Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Ingeniería Mecánica y Eléctrica

DHTics

Alumno: Erick Campechano Rojas

Ensayo: La vida de la energía eólica.

Índice

Introducción...................................................................................................................................................3Historia de la energía eólica.......................................................................................................................4Molinos de viento..........................................................................................................................................5Otros usos de esta energía........................................................................................................................5AEROGENERADORES.................................................................................................................................7DEFINICIÓN....................................................................................................................................................7Funcionamiento............................................................................................................................................8Innovando a la energía eólica....................................................................................................................9Controlando a los aerogeneradores........................................................................................................9No todo es color de rosa.............................................................................................................................9Curiosidades................................................................................................................................................10Conclusión...................................................................................................................................................12

Introducción

En este proyecto tratare de dar a conocer como ha sido la evolución que ha tenido

hasta el momento la energía eólica, esto lo haré mostrando un poco de historia,

principalmente para conocer cómo es que se comenzó a utilizar el viento como

energía mediante una serie de mecanismos.

Todo esto es posible gracias a la gran evolución que se ha tenido en la creación y

modernización de los antiguos molinos de viento, hasta los nuevos molinos

creadores de energía eléctrica. Debido a que los más nuevos aerogeneradores, ya

cuentan con sensores para medir la fuerza del viento y dirección, esto para tener

un mejor desempeño y aprovechar al máximo las corrientes de aire originadas.

Historia de la energía eólica

La fuerza del viento se ha utilizado principalmente como medio de locomoción.

Hay constancia de dibujos egipcios, datados hace 5000 años, de barcos con velas

para trasladarse por el Nilo. Posteriormente y ya en los siglos V y VI (D.C.) hay

constancia de los primeros artilugios eólicos que eran de eje vertical, utilizados

para moler grano y bombear agua.

En el siglo XI los molinos de viento eran utilizados de forma extensiva en todo

Oriente Medio, siendo introducidos en Europa en el siglo XIII como consecuencia

de las cruzadas. Hasta la aparición de la máquina de vapor durante la revolución

industrial, los molinos de viento tuvieron una gran importancia en el desarrollo

económico de Europa.

En la década de 1970, y como consecuencia de la crisis energética, los países

desarrollados inciden en el plano de la investigación y el desarrollo, apareciendo la

tecnología que permitiría la producción de las actuales turbinas eólicas. A partir de

este momento se usará la fuerza del viento para generar energía eléctrica.

Molinos de viento

Son los más famosos y conocidos, entre ellos los de La Mancha, gracias a Don

Quijote, pero los había por todas partes aunque muy especialmente en España,

donde las corrientes de los ríos no eran tan importantes como en otros países

europeos.

El molino de viento clásico consiste en una estructura de piedra de forma cilíndrica

o troncocónica, de base circular, en la que se apoya una parte superior

independiente, con las aspas que transforman la energía del viento en energía

mecánica. Esta parte superior es un entramado de madera que puede girar sobre

el tambor de piedra para orientar las aspas según la dirección del viento, mediante

un largo madero fijo a la cubierta y exterior al edificio, que se puede amarrar a

unos hitos anclados al suelo. (Igartua, 1997)

En la parte superior del edificio, bajo la cubierta, hay unos ventanucos que servían

para que el molinero supiera la dirección del viento y, en consecuencia, pudiera

orientar las aspas como mejor convenía con el gobierno.

Las aspas mueven una rueda casi horizontal que, mediante otro engranaje,

trasmite el movimiento del eje de las aspas a un eje vertical, que mueve

la volandera.

Sobre las aspas se disponían unas lonas para recibir el viento, que se retiraban

cuando no era necesario el movimiento, con lo que se aumentaba la duración de

los mecanismos, que eran generalmente de madera y por lo tanto muy propensos

al desgaste. En otros molinos, como en los de Cartagena, no hay aspas

propiamente, sino solamente lonas, en forma de vela triangular, que se enrollaban

en el palo del aspa, cuando no eran necesarias.

Otros usos de esta energía

La utilidad de los mecanismos de los molinos de viento para generar energía

mecánica se ha aprovechado para otros usos, como sacar agua, de lo que son un

ejemplo los empleados en los pólders de Holanda o los clásicos molinos de granja,

con estructura metálica.

Actualmente se están extendiendo por todos los países los que sirven para

producir energía eléctrica. Por su forma, todos estos artefactos han mantenido el

nombre de molino, lo que a veces puede dar la impresión equivocada que la

palabra molino designa a cualquiera de estos o específicamente los de viento.

Concretamente, el nombre correcto de los que producen energía eléctrica

es aerogeneradores o turbinas eólicas, y las bombas podrían llamarse bombas de

agua eólicas.

Entre las bombas de agua eólicas, las más económicas llamados molinos de

granja, se desarrollaron en Estados Unidos a fines del siglo XIX y fueron

perdiendo vigencia con los nuevos sistemas eléctricos de bombeo más eficientes

una vez el suministro de esa corriente se hizo generalizado. Los molineros

de Marchigüe no inventaron algo, sino que aprendieron a hacerlos con rústicas

herramientas. Las estructuras son generalmente de madera de las zonas tensadas

con alambres enroscados, las aspas y veletas son de láminas de zinc recortadas,

los soportes de los ejes son de acero dulce forjado y los ejes templados tras un

proceso de forja. Todo un sistema de lubricación reemplazó las originales grasera

y cárteres de aceite de sebo de caballo, usado para lubricar ejes de carreta.

AEROGENERADORES

DEFINICIÓN Es una maquina que transforma el viento en energía aprovechable, que es

originado por la fuerza del viento sobre unas aspas que están unidas a un rotor. El

eje puede conectarse a varios tipos de maquinaria, como es para moler granos,

bombear agua, pero la principal es para generar energía eléctrica. Por lo general

esta máquina recibe el nombre de molino de viento, pero para ser más claros, al

usarse para la electricidad recebe el nombre de aerogenerador o turbina de viento.

(Castro Gil, Cruz Cruz, & Sánchez Naranjo, 1997)

Los componentes claves de un aerogenerador son la torre que soporta la góndola,

las aspas y el generador eléctrico. La mayoría de los aerogeneradores modernos

son de tres palas, de eje horizontal y poseen mecanismos de orientación para

obtener el máximo rendimiento y proteger el aerogenerador en caso de vientos

fuertes.

El máximo inconveniente de un aerogenerador es el impacto visual que provoca

en la zona donde se instala. Asociaciones ecologistas también se quejan de la

mortandad que provocan entre las aves migratorias.

En los últimos años en nuestro país ha habido un fuerte aumento del empleo en el

sector de la energía eólica. La construcción e instalación de un aerogenerador y la

investigación para conseguir modelos más eficaces requieren la formación y el

reciclaje de profesionales especializados.

La decidida apuesta de las administraciones por la energía eólica en España le

augura al sector de los aerogeneradores un futuro esperanzador.

Funcionamiento

Los aerogeneradores son dispositivos que convierten la energía cinética del viento

en energía mecánica. La captación de la energía eólica se produce mediante la

acción del viento sobre las palas. El principio aerodinámico por el cual el conjunto

de palas gira, es similar al que hace que los aviones vuelen. Según este principio,

el aire es obligado a fluir por las caras superior e inferior de un perfil inclinado,

generando una diferencia de presiones entre ambas caras, y dando origen a una

fuerza resultante que actúa sobre el perfil.

Gracias a los aerogeneradores transformamos la fuerza del viento en energía

eléctrica. Desde principios del siglo XX se han usado molinos para generar

electricidad en zonas rurales aisladas. En la actualidad los aerogeneradores se

agrupan formando centrales eólicas que abastecen la red eléctrica.

El funcionamiento de los aerogeneradores es muy sencillo, el viento mueve las

hélices que conectadas a un generador transforman la energía mecánica

rotacional en energía eléctrica.

Existen diferentes tipos de aerogeneradores, dependiendo del tipo de generador,

de su potencia y de la disposición de su eje de rotación.

Las partes principales de un aerogenerador son el rotor, la caja de engranajes, el

generador, la torre y el sistema de control. 

Si nos fijamos en aerogeneradores en funcionamiento podemos observar que la

velocidad de movimiento de las hélices es muy lenta. Mediante la caja de

engranajes esa velocidad lenta de las palas se transforma en velocidad rápida

para alimentar al generador.

Si descomponemos esta fuerza en dos direcciones obtendremos:

Fuerza de sustentación, o simplemente sustentación de dirección perpendicular al

viento.

Fuerza de arrastre, de dirección paralela al viento.

Innovando a la energía eólica

Controlando a los aerogeneradores

Los aerogeneradores están diseñados para producir energía eléctrica de la forma

más barata posible. Así pues, están generalmente diseñados para rendir al

máximo a velocidades alrededor de 15 m/s. Es mejor no diseñar aerogeneradores

que maximicen su rendimiento a vientos más fuertes, ya que los vientos tan

fuertes no son comunes, con lo que el uso y producción serian muy desventajosos

para una gran demanda de energía. (Opex energy)

En el caso de vientos más fuertes es necesario gastar parte del exceso de la

energía del viento para evitar daños en el aerogenerador. En consecuencia, todos

los aerogeneradores están diseñados con algún tipo de control de potencia.

No todo es color de rosa

A pesar de todo lo que se ha mostrado, también es muy importante recordar que a

pesar de ser de las plantas eléctricas con menores índices de contaminación tiene

algunos defectos.

Uno de los principales inconvenientes es el impacto visual que provoca en la zona

donde se instala, debido a que se ocupan amplios campos para la colocación de

un parque eólico.

Otro punto importante es que las aves llegan a chocar con las aspas de los

molinos, ocasionando la muerte de ellas, debido a esto se pide que se realicen

estudios, sobre todo si existen rutas de aves migratorias, ya que morirían muchas

si se colocan estos molinos en su camino, con lo que también se opta por pintarlas

de colores visibles, pero esto nos hace regresar al punto anterior: el impacto

visual.

Todo esto esta complementado por el ruido, ya que lo originan por el continuo giro

de sus aspas.

Curiosidades

• En la Unión Europea de aquí al 2020 se doblará el número de empleos en

el sector de la energía eólica. 

• Aunque continúe operando a velocidades mayores, la potencia que entrega

no será diferente a la nominal, por seguridad (25m/s aproximadamente).

(energiza, 2011)

• Están hechos para vientos que cambian de posición asiendo que afecte en

su rendimiento lo menos posible.

• Un aerogenerador evita la emisión de 4.109 Kg. de CO2, lográndose un

efecto similar al producido por 200 árboles.

• Un Parque de 10 MW: Evita: 28.480 Toneladas al año de CO2. Sustituye:

2.447 Tep. toneladas equivalentes de petróleo. Aporta: Trabajo a 130

personas al año durante el diseño y la construcción. Proporciona: Industria

y desarrollo de tecnología. Genera: Energía eléctrica para 11.000 familias.

(energiza, 2011)

Conclusión

Es normal el cambio y modernización, con lo que la industria eléctrica no se queda

atrás, y más aun los aerogeneradores comúnmente llamados molinos de viento,

ya que desde sus antecesores que eran verdaderos molinos, en la actualidad su

implementación en la industria está aumentando, ya que son de las pocas

creadoras de energía eléctrica que no contaminan, aun que tengan algunos

inconvenientes, para mí son las más confiables, ya que como lo indican algunos

estudios, para el 2025 estará cubriendo aproximadamente el 50% de la demanda

de electricidad en varios países.

Con esto concluyo que la energía eólica es una de las mejores fuentes de energía,

ya que no solo es limpia sino que se adapta a los medios ambientales, además

que los modernos aerogeneradores, gracias a sus sensores hacen que se

aproveche al máximo los vientos, haciendo girar al mismo.

BibliografíaCastro Gil, M. A., Cruz Cruz, I., & Sánchez Naranjo, C. (1997). Energía eólica. Sevilla, España: PROGENSA.

energiza. (Julio de 2011). Recuperado el 30 de octubre de 2012, de energiza: http://www.energiza.org/energizajulio2011.html

Igartua, F. (1997). Reflexiones entre molinos de viento. En F. Igartua, Reflexiones Entre Molinos de Viento (págs. 16-30). Universidad de Texas: Peisa.

Opex energy. (s.f.). Recuperado el 27 de Octubre de 2012, de Opex energy: http://www.opex-energy.com/eolica/principio_de_funcionamiento.html

vindmolle industruen. (s.f.). Recuperado el 30 de octubre de 2012, de vindmolle industruen: http://www.windpower.org/da/klima___energi/energisystemet.html