxy pero su precio es mas elevado.

Es imprescindible hacer las tres palas lo mas exactas posible aplicando la misma cantidad en peso de resina a cada una y las mismas capas de fibra. De esta forma conseguiremos que los pesos y la resistencia de las tres palas sean iguales. De todas formas un vez desmoldadas las tres se deben rectificar para conseguir que sean idénticas tanto en peso como en dimensiones, para ello se deberán limar y seguidamente lijar bien manual, o mecánicamente. El resultado se puede observar en la siguiente foto.

Una vez terminadas las palas se taladran en la parte soporte los orificios por donde se atornillarán al rotor. Se pueden pintar si se cree conveniente, cosa que solo es necesario como decoración.

Una vez terminado el rotor se procedió al equilibrado para evitar vibraciones al girar. Estas vibraciones pueden ocasionar la destrucción de la máquina. El equilibrado de puede realizar desbastando las palas con lima o mecánicamente hasta conseguir que todas pesen igual.

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Ensayos.

Los ensayos de la maquina se han dividido en dos: por un lado el ensayo del alternador en banco de trabajo movido por un taladro de velocidad regulable y por otro el ensayo del conjunto alternador-palas contra el viento.

En el primer caso el alternador se fijó a la mesa de trabajo y fue movido por un taladro. Por supuesto las palas no

estaban instaladas. El ensayo consiste en medir la tensión en vacío ya rectificada mediante el oportuno puente rectificador trifásico, seguidamente la medición de la intensidad de cortocircuito a las mismas revoluciones. De esta forma se puede deducir la reactancia síncrona de la máquina y prever futuros comportamientos. También se puede ensayar la carga de una batería y medir su intensidad y tensión de carga.

En el segundo caso atornillé las palas y monté todo el conjunto en un soporte instalado en la baca del coche, dispuse los aparatos de medida en el interior del coche y, dando varias carreras por caminos rectos un día sin viento, pude realizar medidas de intensidad y tensión a distintas velocidades de viento. También de esta forma pude comprobar la velocidad del viento a la que va a comenzar el giro y el comportamiento de la máquina a velocidades de viento elevadas.

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Instalación.

La instalación de este aerogenerador se realizó sobre un poste metálico de celosía reutilizado del desmontaje de una vieja línea eléctrica. Dicho poste se fijó al terreno mediante una zapata de hormigón y un soporte que permite se desmontaje con tornillos. En la parte superior se encaja el soporte del aerogenerador mediante un tubo fuertemente soldado en el extremo del poste. Por el interior de este tubo pasará el cable que baja del aerogenerador.

El poste se arriostró con tres alambres para evitar oscilaciones y aumentar la resistencia general.

El conjunto se puso en pié con la ayuda de una pequeña grúa agrícola.

Este aerogenerador se destinó a cargar una batería de plomo-ácido de 90Ah y 12V. Al ser la corriente de carga pequeña no se instaló regulador de carga, solo un dispositivo de medición de intensidad de carga y tensión de la batería, además de dos fusibles de protección, uno en la línea de bajada del aerogenerador y otro en la salida de la batería a los circuitos de consumo.

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Roberto Domínguez Peso 2006

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Diario de la juventud cubana

Obtiene campesino cubano electricidad con aparato artesanal

Miguel Ángel Valdés Lizano corresponsales@juventudrebelde.cu29 de Julio del 2008 0:26:08 CDT

En un año de funcionamiento cada aerogenerador criollo puede economizar 1 800 Kw/h al Sistema Electroenergético Nacional y se dejarían de emitir al medio ambiente más de una tonelada de gases contaminantes

JATIBONICO, Sancti Spíritus.— «Viejo, despierta. ¡Me dio, me dio¡»; vociferaba el campesino espirituano Félix Rodríguez Hernández, Felito, cuando funcionó su invento. Eran las dos de la mañana. Despertó al lomerío. Su padre, al tirarse de la cama en medio de tanta algarabía, agarró la escopeta de cartuchos y salió a su encuentro: «¡Dime quién te dio, para matarlo!».

Felito, poseído por el éxito, soltó una carcajada: ¡El Chirimbolo me dio un corrientazo, el corrientazo más sabroso de mi vida! Era la primera vez que obtenía electricidad a partir de la fuerza del viento con un aparato artesanal que lo mantuvo ocupado durante más de cinco años, desde finales de la década de los 80.

«La necesidad es la madre de la creación». La casa de este jatiboniquense, se encontraba en zona no electrificada. Nunca había leído sobre energía eólica, ni siquiera contaba con conocimientos abundantes en electrónica.

«Algunos pensaban que estaba loco. Antes de obtener los primeros resultados, muchas veces me sorprendió la madrugada en el tarequeo». Sin embargo, seguía probando y aprendiendo de los errores.

Un experimento inicial con el dinamo de la bicicleta y un aspa sobre una caña de bambú, lo motivó a trabajar hasta obtener un equipo perfeccionado, capaz de suministrar corriente para cuatro viviendas. Hoy el diseño se ha generalizado hasta siete provincias más Isla de la Juventud, gracias a su rentabilidad.

Ingeniosidad criolla

«Al principio, para evitar los comentarios sobre mi salud mental, no me atrevía a decir que quería construir un equipo para producir electricidad», recuerda Felito. Por eso cuando le preguntaban lo que hacía, respondía de forma intrigante: «Un chirimbolo».

El impacto del viento hace girar el aspa sobre un eje, que a la vez provoca un campo magnético, el que induce la corriente eléctrica, la cual se concentra en un banco de baterías.

Durante los últimos años en el mundo ha cobrado auge, por los beneficios al medio ambiente, la producción de energía eléctrica a partir del viento, conocida como energía eólica. No obstante sus costos en el mercado mundial son todavía más altos que la energía obtenida a partir de combustibles fósiles. Sin embargo, el chirimbolo se muestra

como alternativa viable, si tomamos en cuenta que puede instrumentarse con el empleo de piezas recuperadas.

El aparato de Felito, en su diseño actual, necesita un dinamo de cuatro campos, desechados de motores para la combustión interna en tanques de guerra, perforadoras de petróleo, locomotoras, guaguas y camiones.

Estos dinamos se enrollan manualmente con un alambre calibre 18 para variar el diseño de enrollado en la bobina. El procedimiento permite reducir el número de revoluciones por minutos entre 70 y 80, con el fin de alcanzar un amperaje de 100 unidades.

Cuenta además con un aspa de tres metros hecha de madera, instalada a un sistema de orientación que le permite posicionarse en correspondencia con la dirección del viento. Este sistema utiliza una veleta vertical como los molinos tradicionales. El aspa con el dispositivo de orientación se encuentra sobre un mástil cuya altura debe oscilar entre los 9 y 12 metros, en dependencia de la ubicación geográfica. Para la rotación se aprovecha el sistema de la rueda delantera de tractores, fuera de uso, lo que le permite al chirimbolo giros de hasta 360 grados.

Resulta necesario también un banco de baterías de más de 100 amperes, para concentrar la energía obtenida con el aerogenerador. Estas pueden ser recuperadas de camiones o del sistema telefónico. Con estos implementos, ante la falta de viento, la vivienda tiene garantizada la electricidad por una semana aproximadamente.

Además se emplea un convertidor de 12 a 110 volt construido con el dispositivo que trajeron las lavadoras rusas o el transformador de fuerza de televisores Krim-218.

Y se hizo la luz

La vivienda del campesino no es la única «adornada» con la torre de un chirimbolo, cuyo uso ya se ha extendido a otras provincias. Cuenta Felito que después del triunfo con su invento los vecinos de Pozo Blanco, comunidad donde residía, desconectaron el escepticismo, para clamar también los beneficios del chirimbolo. «Hacían listas y colas, todos querían un aparato».

De acuerdo con estimados de Felito, durante un año de funcionamiento cada aerogenerador criollo puede economizar 1 800 Kw/h al Sistema Electroenergético Nacional y se dejarían de emitir al medio ambiente más de una tonelada de gases contaminantes por concepto de producción de electricidad.

Felito, como en los primeros días de experimentación, crece frente a incrédulos. «Tal vez peque de ambicioso, pero no se le ha prestado la atención debida a este invento».

Con el fin de demostrar su viabilidad continúa instalando chirimbolos de forma gratuita dondequiera que se le llame. Sueña con la fabricación del equipo a escala industrial. Para entonces su imagen se consolidará como la de un Quijote de la racionalidad.

Conexión mundial

EL VIEJO SUEÑO DE VIVIR SOLO DE FUENTES ENERGÉTICAS renovables compite desde hace algún tiempo con la ofensiva de la industria por resucitar el debate nuclear, reseña el sitio digital La voz de Galicia.es. La última apuesta verde la encabeza el presidente francés, Nicolas Sarkozy (curiosamente Francia es líder europeo en energía atómica), quien en la reciente cumbre euro-mediterránea apostó públicamente por sembrar el norte de África de paneles solares para suministrar energía al Viejo Continente. Y ahora son los expertos quienes apuntalan la idea expuesta por el político galo. Según Arnulf Jaeger-Walden, del Instituto para la Energía de la Comisión Europea, solo con el 0,3 por ciento del sol que cae sobre el desierto del Sahara se podría generar la electricidad necesaria para satisfacer la demanda de toda Europa. El norte de África, asegura, recibe una radiación solar hasta tres veces más intensa que la que actualmente producen los paneles instalados en los países nórdicos. El científico, que participó esta semana en el Euroscience Open Forum 2008 de Barcelona, anunció la puesta en marcha de un plan para estudiar la creación de una enorme red eléctrica europea que sirva para que Europa sea autosuficiente con energías limpias en 2050. La Comisión Europea publicó recientemente su plan estratégico para la tecnología energética, en el que resalta a los paneles solares fotovoltaicos como una de las formas de producción que debe de ser promocionada en los próximos años. El plan incluye carbón limpio, biocarburantes, fusión nuclear y energía eólica como principales alternativas al petróleo. El objetivo de este es ayudar a que la Unión Europea cumpla su promesa de reducir el consumo de energía primaria un 20 por ciento para 2020. El modelo está basado en líneas de corriente continua colocadas en rejilla. Estas líneas sustituyen a las tradicionales de corriente alterna, utilizadas habitualmente para la transmisión de energía a larga distancia. La base del sistema sería una fuerte inversión solar-fotovoltaica en una zona del Sahara del tamaño de Gales. El suministro se completaría con energía eólica (Alemania, España y el Reino Unido como principales productores) e incluso geotérmica (desarrollada sobre todo en dos países tan diferentes como Islandia e Italia). La filosofía de la iniciativa, explicó Jaeger-Walden en Barcelona, es que «cuando el viento no sople lo suficiente en el Mar del Norte, el sol brillará en las granjas solares del arco Mediterráneo». Los científicos estiman que será necesario invertir unos 450 000 millones de euros, que habrá que destinar fundamentalmente a tejer las redes de transporte en los países de la ribera sur.

Futuros Revista trimestral latinoamericana y caribeña de desarrollo sustentable

Desarrollo humano Sustentable

Energías Renovables  

Energías renovables son aquellas que se producen de forma continua y son inagotables a escala humana. El sol está en el origen de todas ellas porque su calor provoca en la Tierra las diferencias de presión que dan origen a los vientos, fuente de la energía eólica.

El sol ordena el ciclo del agua, causa la evaporación que provoca la formación de nubes y, por tanto, las lluvias. También del sol procede la energía hidráulica.

Las plantas se sirven del sol para realizar la fotosíntesis, vivir y crecer. Toda esa materia vegetal es la biomasa.

Por último, el sol se aprovecha directamente en las energías solares, tanto la térmica como la fotovoltaica.

Las energías renovables son, además, fuentes de abastecimiento energético respetuosas con el medio ambiente. La generación y el consumo de las energías convencionales causa importantes efectos negativos en el entorno. Sin llegar a decir que esos efectos no existen en las renovables, sí es cierto, en cambio, que son infinitamente menores.

Las energías renovables no producen emisiones de CO2 y otros gases contaminantes a la atmósfera, como sí ocurre con los llamados combustibles fósiles: petróleo, gas y carbón.

Las energías renovables no generan residuos de difícil tratamiento. La energía nuclear y los combustibles fósiles generan residuos que suponen durante generaciones una amenaza para el medio ambiente. Los impactos ambientales de las renovables son siempre impactos reversibles.

Las energías renovables son inagotables. Los combustibles fósiles son finitos.

Las energías renovables son autóctonas. Los combustibles fósiles existen sólo en un número limitado de países. Por eso, las renovables disminuyen nuestra dependencia de suministros externos. Y en este punto, lo que vale para España vale también para Europa, enormemente deficitaria en fuentes de energía convencionales.

Las energías renovables crean cinco veces más puestos de trabajo que las convencionales, que generan muy pocos puestos de trabajo respecto a su volumen de negocio.

Las energías renovables contribuyen decisivamente al equilibrio interterritorial porque suelen instalarse en zonas rurales.

  Ventajas y desventajas de la energía eólica

La energía eólica no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático. Es una tecnología de aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto.

Es una de las fuentes más baratas, puede competir e rentabilidad con otras fuentes energéticas tradicionales como las centrales térmicas de carbón (considerado tradicionalmente como el combustible más barato), las centrales de combustible e incluso con la energía nuclear, si se consideran los costes de reparar los daños medioambientales.

El generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión o una etapa de transformación térmica supone, desde el punto de vista medioambiental, un procedimiento muy favorable por ser limpio, exento de problemas de contaminación, etc. Se suprimen radicalmente los impactos originados por los combustibles durante su extracción, transformación, transporte y combustión, lo que beneficia la atmósfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetación, etc.

Evita la contaminación que conlleva el transporte de los combustibles; gas, petróleo, gasoil, carbón. Reduce el intenso tráfico marítimo y terrestre cerca de las centrales. Suprime los riesgos de accidentes durante estos transportes: desastres con petroleros (traslados de residuos nucleares, etc). No hace necesaria la instalación de líneas de abastecimiento: Canalizaciones a las refinerías o las centrales de gas.

La utilización de la energía eólica para la generación de electricidad presenta nula incidencia sobre las características fisicoquímicas del suelo o su erosionabilidad, ya que no se produce ningún contaminante que incida sobre este medio, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierras.

Al contrario de lo que puede ocurrir con las energías convencionales, la energía eólica no produce ningún tipo de alteración sobre los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos. La generación de electricidad a partir del viento no produce gases tóxicos, ni contribuye al efecto invernadero, ni destruye la capa de ozono, tampoco crea lluvia ácida. No origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.

Cada Kwh. de electricidad generada por energía eólica en lugar de carbón, evita:

0,60 Kg. de CO2, dióxido de carbono.

1,33 gr. de SO2, dióxido de azufre.

1,67 gr. de NOx, óxido de nitrógeno.

La electricidad producida por un aerogenerador evita que se quemen diariamente miles de litros de petróleo y miles de kilogramos de lignito negro en las centrales térmicas. Ese mismo generador produce idéntica cantidad de energía que la obtenida por quemar diariamente 1.000 Kg. de petróleo. Al no quemarse esos Kg. de carbón, se evita la emisión de 4.109 Kg. de CO2, lográndose un efecto similar al producido por 200 árboles. Se impide la emisión de 66 Kg. de dióxido de azufre -SO2- y de 10 Kg. de óxido de nitrógeno -NOx- principales causantes de la lluvia ácida.

La energía eólica es independiente de cualquier política o relación comercial, se obtiene en forma mecánica y por tanto es directamente utilizable.

Al finalizar la vida útil de la instalación, el desmantelamiento no deja huellas.

Un Parque de 10 MW:

Evita: 28.480 Tn. Al año de CO2.

Sustituye: 2.447 Tep. toneladas equivalentes de petróleo.

Aporta: Trabajo a 130 personas al año durante el diseño y la construcción.

Proporciona: Industria y desarrollo de tecnología.

Genera: Energía eléctrica para 11.000 familias.

  Desventajas de la energía eólica

El aire al ser un fluido de pequeño peso específico, implica fabricar máquinas grandes y en consecuencia caras. Su altura puede igualar a la de un edificio de diez o más plantas, en

tanto que la envergadura total de sus aspas alcanza la veintena de metros, lo cual encarece su producción.

Desde el punto de vista estético, la energía eólica produce un impacto visual inevitable, ya que por sus características precisa unos emplazamientos que normalmente resultan ser los que más evidencian la presencia de las máquinas (cerros, colinas, litoral). En este sentido, la implantación de la energía eólica a gran escala, puede producir una alteración clara sobre el paisaje, que deberá ser evaluada en función de la situación previa existente en cada localización.

Un impacto negativo es el ruido producido por el giro del rotor, pero su efecto no es mas acusado que el generado por una instalación de tipo industrial de similar entidad, y siempre que estemos muy próximos a los molinos.También ha de tenerse especial cuidado a la hora de seleccionar un parque si en las inmediaciones habitan aves, por el riesgo mortandad al impactar con las palas, aunque existen soluciones al respecto como pintar en colores llamativos las palas, situar los molinos adecuadamente dejando "pasillos" a las

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aves, e, incluso en casos extremos hacer un seguimiento de las aves por radar llegando a parar las turbinas para evitar las colisiones

La energía eólica toma impulso en Chile

Un informe compilado en conjunto por el Consejo Mundial de la Energía Eólica y Greenpeace, sostiene que, si las economías

emergentes siguen la tendencia actual marcada por China, India y otros países asiáticos, y emulan su apuesta por la energía eólica, esta fuente de generación podría llegar a suministrar un 30% del

consumo eléctrico mundial en 2030 y un 34,2% en 2050.

Tomando esto en consideración, los senadores Antonio Horvath, Carlos Bianchi, Alejandro Navarro, Jaime Orpis y Baldo

Prokurica, presentaron un proyecto para incentivar el uso y la generación de energía eólica en nuestro país. La idea es poder

establecer un marco regulatorio para promover el uso de la energía generada por viento.

 

Fue Don Quijote quien popularizó los molinos de viento, hace quinientos años. Los mismos vientos que, por esos años, trajeron a las carabelas de Cristóbal Colón a América. Pero ni barcos ni molinos se mueven hoy con la energía eólica. Sin embargo, los ojos de los científicos están puestos en la fuerza del viento para generar energía limpia.

Y es que la generación de electricidad a partir del viento no produce gases tóxicos, no contribuye al efecto invernadero ni a la lluvia ácida, y tampoco origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.

Tomando esto en consideración, los senadores Antonio Horvath, Carlos Bianchi, Alejandro Navarro, Jaime Orpis y Baldo Prokurica, presentaron un proyecto para la generación de energía eólica.

La iniciativa, que busca generar una herramienta eficaz para incentivar el desarrollo de actividades de investigación del potencial eólico en nuestro país y su explotación, fue derivada a la Comisión de Minería y Energía que preside el senador Orpis.

La propuesta de los parlamentarios establece una definición legal de energía eólica, la que se entenderá como “aquella que se obtenga del viento”, y también una definición de instalación eólica, la que se hará a través de “turbinas, edificios y otras estructuras y enseres utilizados o conectados con la generación de electricidad utilizando la fuerza del viento, no incluyéndose las

turbinas utilizadas para suministrar electricidad para uso doméstico, ni los instrumentos utilizados para la medición y registro de la velocidad del viento”.

Asimismo, el texto legal señala también que este tipo de energía será un bien susceptible de ser explorado y explotado, previo otorgamiento de un derecho.

Según los autores de la iniciativa “la generación de electricidad a partir de la fuerza del viento constituye un paradigma como fuente de energía renovable y limpia, ya que dentro de sus más destacables ventajas se encuentra el utilizar una fuente inagotable, no requiriendo de procesos de combustión para su producción, lo que significa que ella no está asociada a emisiones de residuos contaminantes, dióxido de carbono, ni otros elementos que contaminen la atmósfera aportando al denominado efecto invernadero”.

Por ello, advierten que es “innegable que la generación eólica puede constituir un aporte importante a la diversificación de la matriz energética del país, la cual al día de hoy no se ha explotado de manera suficiente, no obstante tener una especial importancia en la electrificación de zonas rurales”.

Entre las zonas que se podrían ver beneficiadas con el uso de este tipo de energía limpia, se encuentran Calama, sectores altiplánicos, sectores costeros y zonas de cerros de la Cuarta Región, así como islas, zonas costeras abiertas al océano y zonas abiertas hacia las pampas patagónicas en las regiones XI y XII.

Por ello, además de establecer una definición legal de la energía eólica, los senadores buscan generar incentivos a los privados, a través de un sistema de otorgamiento de derechos de energía eólica.

Entre ellos, se reconoce el carácter de derecho real mueble a los derechos de exploración y explotación de energía eólica, y se distinguen entre derechos de exploración y explotación de energía eólica, a fin de facilitar por una parte el desarrollo de labores de investigación, y por otra permitir que al momento de evaluar el otorgamiento de un derecho de explotación se pueda contar con toda la

Datos para tener en cuenta

- Cada KWh (kilowatio hora) de electricidad generada por energía eólica en lugar de

carbón, evita la emisión de un kilogramo de dióxido de carbono

(CO2) a la atmósfera.

- Generar 20 kilowatios de energía limpia, tiene el mismo

efecto,desde el punto de la contaminación atmosférica, que

plantar un árbol.

- La electricidad producida por un aerogenerador evita que se quemen diariamente 3.150 Kg.

de lignito negro (un tipo de carbón mineral) en una central

térmica.

- Ese mismo generador produce idéntica cantidad de energía eléctrica que la obtenida por

quemar diariamente 1.000 Kg. de petróleo.

- Al no quemarse esos Kg. de carbón, se evita la emisión de

4.109 Kg. de CO2, lográndose un efecto similar al producido por

200 árboles .

- Se impide también la emisión de 66 Kg. de dióxido de azufre (SO2) y de 10 Kg de óxido de nitrógeno (NOx), principales causantes de la lluvia ácida .

- Actualmente existen alrededor de 30.000 generadores eólicos

repartidos por el planeta.

- La industria eólica emplea directamente a más de 4.000 personas, y existen unas 30

empresas que fabrican aerogeneradores.

- Los científicos calculan que hasta un 10% de la electricidad mundial se podría obtener de

generadores de energía eólica a mediados del siglo XXI.

información necesaria para garantizar el derecho de las personas que se puedan ver afectadas con el emplazamiento de una instalación eólica.

La idea es que toda persona natural y jurídica pueda solicitar un derecho de energía eólica, que le otorgará la facultad a su titular para utilizar bienes nacionales de uso público para la implementación y desarrollo de las labores de exploración o explotación.

También se establece un plazo de dos años de vigencia para las derechos de exploración, prorrogables por otros dos años sólo una vez y previa petición fundada; mientras que los derechos de explotación se otorgarían por un plazo indefinido.

Asimismo, el proyecto señala la obligación del titular de un derecho de energía eólica en cuanto a informar anualmente acerca del avance o desarrollo de la misma, lo que tiene por finalidad controlar que se realizan materialmente las actividades de exploración y explotación de las que son objeto.

Y tomando en cuenta que la energía eólica tiene un importante impacto ambiental, particularmente en lo relativo a contaminación acústica y variación del paisaje donde se encuentran emplazadas las instalaciones de generación eólica, se establece la obligatoriedad que de manera previa a su ejecución o modificación, los proyectos de exploración y explotación de energía eólica deban someterse al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental.

Estudios en la Octava Región

La Comisión Nacional de Energía de Chile (CNE), en conjunto con el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) y el gobierno regional del Bío Bío, se encuentra desde el año pasado realizando estudios de factibilidad que permitan determinar la posibilidad de generar energía eléctrica renovable y limpia a través del viento en la isla Santa María, ubicada en la Octava Región.

Esta isla se encuentra a 29 kilómetros de la costa de Coronel, posee 32 kilómetros cuadrados y, hasta fines de la década del 90, no contaba con ningún sistema de suministro de energía eléctrica. Durante los años de la Colonia fue refugio de corsarios, piratas y barcos de toda clase, que se reabastecían de madera y agua antes de seguir viaje hacia el norte. Y también centro de matanza y procesamiento del cuero de los lobos marinos. Recién en 1998 se concretó un proyecto estatal que, en base a generadores electrógenos que utilizan petróleo diésel, pudo llevar electricidad hasta la isla.

No obstante, el elevado precio del combustible tuvo como consecuencia que el sistema de generación de electricidad generara un alto costo para los usuarios, lo que motivó a la población isleña a efectuar manifestaciones y protestas, debido a las altas cuentas que deben cancelar.

Ante esta situación surgió entonces la idea de la CNE, quien en estos momentos está monitoreando diversos puntos de la isla para ver de qué forma se pueden aprovechar las condiciones naturales que tiene el lugar.

El objetivo es aprovechar el relieve del terreno, lo que puede producir un aceleramiento del viento y definir un mejor sitio para instalar, en el futuro, las turbinas eólicas.

Pero además de las mediciones eólicas, se están realizando estudios de prefactibilidad con el fin de establecer la alternativa de abastecimiento eléctrico óptima desde el punto de vista técnico y económico. Debe considerarse también que los aerogeneradores (energía eólica) no funcionan solos, sino que se necesita otra fuente energética de respaldo, y ésta es el diésel.

Mediante el trabajo simultáneo de ambos sistemas (el eólico y el existente), el objetivo principal del proyecto es generar un suministro constante de electricidad que permita disminuir el consumo de petróleo y aminorar los costos para las familias del lugar.

Conozcamos la energía eólica

A la energía eólica se le considera una forma indirecta de energía solar, ya que entre el 1 y 2 % de la energía proveniente del Sol se convierte en viento, debido al movimiento del aire producido por el desigual calentamiento de la superficie terrestre.

La energía procedente de la radiación solar que la Tierra absorbe en un año, equivale a unas ¡20 veces! la energía almacenada en todas las reservas de combustibles fósiles del mundo (carbón, petróleo y gas ).

Si se pudiera aprovechar tan solo el 0'005% de dicha radiación mediante aerogeneradores, turbinas, paneles solares y otros procedimientos tecnológicos " renovables ", se obtendría más energía útil en un año que la que se consigue quemando carbón, petróleo y gas. Y con una gran e importante diferencia: las energías renovables no se agotan.

La energía cinética del viento puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica.

La energía eólica, transformada en mecánica, ha sido históricamente aprovechada, pero su uso para la generación de energía eléctrica es más reciente, existiendo aplicaciones de mayor escala desde mediados de la década del 70, en respuesta a la crisis del petróleo y a los impactos ambientales derivados del uso de combustibles fósiles.

Una de las características de la energía eólica es su condición aleatoria y variable, ya que depende de condiciones atmosféricas. Esto lleva a que se requieran exhaustivas mediciones como, por ejemplo,

de condición previa, para el desarrollo de proyectos destinados a su aprovechamiento. Lo que se está llevando a cabo en la Octava Región.

La energía eólica presenta varias ventajas frente a otras fuentes energéticas convencionales, toma nota:

- Se renueva en forma continua.

- Es inagotable.

- Es limpia, por lo cual no contamina.

- Es autóctona y universal (existe en todo el mundo).

- Cada vez es más barata conforme avanza la tecnología.

- Permite el desarrollo, respetando el medio ambiente.

- Las instalaciones son fácilmente reversibles (no dejan huella).

Un informe compilado en conjunto por el Consejo Mundial de la Energía Eólica (Global Wind Energy Council / GWEC) y Greenpeace, asegura que, si las economías emergentes siguen la tendencia actual marcada por China, India y otros países asiáticos, y emulan su apuesta por la energía eólica, esta fuente de generación podría llegar a suministrar un 30% del consumo eléctrico mundial en 2030 y un 34,2% en 2050.

INDICE

PORTADA

INDICE Pág. 2

INTRODUCCION Pág. 3

OBJETIVOS Pág. 4

DEFINICIONES Pág. 5

DESARROLLO DEL TEMA Pág. 6

Las nuevas maquina eólicas Pág. 6

Producción Pág. 8

Ventajas de la energía eólica Pág. 10

Desventajas de la energía eólica Pág. 12

APLICACION EN CHILE DE LA ENERGIA EOLICA Pág. 13

CONCLUSION Pág. 14

BIBLIOGRAFIA Pág. 15

I. INTRODUCCION

"Eólica" viene de Eolo, dios griego del viento. El viento es energía en movimiento. El ser humano ha utilizado esta energía de diversas maneras a lo largo de su historia: barcos a vela, molinos, extracción de agua de pozos subterráneos.

En la actualidad, el viento se usa también para producir electricidad. Al soplar, el viento mueve las aspas de un molino. Esta energía cinética se transforma, mediante un generador, en energía eléctrica.

En algunos países, como Dinamarca y Alemania, existen granjas eólicas, en las que cientos de molinos son impulsados por el viento, produciéndose electricidad suficiente para alimentar ciudades completas.

La energía eólica se considera una forma indirecta de energía solar, puesto que el sol, al calentar las masas de aire, produce un incremento de la presión atmosférica y con ello el desplazamiento de estas masas a zonas de menor presión. Así se da origen a los vientos como un resultado de este movimiento, cuya energía cinética puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica.

La energía eólica, transformada en energía mecánica ha sido históricamente aprovechada, pero su uso para la generación de energía eléctrica es más reciente, existiendo aplicaciones de mayor escala desde mediados de la década del 70 en respuesta a la crisis del petróleo y a los impactos ambientales derivados del uso de combustibles fósiles.

II. OBJETIVOS

General

El objetivo del trabajo es para nosotros investigar y dar a conocer la energía eólica, tanto sus ventajas como sus desventajas, beneficios medioambientales, aplicaciones y sus diferencias con las demás energías. Así como también, la forma en donde puede ser utilizada este tipo de energía en nuestro territorio y en el resto del mundo.

III. DEFINICIONES

Las Aspas : El aire pasa sobre la parte superior del aspa más rápido que sobre las parte inferior. La velocidad más alta sobre el aspa provoca un ascenso o tirón hacia arriba que la hace girar sobre el eje que conecta al generador. Este principio es el que mantiene las aves y aeroplanos en vuelo.

Un generador de Electricidad: El movimiento rotacional se transfiere directamente a través del eje al generador, de esta forma se induce una corriente eléctrica.

Torre de soporte: Es una estructura en la cual van montadas las aspas y generador de electricidad.

Energía Eólica: Es la energía que podemos obtener de la fuerza del viento.

Cables de tensión: Son cables que sirven de soporte para sostener la torre y no sea derribada por el viento.

IV. DESARROLLO DEL TEMA

Para producir energía eléctrica a partir del viento se requiere un generador eólico. Se fundamenta en el mismo principio que los molinos de viento. Consiste en una turbina eólica cuya energía es proporcional al cubo de la velocidad del viento. Por lo tanto, sólo es de interés

cuando el viento es suficientemente fuerte (más de 20 km./hora) y sopla con regularidad. Existen diversos aparatos con diseños y tamaños adecuados para las diferentes necesidades. Algunos son con eje vertical. La mayor parte de los generadores con eje vertical se han empleado para bombera agua y otro tipo de trabajos mecánicos. Los generadores con eje horizontal son los más conocidos.

Las nuevas máquinas eólicas

Los avances en la aerodinámica han incrementado el rendimiento de los aerogeneradores del 10 hasta el 45%. En buenos emplazamientos, con vientos medios anuales superiores a los 5 m/s a 10 metros de altura, se consiguen producciones eléctricas anuales por metro cuadrado de área barrida superiores a los 1.000 kW/h. El tamaño medio de los grandes aerogeneradores es de 600-1.300 kW con rotores de 40 metros de diámetro.

Los futuros desarrollos tecnológicos buscan la reducción de costos mediante la elección de conceptos simplificados como, por ejemplo, el uso de trenes de potencia modulares, diseños sin caja de multiplicación, sistemas de comunicación pasivos y con orientación libre. Los desarrollos inciden también en la reducción de cargas y desgastes mecánicos mediante articulaciones y sistemas de velocidad variable, con control de par, reduciendo las fluctuaciones y mejorando la sincronización a la red. Todo esto se traducirá en trenes de potencia más ligeros y baratos.

Hace pocos años los prototipos instalados tenían una potencia de 1.500 Kw., en el año 2001 son los mas vendidos, ahora se proyectan máquinas de 2.500 y 3.000 Kw., incluso de 5.000 Kw.

Los generadores sincronos parecen haber llegado a su fin, hoy se habla de generadores doblemente inducidos y velocidad variable, también se estudian generadores de imanes permanentes multipolares y con rotores conectados directamente al rotor.

Los nuevos diseños buscan, asimismo, la reducción del impacto visual y la disminución del ruido aerodinámico.

Producción

Actualmente la energía eólica se aprovecha de dos formas bien diferenciadas:

Por una parte se utilizan para sacar agua de los pozos un tipo de eólicas llamados aerobombas, actualmente hay un modelo de máquinas muy generalizado, los molinos multipala del tipo americano. Directamente a través de la energía mecánica o por medio de bombas estos molinos extraen el agua de los pozos sin mas ayuda que la del viento.

Por otra, están ese tipo de eólicas que levan unidas un generador eléctrico y producen corriente cuando sopla el viento, reciben entonces el nombre de aerogeneradores.

Los aerogeneradores pueden producir energía eléctrica de dos formas:

Las aplicaciones aisladas por medio de pequeña o mediana potencia se utilizan para usos domésticos o agrícolas (iluminación, pequeños electrodomésticos, bombeo, irrigación, etc.), Incluso en instalaciones Industriales para desalación, repetidores aislados de telefonía, TV, instalaciones turísticas y deportivas, etc. En caso de estar condicionados por un horario o una continuidad se precisa introducir sistemas de baterías de acumulación o combinaciones con otro tipo de generadores eléctricos (grupos diesel, placas solares fotovoltaicas, centrales mini hidráulicas)

También se utilizan aerogeneradores de gran potencia en instalaciones aisladas para usos específicos; Desalinización de agua marina, producción de hidrógeno, etc.

La conexión directa a la red viene representada por la utilización de aerogeneradores de potencias grandes (mas de 10 ó 100 KW). Aunque en determinados casos y gracias al apoyo de los estados a las energías renovables, es factible la conexión de modelos mas pequeños, siempre teniendo en cuenta los costes de enganche a la red (equipos y permisos). La mayor rentabilidad se obtiene a través de agrupaciones de máquinas potencia conectadas entre si y que vierten su energía conjuntamente a la red eléctrica. Dichos sistemas se denominan parques eólicos.

VENTAJAS DE LA ENERGIA EOLICA

La energía eólica no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático. Es una tecnología de aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto.

Es una de las fuentes más baratas, puede competir e rentabilidad con otras fuentes energéticas tradicionales como las centrales térmicas de carbón (considerado tradicionalmente como el combustible más barato), las centrales de combustible e incluso con la energía nuclear, si se consideran los costes de reparar los daños medioambientales.

El generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión o una etapa de transformación térmica supone, desde el punto de vista medioambiental, un procedimiento muy favorable por ser limpio, exento de problemas de contaminación, etc. Se suprimen radicalmente los impactos originados por los combustibles durante su extracción, transformación, transporte y combustión, lo que beneficia la atmósfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetación, etc.

Evita la contaminación que conlleva el transporte de los combustibles; gas, petróleo, gasoil, carbón. Reduce el intenso tráfico marítimo y terrestre cerca de las centrales. Suprime los riesgos de accidentes durante estos transportes: desastres con petroleros (traslados de residuos nucleares, etc). No hace necesaria la instalación de líneas de abastecimiento: Canalizaciones a las refinerías o las centrales de gas.

La utilización de la energía eólica para la generación de electricidad presenta nula incidencia sobre las características fisicoquímicas del suelo o su erosión, ya que no se produce ningún contaminante que incida sobre este medio, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierras.

Al contrario de lo que puede ocurrir con las energías convencionales, la energía eólica no produce ningún tipo de alteración sobre los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos. La generación de electricidad a partir del viento no produce gases tóxicos, ni contribuye al efecto invernadero, ni destruye la capa de ozono, tampoco crea lluvia ácida. No origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes. Cada KW/H de electricidad generada por energía eólica en lugar de carbón, evita:

0,60 Kg. de CO2, dióxido de carbono

1,33 gr. de SO2, dióxido de azufre

1,67 gr. de NOx, óxido de nitrógeno

 

La electricidad producida por un aerogenerador evita que se quemen diariamente miles de litros de petróleo en las centrales térmicas. Ese mismo generador produce idéntica cantidad de energía que la obtenida por quemar diariamente 1.000 Kg. de petróleo. Al no quemarse esos Kg. de carbón, se evita la emisión de 4.109 Kg. de CO2 , lográndose un efecto similar al producido por 200 árboles. Se impide la emisión de 66 Kg. de dióxido de azufre -SO2- y de 10 Kg. de óxido de nitrógeno -NOx- principales causantes de la lluvia ácida.

La energía eólica es independiente de cualquier política o relación comercial, se obtiene en forma mecánica y por tanto es directamente utilizable. En cuanto a su transformación en electricidad, esta se realiza con un rendimiento excelente y no a través de aparatos termodinámicos con un rendimiento de Carnot (de energía) siempre pequeño. Al finalizar la vida útil de la instalación, el desmantelamiento no deja huellas.

Un Campo de 10 MW:

Evita 28.480 Tn. Al año de CO2

Sustituye 2.447 toneladas equivalentes de petróleo

Aporta Trabajo a 130 personas al año apróx. Durante el diseño y la construcción

Proporciona Industria y desarrollo de tecnología

Genera Energía eléctrica para 11.000 familias apróx.

DESVENTAJAS DE LA ENERGIA EOLICA

El aire al ser un fluido de pequeño peso específico, implica fabricar máquinas grandes y en consecuencia caras. Su altura puede igualar a la de un edificio de diez o más plantas, en tanto que la envergadura total de sus aspas alcanza la veintena de metros, lo cual encarece su producción.

 

Desde el punto de vista estético, la energía eólica produce un impacto visual inevitable, ya que por sus características precisa unos emplazamientos que normalmente resultan ser los que más evidencian la presencia de las máquinas (cerros, colinas, litoral). En este sentido, la implantación de la energía eólica a gran escala, puede producir una alteración clara sobre el paisaje, que deberá ser evaluada en función de la situación previa existente en cada localización.

Un impacto negativo es el ruido producido por el giro del rotor, pero su efecto no es mas acusado que el generado por una instalación de tipo industrial de similar entidad, y siempre que estemos muy próximos a los molinos.

También ha de tenerse especial cuidado a la hora de seleccionar un parque si en las inmediaciones habitan aves, por el riesgo mortandad al impactar con las palas, aunque existen soluciones al respecto como pintar en colores llamativos las palas, situar los molinos adecuadamente dejando “pasillos” a las aves, e incluso en casos extremos hacer un seguimiento de las aves por radar llegando a parar las turbinas para evitar las colisiones.

V. APLICACION EN CHILE DE LA ENERGIA EOLICA

  Sistema eólico en Villa

   Las Araucarias, IXa Región

La Comisión Nacional de Energía ha llevado a cabo diversas iniciativas destinadas a promover el uso de la energía eólica en el país, en particular su uso para el abastecimiento de energía eléctrica en zonas rurales.

Estas actividades han estado orientadas a evaluación de los recursos disponibles en algunas zonas del país, y a la ejecución de proyectos pilotos demostrativos utilizando esta tecnología. Entre estas actividades se encuentran:

Elaboración de un mapa eólico de la Xª Región, permite evaluar la disponibilidad de uso de este recurso en estas zonas. Este mapa ha permitido elaborar una cartera de proyectos híbridos Eólico - Diesel para abastecer a más de 3.100 familias distribuidas en 31 islas del Archipiélago de Chiloé, Xª Región.

Proyecto demostrativo en tres localidades rurales de la IXª región, Puaucho, Isla Nahuehuapi y Villa Las Araucarias, orientado a suministrar energía eléctrica a cerca de 26 familias rurales, tres escuelas, dos postas rurales y una iglesia. Todos los sistemas están compuestos por generadores eólicos, sistema de baterías, grupo generador bencinero de respaldo y red de distribución en 220 Volts.

Proyectos demostrativos de Isla Tac y Bahía San Pedro, Xª Región, actualmente en construcción.

VI. CONCLUSION

En conclusión, podemos decir que la ocupación de la energía eólica en diferentes partes del globo, está siendo utilizada como alternativa energética, ya que esta energía es una de las que menos contamina, no daña la capa de ozono, no destruye el suelo ni contamina el aire. La producción de este tipo de energía se puede obtener mediante varios mecanismos en combinación con otros de variados tipos. Pero emite otro tipo de contaminación como la acústica, además de la alteración del paisaje natural.

En general, es muy utilizada en algunos países industrializado de Europa, Argentina y los Estados Unidos. En nuestro país la inclusión de nuevas tecnologías ha permitido generar

plantas pilotos de producción de energía eólica, debido ha que está en un periodo de investigación donde no se ha llevado a cabo la obtención de esta energía a mayor escala.

Los beneficios de este tipo de energía, son ha nuestro entender, es que nos proporciona energía de una manera mas económica, limpia e inagotable, ha diferencia de otras fuentes que nos pueden proporcionar energía como por ejemplo el petróleo que es mas caro, contaminante y es un recurso no renovable.

VII. BIBLIOGRAFIA

La bibliografía utilizada en este trabajo, fue recopilación de información a través de Internet, siendo las páginas web más recurridas, las siguientes:

http://members.xoom.com/_XMCM/eolicos/clasificacion.htm Clasificación con fotos y esquemas.

http://www.renovables.com/eolica.htm mas de información lo mismo.

http://www.ehn.es/ehn/textos/eolica08e.html Aspectos mas técnicos.

http://www.clavius.es/entidad/inice/Ter/EOLIC/EOLIC04.htm Un poco mas de teoría.

http://usuarios.arnet.com.ar/marman/Proyecto_Final.html Cálculos, fórmulas, etc.

http://www.clavius.es/entidad/inice/Ter/EOLIC/EOLIC03.htm Una web de historia