L1 AEROGENERADORES
Páginas: 7 (1555 palabras)
Publicado: 8 de octubre de 2015
PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA
ASIGNATURA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD
LABORATORIO No. 1
AEROGENERADORES (1)
1. Introducción
La energía eólica esta considerada como una energía renovable de poco impacto al medio ambiente y que utiliza como recurso energético la velocidad del viento.
Para la utilización del recurso eólico deben tenerse en cuenta las características geográficas del lugarcomo: Sitios con gran disponibilidad de viento la mayor cantidad de horas al día y casi permanentemente durante todo el año e influyen en estas condiciones los accidentes topográficos. Para que no disminuya la velocidad del viento, deben tenerse en cuenta la utilización de cimas de lomas con pendientes suaves, las zonas costeras y mejor aún si tiene colinas suaves cercanas a las playas. Igualmentedebe considerarse para la ubicación de la turbina la máxima altura posible sobre el terreno.
La energía eólica por ser una fuente renovable limpia viene utilizándose con gran éxito en Norte América y en los países europeos, Es así como es usual encontrar en algunos países la instalación de turbinas eólicas en grandes cantidades para conformar las llamadas “Granjas de viento” como es el caso deTejechapi en California en donde se han instalado 4,651
Turbinas eólicas para producir una potencia por hora de 19.5 Megavatios-hora.
En Colombia
las Empresas Publicas de Medellín construyeron en la alta Guajira la granja o parque eólico de Jipírachi, el primer parque eólico del país con 15 turbinas de 1.500 Kw. por unidad. Esta granja de viento funciona interconectada al sistema de interconexióneléctrica nacional.
En pequeños aprovechamientos eólicos se utilizan aerogeneradores para suplir las necesidades de viviendas unifamiliares o microempresas industriales, para lo cual los aerogeneradores producen electricidad en forma de corriente continua que debe ser acumulada en baterías para su posterior utilización bien sea en aparatos de corriente continua o mediante su transformación acorriente alterna a través de un inversor eléctrico.
Las turbinas eólicas para la producción de electricidad se consiguen en el mercado internacional en potencias que van desde 0.4 Kw hasta 3.600Kw esta última con diámetros de las palas de 110 metros y una altura de la góndola sobre el suelo de 80 metros.
2. Principio Teórico
Las turbinas eólicas según el teorema de Betz logran aprovechar lapotencia máxima de la energía del viento solo en un 16/27 (59%) debido a que el viento al atravesar el disco que se forma en el área de captación del rotor, sufre una acción de frenado que se manifiesta en una expansión de las líneas de corriente. Por lo tanto el rendimiento de un sistema eólico moderno para la generación de electricidad al disminuirle los rendimientos de la turbina , el generador ylos multiplicadores de revoluciones estará en los rangos de 40 al 50% .
La potencia entregada por una turbina eólica se deriva de las siguientes expresiones:
La energía del viento es: E = ½ mv2 pero: m = ρAv = ρπD2/4 luego: E = π/8 ρD2 v3
Donde: ρ = es la densidad del aire (kg/m3)
D = es el diámetro del rotor (m)
v = es la velocidad del viento (m/seg)
ρo = es 1.25 kg/m3 a nivel delmar (15º.C y 1 atm)
Para el emplazamiento a una altura H sobre el nivel del mar se tiene que:
ρ = ρo ( 1-0.665H / 288 )4.256 = f1 ρo
Para una altura h la velocidad del viento será
V = vo (h/ho)γ = f2vo
Donde: γ = 0.14-0.34 para zonas cubiertas
γ = 0.35-0.6 para zonas boscosas
γ = 0.6-0.8 para zonas edificadas
Finalmente la potencia que podemos suministrar será:
P = η E= η f1 f2 π/8 ρo D2 vo3
Siendo η = el rendimiento del sistema = η aerodinámico η mecánico η eléctrico, los cuales tienen los siguientes valores aproximados:
η aerodinámico ~ 0.4 para rotores de hélices
η mecánico ~ 0.9 para el multiplicador
η eléctrico ~ 0.8 para el alternador eléctrico
3. Descripción de la unidad de laboratorio
El aerogenerador es de referencia AIR 403 esta...
ASIGNATURA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD
LABORATORIO No. 1
AEROGENERADORES (1)
1. Introducción
La energía eólica esta considerada como una energía renovable de poco impacto al medio ambiente y que utiliza como recurso energético la velocidad del viento.
Para la utilización del recurso eólico deben tenerse en cuenta las características geográficas del lugarcomo: Sitios con gran disponibilidad de viento la mayor cantidad de horas al día y casi permanentemente durante todo el año e influyen en estas condiciones los accidentes topográficos. Para que no disminuya la velocidad del viento, deben tenerse en cuenta la utilización de cimas de lomas con pendientes suaves, las zonas costeras y mejor aún si tiene colinas suaves cercanas a las playas. Igualmentedebe considerarse para la ubicación de la turbina la máxima altura posible sobre el terreno.
La energía eólica por ser una fuente renovable limpia viene utilizándose con gran éxito en Norte América y en los países europeos, Es así como es usual encontrar en algunos países la instalación de turbinas eólicas en grandes cantidades para conformar las llamadas “Granjas de viento” como es el caso deTejechapi en California en donde se han instalado 4,651
Turbinas eólicas para producir una potencia por hora de 19.5 Megavatios-hora.
En Colombia
las Empresas Publicas de Medellín construyeron en la alta Guajira la granja o parque eólico de Jipírachi, el primer parque eólico del país con 15 turbinas de 1.500 Kw. por unidad. Esta granja de viento funciona interconectada al sistema de interconexióneléctrica nacional.
En pequeños aprovechamientos eólicos se utilizan aerogeneradores para suplir las necesidades de viviendas unifamiliares o microempresas industriales, para lo cual los aerogeneradores producen electricidad en forma de corriente continua que debe ser acumulada en baterías para su posterior utilización bien sea en aparatos de corriente continua o mediante su transformación acorriente alterna a través de un inversor eléctrico.
Las turbinas eólicas para la producción de electricidad se consiguen en el mercado internacional en potencias que van desde 0.4 Kw hasta 3.600Kw esta última con diámetros de las palas de 110 metros y una altura de la góndola sobre el suelo de 80 metros.
2. Principio Teórico
Las turbinas eólicas según el teorema de Betz logran aprovechar lapotencia máxima de la energía del viento solo en un 16/27 (59%) debido a que el viento al atravesar el disco que se forma en el área de captación del rotor, sufre una acción de frenado que se manifiesta en una expansión de las líneas de corriente. Por lo tanto el rendimiento de un sistema eólico moderno para la generación de electricidad al disminuirle los rendimientos de la turbina , el generador ylos multiplicadores de revoluciones estará en los rangos de 40 al 50% .
La potencia entregada por una turbina eólica se deriva de las siguientes expresiones:
La energía del viento es: E = ½ mv2 pero: m = ρAv = ρπD2/4 luego: E = π/8 ρD2 v3
Donde: ρ = es la densidad del aire (kg/m3)
D = es el diámetro del rotor (m)
v = es la velocidad del viento (m/seg)
ρo = es 1.25 kg/m3 a nivel delmar (15º.C y 1 atm)
Para el emplazamiento a una altura H sobre el nivel del mar se tiene que:
ρ = ρo ( 1-0.665H / 288 )4.256 = f1 ρo
Para una altura h la velocidad del viento será
V = vo (h/ho)γ = f2vo
Donde: γ = 0.14-0.34 para zonas cubiertas
γ = 0.35-0.6 para zonas boscosas
γ = 0.6-0.8 para zonas edificadas
Finalmente la potencia que podemos suministrar será:
P = η E= η f1 f2 π/8 ρo D2 vo3
Siendo η = el rendimiento del sistema = η aerodinámico η mecánico η eléctrico, los cuales tienen los siguientes valores aproximados:
η aerodinámico ~ 0.4 para rotores de hélices
η mecánico ~ 0.9 para el multiplicador
η eléctrico ~ 0.8 para el alternador eléctrico
3. Descripción de la unidad de laboratorio
El aerogenerador es de referencia AIR 403 esta...
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