Metodología STEAM, uso de la energía eólica

Metodología STEAM, uso de la energía eólica

Objetivo:

Buscar y aprovechar fuentes de energías alternas, en este caso energía eólica para abastecer de corriente eléctrica en una casa ubicada en Cajicá.

Problema ¿Es posible implementar un sistema de energía eólica con un aerogenerador para abastecer el consumo eléctrico de una vivienda ubicada en Cajicá? El consumo se muestra en el siguiente cuadro:

[pic 1]

Detalle:

Explique:

1. ¿Cómo se produce la energía eólica?
2. ¿Qué es un aerogenerador, para que sirve y cual pude ser su potencia mínima y máxima?
3. Clasifique los aerogeneradores de acuerdo con su eje.
4. Indique las partes de un aerogenerador de eje horizontal y las partes de un aerogenerador de eje vertical, para cada tipo utilice un gráfico explicativo dónde se indique la funcionalidad (para que sirve) cada una de las partes.
5. Establezca en un cuadro comparativo las ventajas y desventajas de los aerogeneradores de eje horizontal y eje vertical.
6. Investigue la influencia del número de palas para el funcionamiento de un aerogenerador de eje vertical.
7. Investigue y explique la ecuación de la potencia del viento (de una masa de aire que se desplaza con una cierta velocidad por unidad de superficie), indicando claramente los símbolos que aparecen en la ecuación y la relación de dicha potencia con cada una de las variables (si la potencia aumenta o disminuye por ejemplo con la densidad, la velocidad etc.).
8. Con sus palabras explique el teorema de Betz.
9. Investigue, ¿qué variables pueden hacer que la velocidad de los vientos fluctúe en un lugar?
10. ¿Qué es la rugosidad del suelo y como índice en la velocidad?
11. ¿Por qué es necesario contar con una distribución de frecuencias para medir la velocidad de los vientos en un sitio? ¿Qué es la distribución de Weibull?
12. ¿Para que es necesario el uso de la rosa de los vientos en un lugar donde se requiere implementar un aerogenerador?

Detalle y aplicación:

1. Para la ubicación de Cajicá determine si es viable implementar un sistema eólico, para ello utilice el promedio de la velocidad de los vientos, rugosidad del terreno, rosa de los vientos, densidad, indagando en el mapa eólico del IDEAM, http://atlas.ideam.gov.co/visorAtlasVientos.html, ó utilizando la aplicación de enair: https://www.enair.es/es/app, utilizando las coordenadas de Cajicá, las cuales puede consultar en Google. Una vez obtenga los datos, haga un print de pantalla de los mismos y explíquelos.
2. En la aplicación de enair, https://www.enair.es/es/app,  cuando introduce las coordenadas de Cajicá aparece un grafico con los ahorros ambientales y económicos, haga un print de pantalla y colóquela en este item, indique el por qué se producen estas ventajas.
3. Utilizando la aplicación de ENAIR, https://www.enair.es/es/app, las coordenadas de Cajicá, latitud:4,91667 y longitud: -74,0333, establezca la velocidad promedio del viento, (demora tiempo en establecerse), luego, seleccione en el menú de la izquierda el aerogenerador apropiado que cubra la potencia por día necesaria para sustituir el consumo de energía de la vivienda propuesta en el problema de este taller. (Se obtiene dividiendo el consumo energético por mes, entre 30 días). Luego coloque los datos que debajo del menú aparecen: potencia nominal, potencia máxima y area de barrido, explique que significa cada una de ellas.

Presentación y reflexión

1. Presente solo los resultados obtenidos del item 13 a 15 en una tabla y realice una reflexión, y consideraciones técnicas de mejora con respecto al uso de equipos u de otro tipo de energía renovable que es susceptible de estudio en el sitio.

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