Dibulgacion Cientifica Energia Eolica, Laboratorio De Ciencias Experimentales Etapa 4

Introducción

Desde los albores de la civilización el hombre viene utilizando la energía eólica para la obtención de potencia mecánica, en el pasado más lejano activando un sistema de propulsión de acción como lo es la vela y desde hace dos milenios activando turbinas de acción como son los molinos de viento.

La vela como sistema propulsivo de embarcaciones y el molino de viento como motor industrial evolucionaron sobre bases netamente empíricas y se perfeccionaron en numerosas variantes, pero fueron abandonados para la gran mayoría de las aplicaciones productivas cuando el desarrollo de las máquinas térmicas permitió al hombre aprovechar las grandes reservas de energía química almacenada en los combustibles fósiles convirtiéndolo a fuerza motriz y energía eléctrica.

¿Qué es y de dónde viene?

La energía eólica es una forma indirecta de energía solar. Las diferencias de presión y temperatura en la atmósfera, por la absorción de la radiación solar, son las que ponen en movimiento los vientos. El calentamiento del aire de la atmósfera en forma desigual provoca la circulación entre zonas con temperaturas distintas. Este viento produce una energía (llamada eólica en referencia al dios Eolo, el mitológico dios del viento) utilizada desde hace mucho tiempo por el hombre en la navegación marina, en la molienda del grano y en la extracción del agua de los pozos, entre otros usos.

La energía del viento que es posible captar con una máquina eólica, es directamente proporcional a la densidad del aire, a la superficie de captación y al cubo de la velocidad del viento. Naturalmente existen perturbaciones como resultado de otras fuerzas y además, a escala local, la orografía ejerce un efecto muy importante sobre las características del suelo.

La energía eólica si bien es de alto nivel de calidad por ser cinética, no es en el fondo de baja entropía por carecer del ordenamiento que caracteriza a las formas nobles, en la eólica el desorden se manifiesta más en el tiempo que en el espacio por la gran variabilidad de la velocidad instantánea de los vientos de superficie.

¿Cómo se obtiene y se aprovecha?

La captación de energía de los vientos se proyecta actualmente por medio de máquinas motrices mucho más sofisticadas que los primitivos milenios de vientos. La transformación de la energía captada a la forma en que se la requiere, se realiza por medio de convertidores adecuados debidamente a la maquina motriz.

Las teorías generales y particulares del comportamiento de las turbinas eólicas y convertidores usuales fueron desarrolladas a partir de las máquinas más corrientes, pero su difusión es aún limitada.

Las máquinas eólicas

Actualmente la energía eólica se aprovecha de dos formas bien diferenciadas:

Por una parte se utilizan para sacar agua de los pozos un tipo de eólicas llamados autobombas, actualmente hay un modelo de máquinas muy generalizado, los molinos multipolar del tipo americano. Directamente a través de la energía mecánica o por medio de bombas estos molinos extraen el agua de los pozos sin más ayuda que la del viento. Por otra, están ese tipo de eólicas que llevan unidas un generador eléctrico y producen corriente cuando sopla el viento, reciben entonces el nombre de aerogeneradores.

El proceso de producción de estos dispositivos es una combinación de diversas tecnologías. Para el sistema de captación, compuesto por un determinado número de aspas que transforman la energía del viento en energía mecánica se utiliza la tecnología de la ventilación industrial. Para los sistemas de regulación, transmisión y generación de energía eléctrica se utilizan procesos de la industria electrónica y electromecánica.

Los aerogeneradores tienen aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, mediante una serie de engranajes (la transmisión) al generador eléctrico.

Un sistema eóloeléctrico convencional se compone de las siguientes partes principales:

Aspas. Son la parte de la turbina que recibe directamente la energía del viento; los diseños avanzados están orientados a aprovechar al máximo esta energía. Un rotor está compuesto, generalmente, por dos o tres aspas cuyo tamaño comercial oscila entre los 25 y 50 metros y pueden pesar más de 900 Kg cada una.

Rotor. Está compuesto por las aspas y el eje al que están unidas.

Transmisión. La potencia se transfiere mediante el eje de rotación a una serie de engranes, o transmisión, que aumentan la baja velocidad de rotación de las aspas, del orden de las 60 revoluciones por minuto (rpm), a una velocidad de entre 1,500 y 2,000 rpm.

Generador. La alta velocidad de rotación que se obtiene del sistema de transmisión se conecta al generador que produce electricidad a partir del movimiento, como en los tradicionales sistemas de vapor.

Controles. Los diversos sistemas de control son coordinados y monitoreados por una computadora y puede tenerse acceso a ellos desde una ubicación remota. El control de ajuste gira las

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