Fuentes Alternas

Ahorro de energía eléctrica

FUENTES ALTERNAS.

De las diversas formas de energía que existen se trataran aquí de las energías alternativas; se llaman alternativas por que el hombre busca salidas a las crisis económicas originadas por las continuas alzas en el precio del petróleo y cuando adquirió conciencia de que el carbón y el petróleo son recursos que se agotan

Genéricamente, se denomina energía alternativa, o más bien propiamente fuentes de energía alternativas, aquellas fuentes de energía planteadas como alternativas a las tradicionales o clásicas. No obstante, no existe consenso, no existe consenso respecto a qué tecnologías están englobadas en este concepto, y la definición de "energía alternativa" difiere según los distintos autores: en las definiciones más restrictivas, energía alternativa sería equivalente al concepto de energía renovable o energía verde, mientras que las definiciones más amplias consideran energías alternativas a todas las fuentes de energía que no implica la quema de combustible fósiles (carbón, gas y petróleo); en estas definiciones, además de las renovables, están incluidas la energía nuclear o incluso la hidroeléctrica.

Los recursos naturales se clasifican de acuerdo con su disponibilidad y su disponibilidad y sus posibilidades de recuperación o regeneración, unas de las maneras más comunes de clasificarse son recursos renovables y no renovables.

1.1 RECURSOS RENOVABLES.

También se le conocen como energía limpia. Se clasifica como un recurso natural que se puede restaurar por procesos naturales a una velocidad similar o superior a la de consumo por los seres humanos.

1.2 RECURSOS NO RENOVABLES

Es considerado como un recurso no renovable si no se puede producido, cultivado, regenerado o reutilizado a una escala tal pueda sostenerse su tasa de consumo. Estos recursos frecuentemente existen en cantidades fijas o consumidas mucho más rápido de lo que la naturaleza pueda recréalos.

1. ENERGIA EOLICA

Es la generada por la acción del viento y por las diferentes de temperatura en la atmosfera. Esta energía cinética constituye la potencia eólica que el hombre ha utilizado inicialmente en la navegación, en el bombeo del agua, para molienda de granos y otras actividades.

Los primeros molinos datan del siglo VII d.C. en Persia, hoy Irán, eran utilizados para el riego y molienda de granos. En el siglo XIX fue empleado para triturar minerales y al final del siglo XIX en Dinamarca apareció el primer molino generador de energía eléctrica. Hoy en día Alemania, Dinamarca, Inglaterra y Estados Unidos lideran los adelantos tecnológicos en la generación de energía eléctrica usando esta fuente.

Como mencionamos anteriormente la energía eólica se ha utilizado históricamente para tareas mecánicas que requerían de mucho esfuerzo físico como era el moler granos o elevar agua de pozos. En estos casos la energía final que se usaba era la energía mecánica, sin embargo, con el paso de los años el objetivo que se buscaba era el de producir energía eléctrica a partir del viento.

La generación de energía eléctrica a partir de la energía eólica tuvo lugar en Dinamarca hacia 1890, cuando realizaron los primeros experimentos con aerogeneradores, llegando a producir hasta 200 kW estos experimentos fueron realizados por el profesor La Cour.

A continuación presento una imagen de un parque eólico.

La energía eólica funciona mediante aerogeneradores, tienen diversas aplicaciones específicas ya sea eléctricas o de bombeo de agua, mediante el aprovechamiento y transformación de energía eólica en mecánica.

Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina eólica). Sus precedentes directos son los molinos de viento que como ya mencionamos anteriormente se utilizaban para diferentes tareas como para la molienda y obtención de harina. Este funciona por medio de la energía cinética generada por el aire en movimiento, proporciona energía mecánica a un rotor de hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor del generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.

Los componentes que forman un aerogenerador son los siguientes:

• TORRE: Soporta la góndola que es donde se encuentran la mayoría de componentes principales del aerogenerador. La torre permite que las palas estén a la altura más apropiada para obtener el máximo rendimiento posible.

• LAS PALAS DEL ROTOR: Componente del aerogenerador que transmite la energía cinética del viento al buje. En su mayoría los aerogeneradores tienen tres palas.

• BUJE DEL ROTOR: Une las palas al eje del aerogenerador.

• EJE DE BAJA VELOCIDAD: En los grandes aerogeneradores el rotor gira muy lento entre 20 y 50 rpm.

• GENERADOR: Uno de los componentes principales. Gracias a la alta velocidad del eje se genera la electricidad

• SISTEMA DE CONTROL: Componentes que controlan el correcto funcionamiento del aerogenerador. Anemómetros, veletas, mecanismos de orientación, unidades de refrigeración, sistemas de control de potencia.

• CAJA DE ENGRANAJES O MULTIPLICADOR: Componente del aerogenerador que transforma la baja velocidad del eje en alta velocidad de rotación.

A continuación presentamos una imagen esquemática de un aerogenerador.

Existen varios tipos de aerogeneradores, a continuación mencionare varios tipos de aerogeneradores:

• Eje vertical: Sus principales ventajas son que no necesita un sistema de orientación al ser omnidireccional y que el generador, multiplicador, etc., son instalados a ras de suelo, lo que facilita su mantenimiento y disminuyen sus costes de montaje. Sus desventajas frente a otro tipo de aerogeneradores son sus menores eficiencias, la necesidad de sistemas exteriores de arranque en algunos modelos, y que el desmontaje del rotor por tareas de mantenimiento hace necesaria que toda la maquinaria del aerogenerador sea desmontada.

• Aerogenerador con rotor Savonius: Es el modelo más simple de rotor, consiste en cilindros huecos desplazados respecto su eje, de forma que ofrecen la parte cóncava al empuje del viento, ofreciendo su parte convexa una menor resistencia al giro. Se suele mejorar su diseño dejando un espacio entre ambas caras para evitar la sobre presión en el interior de la parte cóncava. Pueden construirse superponiendo varios elementos sobre el eje de giro. No son útiles para la generación de electricidad debido a su elevada resistencia al aire. Su bajo coste y fácil construcción les hace útiles para aplicaciones mecánicas.

A continuación presento un aerogenerador con rotor Savonius

• Aerogenerador con rotor Darrieus: Patentado por G.J.M. Darrieus en 1931, es el modelo de los aerogeneradores de eje vertical de más éxito comercial. Consiste en un eje vertical asentado sobre el rotor, con dos o mas finas palas en curva unidas al eje por los dos extremos, el diseño de las palas es simétrico y similar a las alas de un avión, el modelo de curva utilizado para la unión de las palas entre los extremos del rotor es el de Troposkien, aunque puede utilizarse también catenarias. Evita la necesidad de diseños complejos en las palas como los necesarios en los generadores de eje horizontal, permite mayores velocidades que las del rotor Savonius, aunque sin alcanzar las generadas por los modelos de eje horizontal, pero necesita de un sistema externo de arranque.

A continuación presentare una aerogenerador con rotor Darrieus

• Aerogenerador con rotor Giromill: Este tipo de generadores también fueron patentados por G.J.M. Darrieus. Consisten en palas verticales unidas al eje por unos brazos horizontales, que pueden salir por los extremos del aspa e incluso desde su parte central. Las palas verticales cambian su orientación a medida que se produce el giro del rotor para un mayor aprovechamiento de la fuerza del viento. Aquí les presento un rotor Giromill.

• Aerogenerador con rotor Windside: Es un sistema similar al rotor Savonius, en vez de la estructura cilíndrica para aprovechamiento del viento, consiste en un perfil alabeado con torsión que asciende por el eje vertical. La principal diferencia frente a otros sistemas de eje vertical es el aprovechamiento del concepto aerodinámico, que le acerca a las eficiencias de los aerogeneradores de eje horizontal. Aquí les presento un aerognerador con rotor Winside.

• Eje horizontal: En la actualidad la gran mayoría de los aerogeneradores que se construyen conectados a red son tripalas de eje horizontal. Los aerogeneradores horizontales tienen una mayor eficiencia energética y alcanzan mayores velocidades de rotación por lo que necesitan caja de engranajes con menor relación de multiplicación de giro, además debido a la construcción elevada sobre torre aprovechan en mayor medida el aumento de la velocidad del viento con la altura.

Los modelos de eje horizontal puede subdividirse a su vez por el número de palas empleado, por la orientación respecto a la dirección dominante del viento y por el tipo de torre utilizada:

• Tripala: Es el más empleado en la actualidad, consta de 3 palas colocadas formando 120º entre sí. Un mayor número de palas aumenta el peso y coste del aerogenerador, por lo que no se emplean diseños de mayor numero de palas para fines generadores de energía de forma comercial, aunque sí para fines mecánicos como bombeo de agua etc. Este es un tipo aerogenerador tipo tripala.

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