Energia eholica

UNIVERSIDAD DE CHILE ´ FACULTAD DE CIENCIAS F´ ISICAS Y MATEMATICAS ´ DEPARTAMENTO DE INGENIER´ ELECTRICA IA

Dise˜ o y Construcci´n de un n o Prototipo de Generador E´lico de Eje o Vertical.
Juan Crist´bal Antezana Nu˜ez o n ´ COMISION EXAMINADORA
NOTA(n◦ )

CALIFICACIONES
(Letras) FIRMA

PROFESOR GU´ IA SR. Rodrigo Palma Behnke PROFESOR CO-GU´ IA SR. Jorge Romo PROFESOR INTEGRANTE SR.Alfredo Mu˜oz n

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NOTA FINAL EXAMEN DE T´ ITULO :

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MEMORIA PARA OPTAR AL T´ ITULO DE INGENIERO CIVIL ELECTRICISTA

SANTIAGO DE CHILE Septiembre 2004RESUMEN DE LA MEMORIA PARA OPTAR AL T´ ITULO DE INGENIERO CIVIL ELECTRICISTA ´ ˜ POR: JUAN CRISTOBAL ANTEZANA NUNEZ FECHA; 21 de octubre de 2004 PROF. GU´ Sr. RODRIGO PALMA BEHNKE IA: “Dise˜ o y construcci´n de un prototipo de generador e´lico de eje vertical” n o o El presente trabajo consiste en el dise˜o e implementaci´n de un prototipo de aerogenerador n o de eje vertical para abastecer de energ´el´ctrica a peque˜os consumos en zonas aisladas de ıa e n la red. Esta iniciativa surge con el prop´sito de aprovechar el recurso e´lico, pr´ctica poco o o a habitual considerando el potencial energ´tico que posee Chile y las innumerables posibilidades e de aplicaci´n. En particular, el prototipo busca proporcionar energ´ a sectores aislados en o ıa las carreteras con el prop´sito de, entreotros, iluminar sectores peligrosos, energizar sistemas o de comunicaci´n de emergencia y monitoreo, proporcionar energ´ a se˜al´tica y publicidad o ıa n e vial. Considerando el factor econ´mico como principal barrera a la explotaci´n de la energ´ o o ıa e´lica en Chile, se opta por seguir una l´ o ınea de trabajo tendiente a resolver este aspecto. Se considera como principal responsable del elevadocosto de los aerogeneradores, la complejidad estructural y la tecnolog´ involucrada en su dise˜o e implementaci´n. ıa n o Dentro de las familias de aerogeneradores, la de eje vertical presenta las estructuras m´s simples. La operaci´n de los aerogeneradores de eje vertical se basa en la diferencia a o de coeficientes de arrastre entre las dos secciones expuestas al viento. Para encontrar un buencompromiso entre eficiencia en la conversi´n energ´tica y costos, se opta por modificar o e la aerodin´mica de estos aerogeneradores. Esto significa incrementar levemente el costo (aua mentando la complejidad estructural) pero logrando un mejor desempe˜o en la captaci´n n o de la energ´ e´lica. Se busca crear un rotor con una geometr´ variable orientada en forma ıa o ıa aut´noma mediante alerones,permitiendo maximizar el arrastre en una secci´n y minimizarlo o o en la otra. Como resultado se propone un nuevo dise˜o de aerogenerador de eje vertical. n Para lograr un correcto suministro el´ctrico a trav´s de un banco de bater´ se implee e ıas, menta un sistema de control basado en un microcontrolador capaz de manejar un elevador de voltaje para transferir al banco de bater´ las energ´ generadasque no cumplen con el ıas ıas requerimiento de voltaje m´ ınimo. El prototipo desarrollado es probado en un t´nel de viento y comparado con un producto u comercial. La eficiencia del prototipo propuesto alcanza un 12 %, valor levemente superior a lo contemplado para este tipo de aerogenerador (10 %). Los resultados demuestran el potencial de desarrollo pr´ctico de este tipo de aerogenerador. a Elcosto de los materiales involucrados es de aproximadamente de 100000 pesos no incluyendo la mano de obra ni el costo del alternador. Las principales dificultades se presentan en la eficiencia energ´tica de los distintos elee mentos constituyentes implementados, tales como la caja amplificadora, el alternador y la soluci´n estructural exigida por el t´nel de viento. o u En respuesta al problema, se...