Energia Eolica

Fuentes de generación alternativas
 
 
Cristóbal Medina Álvarez
crmedina@puc.cl
 
Pablo Seccia Arriaza
pseccia@ing.puc.cl
 
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Generación Eólica.
 
¿Que es la energía eólica?
Factores que influyen en la cantidad de potencia del viento
Algunas consideraciones con respecto al viento
Comparación entre las potencias
Energía eléctrica disponible en unaerogenerador
Funcionamiento de un aerogenerador
Control de potencia en los aerogeneradores
Relación tamaño potencia
Generación de la electricidad en los aerogeneradores
Operación económica de la generación eólica
Costos de la tecnología eólica
Energías renovables en chile
Energía eólica en el resto del mundo
Tarifa verde
 
La Celda de Combustible.
 Funcionamiento.
Tipos de celdas de combustible.
Producción de hidrógeno.
 
Generación Alternativa.
 
Crecimiento del sistema
La transmisión: ¿monopolio natural o mercado de competencia?
Conclusiones
 
 
Generación Eólica.
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¿Que es la energía eolica?
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La energía eolica es la energía cuyo origen proviene del movimiento de masa de aire3 es decir delviento.
En la tierra el movimiento de las masas de aire se deben principalmente a la diferencia de presiones existentes en distintos lugares de esta, moviéndose de alta a baja presión, este tipo de viento se llama viento geoestrofico.
Para la generación de energía eléctrica apartir de la energía del viento a nosotros nos interesa mucho mas el origen de los vientos en zonas mas especificas delplaneta, estos vientos son los llamados vientos locales, entre estos están las brisas marinas que son debida a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra , también están los llamados vientos de montaña que se producen por el calentamiento de las montañas y esto afecta en la densidad del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaña o baje por esta dependiendo si es de noche ode día.
 
Factores que influyen en la cantidad de potencia del viento
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La energía eolica es aprovechada por nosotros básicamente por un sistema de un rotor que gira a medida que pasa viento por este.
 
 
 
[pic]
 
 
 
 
 
 
 
La potencia del viento depende principalmente de 3 factores:
 
1. Área por donde pasa el viento (rotor)
2. Densidad del aire
3. Velocidaddel viento
 
Para calcular la formula de potencia del viento se debe considerar el flujo másico del viento que va dado por:
 
[pic]Densidad del viento
[pic]Área por donde pasa el viento
[pic]Velocidad del viento
 
Entonces el flujo masico viene dado por la siguiente expresión:
 
[pic]
 
Entonces la potencia debido a la energía cinética esta dada por:
 
[pic]
 
 
Algunasconsideraciones con respecto al viento
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Como la mayoría de las personas saben el viento no siempre se mantiene constante en dirección y valor de magnitud, es más bien una variable aleatoria, algunos modelos han determinado que el viento es una variable aleatoria con distribución weibull como la que muestra la siguiente figura
 
[pic]
 
 
Dado que la energía del viento depende la velocidad delviento, ¿Cual seria la energía potencia que entrega el viento?
 
Para calcular la potencia promedio que es aprovechada por el rotor debemos usar la llamada ley de Betz que es demostrada de la siguiente manera:
 
[pic]
Supongamos que la velocidad a la que entra el viento al tubo de corriente es de valor V1 y a la velocidad que sale es de V2, podemos suponer que la velocidad a la que elviento entra al aerogenerador es de (V1+V2)/2.
 
 
El flujo másico que entra al rotor entonces tiene valor de:
 
[pic]
Dado que en tubo de corriente se debe conservar la potencia, la potencia que entra a velocidad V1 tiene que ser igual a la suma de la potencia que sale a velocidad V2 y la que se va por el rotor.
Entonces la potencia que se va por el rotor es:
 
Protor=[pic]
Y remplazando...