Resumen Tema 5 La Energía Eólica PDF

TEMA 5 LA ENERGÍA EÓLICA ======================== 1. El viento ------------ El viento es el movimiento del aire en la atmósfera, causado por diferencias de temperatura y presión que generan corrientes de aire. Su dirección y velocidad varían según la ubicación geográfica, la topografía y las condi...

TEMA 5 LA ENERGÍA EÓLICA ======================== 1. El viento ------------ El viento es el movimiento del aire en la atmósfera, causado por diferencias de temperatura y presión que generan corrientes de aire. Su dirección y velocidad varían según la ubicación geográfica, la topografía y las condiciones meteorológicas. Es una fuerza significativa que impacta el medioambiente y las actividades humanas, permitiendo la generación de energía eólica, la dispersión de semillas y la regulación de temperaturas y humedad en áreas costeras. No obstante, el viento también puede ser destructivo, causando daños a cultivos, edificios e infraestructuras. 2. Clasificación de los vientos ------------------------------- ### 2.1 Según su origen A. Vientos locales: Son aquellos que se producen debido a factores locales, como sería la brisa marina o terrestre. B. Vientos globales: Se producen debido a la rotación de la tierra y a la distribución de la temperatura y la presión atmosférica. ### 2.2 Según su velocidad A. Brisa: Viento suave, velocidad menor a 20 km/h. B. Viento moderado: Entre 20 y 50 km/h. C. Viento fuerte: Entre 50 y 75 km/h. D. Vendaval: Entre 75 y 120 km/h. E. Tormenta: Superior a 120 km/h. ### 2.3 Según su dirección A. Vientos alisios: Son vientos que soplan de manera constante en una dirección especifica en las regiones tropicales y subtropicales. B. Vientos del oeste: Son vientos que soplan del oeste al este en las latitudes medias y altas del hemisferio norte y sur. C. Vientos monzónicos: Son vientos estacionales que cambian de dirección y velocidad en función de las estaciones del año ### 2.4 Según sus efectos A. Vientos secos: Son vientos que reducen la humedad y aumentan la temperatura en un área determinada. B. Vientos húmedos: Son vientos que traen humedad y pueden causar precipitaciones. C. Vientos catabáticos: Son vientos fríos y densos que fluyen desde las altas montañas hacia las regiones más bajas. D. Vientos Chinook: Son vientos cálidos y secos que se producen en la ladera este de las montañas. El aerogenerador, transformación del viento en energía eléctrica ---------------------------------------------------------------- La transformación del viento en energía eléctrica se realiza mediante turbinas eólicas, que cuentan con palas que giran gracias a la energía cinética del viento. Este movimiento rotativo se transmite a un generador eléctrico, que convierte la energía mecánica en electricidad utilizable. El proceso inicia con la captación del viento por las palas, que están diseñadas para maximizar la conversión de energía. Al girar, las palas hacen rotar un rotor conectado a un eje que a su vez está vinculado al generador. Este generador, compuesto por bobinas e imanes, produce una corriente eléctrica al crear un campo magnético en movimiento. La cantidad de energía generada depende de la velocidad del viento y del tamaño de la turbina. Arquitectura de los aerogeneradores ----------------------------------- Un aerogenerador está compuesto por varios componentes esenciales: - Torre: Soporta todos los elementos del aerogenerador y su altura (entre 40 y 60 metros en turbinas de 600 kW) es beneficiosa, ya que la velocidad del viento aumenta con la altitud. Las torres pueden ser tubulares o de celosía. - Palas: Capturan el viento y transmiten su energía al rotor. En turbinas modernas de 600 kW, las palas miden aproximadamente 20 metros de largo. - Rotor: Ensambla las palas y transmite el movimiento al generador. - Góndola: Contiene los componentes internos del aerogenerador, incluyendo el multiplicador y el generador eléctrico, y permite el acceso al personal de servicio. - Multiplicador: Aumenta la velocidad del eje del generador en comparación con el eje del rotor. - Generador eléctrico: Convierte el movimiento del rotor en electricidad, utilizando generadores asíncronos o de inducción. - Controlador: Un ordenador que gestiona el funcionamiento del aerogenerador y optimiza su orientación para maximizar el rendimiento. El interior del aerogenerador. La góndola ----------------------------------------- Dentro de la góndola de un aerogenerador se encuentran los siguientes componentes clave que transforman la energía del viento en electricidad: - Eje de velocidad baja: Mueve el rotor, impulsado por el viento captado por las palas. - Multiplicador: Conjunto de engranajes que incrementa la velocidad de giro, haciendo que el eje del generador (eje de velocidad alta) gire más rápido que el eje del rotor (eje de velocidad baja). - Eje de velocidad alta: Eje del generador eléctrico. - Freno: Controla la velocidad de giro del eje del generador, permitiendo regular la producción de electricidad. - Generador eléctrico: Convierte la energía del viento en electricidad, impulsado por el eje de alta velocidad. - Controlador: Regula los parámetros de funcionamiento para maximizar la eficiencia del aerogenerador. - Anemómetro: Mide la velocidad del viento. - Veleta: Sistema para saber la dirección del viento Aerodinámica de las palas de un aerogenerador --------------------------------------------- Cuando un objeto se encuentra en una corriente de aire, genera resistencia que deforma los flujos de aire a su alrededor, lo que depende de su forma y posición respecto a la dirección del viento. Al chocar el aire con una pala, se crean zonas de baja y alta velocidad, lo que a su vez genera áreas de baja y alta presión, dependiendo del ángulo de la pala. La fuerza resultante del viento sobre la pala actúa como un vector perpendicular a su centro aerodinámico, con dirección y sentido alineados con el viento, y su intensidad es proporcional a la superficie expuesta. La aerodinámica de las palas de los aerogeneradores es similar a la de los aviones, donde la fuerza aerodinámica generada permite el movimiento de las palas, similar a cómo un avión se eleva.