Energia Eolica Equipo Lab Volt

UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR
Tradición Jesuita en Guatemala

Facultad de Ingeniería
Licenciatura en Ingeniería Mecánica

Termodinámica II – Jornada Vespertina

PRACTICA DE LABORATORIO NO. 4
¨ENERGÍA EÓLICA (EQUIPO LAB_VOLT)¨ 

José Fernando Solórzano López Álvaro Obiols Estévez Oscar Rolando Barrios Hernández Andrés Felipe Cañón García
Guatemala, 14 de octubre del 2010

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RESUMEN
Esta práctica de laboratorio tiene como objetivos, efectuar mediciones de la velocidad del viento y observar el funcionamiento de una turbina de viento para la producción de electricidad. La práctica consistió en utilizar un anemómetro junto con un multímetro digital para realizar la medición de la velocidad del viento, utilizando un ventilador en sus tresoperaciones de velocidad, LOW, MED Y HIGH. Luego se utilizo una turbina de viento de eje horizontal con paletas movibles a 0, 30, 60 y 90 grados, y se midió con el multímetro la cantidad de voltaje generado por la turbina de viento con cada una de las velocidades del ventilador por cada ángulo de paleta. Por último se conecto directamente el generador de la turbina a un motor DC variando las propiedadesanteriormente descritas para observar como variaba la velocidad del motor mientras variaban los parámetros de la turbina. Para determinar la dirección del viento se construyo una grafica en donde se visualiza que a un ángulo de paleta de 60 grados es donde se produce mayor voltaje generado por la turbina, del análisis de dicha grafica y de otros parámetros se concluyo que la conversión de energíacinética del viento a energía eléctrica utilizable, afectan muchos factores tales como la dirección y la velocidad del viento, la forma y ángulo de las paletas, la densidad del aire y otros parámetro tanto internos como externos de la turbina de viento.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Puesto que el objetivo de este laboratorio es efectuar mediciones de la velocidad del viento y el observar elfuncionamiento de una turbina de viento para la producción de electricidad, se expondrá en esta sección las características que distinguen a una turbina de viento con comparación a otras turbinas, su eficiencia, generación de electricidad, instrumento utilizado para la medición del viento, y se definirán conceptos elementales necesarios para estudiar el funcionamiento de una turbina. Energía eólica es laenergía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas [4], para el caso de la práctica de laboratorio fue transformada en energía eléctrica del tipo DC. Como se indica en el texto “Mecánica de fluidos” 8va. Edición de Crowe, Elger, etc. [1] La extracción de energía del viento,por medio de una turbina, se estudia con frecuencia como fuente alterna de energía. En esencia, la turbina de viento es solo una aplicación invertida del proceso de introducir energía en una corriente de aire para obtener una fuerza de propulsión. La turbina de viento extrae energía del viento para producir potencia. Si se desprecian los efectos viscosos, turbulencia de la corriente de aire,efectos de fricción y otros mas, es teóricamente posible convertir toda la energía suministrada a una hélice en energía de esa corriente de aire, es decir, una eficiencia de turbina del 100%. En la práctica no es posible despreciar tales efectos, entonces se dice que el límite superior teórico de la eficiencia de una turbina de viento, dado por Glauert es 16/27, o sea 59.3%. Entonces, la máximapotencia teórica que puede entregar una turbina de viento con área A de captura es 16 1 27 2

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En donde: ρ = Densidad el aire. U = Velocidad del viento. A = Área de captura. El área de captura es el área barrida por la turbina de viento vista desde la dirección del viento. El tipo de turbina con la que se realizo la práctica de laboratorio es una turbina de viento tipo convencional, consta de una...