UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DEMAYOLO FACUTAD DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL “ENERGÍA EÓLICA Y SUS APLICACIONES” RESPONSABLES: Ø DIAZ ALVAREZ MERY CAMERIN INDUSTRIA Y MEDIO Ø COLLAS POMIANO FIORELLA AMBIENTE Ø TARAZONA AREVALO ROSSELLY DR. Julio Henostroza torres HUARAZ- 2017 ENERGÍA EÓLICA H ISTORIA q La energía eólica no es algo nuevo, es una de las energías más antiguas junto a la energía térmica. q El viento como fuerza motriz se ha utilizado desde la antigüedad. q Así, ha movido a barcos impulsados por velas o ha hecho funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. q Sin embargo, tras una época en la que se fue abandonando, a partir de los años ochenta del siglo XX este tipo de energía limpia experimentó un renacimiento. q La energía eólica crece de forma imparable ya en el siglo XXI, en algunos países más que en otros, pero sin duda alguna en España existe un gran crecimiento, siendo uno de los primeros países, por debajo de Alemania a nivel europeo o de Estados Unidos a escala mundial. La energía eólica es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante la utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire. Se obtiene mediante unas turbinas eólicas que convierten la energía cinética del viento en energía eléctrica por medio de aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, a través de una serie engranajes (la transmisión) a un generador eléctrico. La energía eólica tiene su origen en el sol. Este es el responsable que se produzca el viento. V I Lo que realmente ocurre es que la radiación solar emitida es E absorbida por la atmósfera terrestre de forma irregular, provocando que existan masas de aire a diferentes temperaturas y en consecuencia, a diferentes presiones. N T La absorción irregular de la radiación solar se debe a factores tales O como: diferencias entre la superficie marina y la continental, elevación del suelo, alternancia de día y la noche, nubosidad, etc. q Las masas de aire más frías y presión más elevada se sitúan en zonas más bajas de la atmósfera, mientras que las masas de aire más caliente y a menor presión se sitúan en las zonas mas altas e la atmósfera. V I E N T O En la mayoría de casos, un equipo comienza a generar energía eólica con una velocidad de viento de 4 m/s, equivalente a uno 15 km/h. Entrega su potencia máxima cuando la velocidad del viento es del orden de los 12 a 15 m/s (40 a 55 m/h), y es necesario detener el funcionamiento del mismo cuando el viento alcanza velocidades de 25 m/s (90 km/h). ü Las máquinas empleadas para transformar la fuerza cinéta del viento en electricidad reciben el nombre de turbinas eólicas o Aerogeneradores. ü Se colocan sobre una columna o torre, debido a que la velocidad de viento aumenta con la altura respecto al suelo. ü Además, se procura situarlos lejos de los obstáculos donde el LOS AEROGENERADORES viento sopla con una intensidad parecida todo el tiempo. A fin de optimizar su rendimiento. ü Los primeros aerogeneradores tenían rendimientos escasos, del orden del 10 %, pero los actuales cuentan con sofisticados sistemas de control que les permiten alcanzar rendimientos próximos al 50 %. ü Un porcentaje muy alto si se tiene en cuenta que la fracción máxima de la energía del viento que puede capturar un aerogenerador es del 59 % según demostró el físico alemán Albert Betz en 1919. COMPONENTES DE UN AEROGENERADOR. La inmensa mayoría de los aerogeneradores modernos son tripalas y de eje horizontal. Se ha demostrado científicamente que este número de palas es el idóneo, ya que cuanto mayor . Es el número de palas, el rendimiento es menor, porque cada pala “choca” con la turbulencias dejadas por la pala anterior, lo que frena su movimiento. TORRE q Soporta la góndola y el rotor. Puede ser tubular celosia (estas ultimas, aunque más baratas, están en desuso, ya que las tubulares. Son mucho más seguras. El grosor y la altura de la torre varían en función de las características de la turbina. Ejemplo: 200 kW, tendrá una torre entre 60 y 100 metros. ROTOR q Es el conjunto formado por las palas y el eje al que van unidas, a través de una pieza llamada buje. Las palas capturan el viento de manera perpendicular a su dirección gracias a un sistema que coloca automáticamente el rotor de esa posición y trasmiten q Su potencia hacia el buje. El buje está conectado, a su vez, mediante oro eje al PALASmultiplicador, incluido dentro de las Góndolas. q Se parecen mucho a las alas de un avión (de hecho, los diseñadores, Usan a menudo perfiles clásico de alas de avión como sección transversal de la parte más exterior de la pala). Sin embargo, lo perfiles gruesos de la parte más interior de la pala suelen estar específicamente diseñados para turbinas eólicas. La mayoría es están fabricados con poliéster o epoxy reforzado con fibra de vidrio. GÓNDOLA q Contiene entre otros componentes, el generador eléctrico, el multiplicador y los sistemas hidráulicos de control, orientación y freno. q El multiplicador funciona de manera similar a la caja de cambios de un coche, multiplicando 60 veces, mediante un sistema de engranajes, la velocidad del eje del rotor. q Así, se consigue comunicar al eje del alternador una velocidad de 1500 revoluciones por minuto, lo que permite el funcionamiento del generador eléctrico, cuyo cometido es convertir la energía mecánica del giro de su eje en energía eléctrica. q La veleta y el anemómetro, situados en la parte superior de la góndola, miden la dirección y la velocidad del viento en cada instante, y mandan ordenes a los sistemas de control que accionan el aparato para que el roto y las aspas se sitúen en la posición óptima contra el viento. q La góndola incluye, además, un sistema de “cambio de paso”, que hace girar la posición de las palas de manera que recojan el viento de la forma óptima en cada momento. Este sistema también se utiliza para frenar el rotor cuando es necesario. q En cuanto a la electricidad producida en el generador, ésta baja por unos cables a un convertidor, donde es transformada y enviada a la red eléctrica de forma óptima, sin fluctuaciones. LA ROSA DE LOS VIENTOS Para mostrar la información sobre las distribuciones de velocidades del viento y la frecuencia de variación de las direcciones del viento, puede dibujarse la llamada rosa de los vientos basándose en observaciones meteorológicas de las velocidades y direcciones del viento. Un vistazo a la rosa de los vientos es extremadamente útil para situar aerogeneradores. Si una gran parte de la energía del viento viene de una dirección particular, lo que deseará, cuando coloque una turbina eólica en el paisaje, será tener la menor cantidad de obstáculos posibles en esa dirección, así como un terreno lo más liso posible. PARQUES EÓLICOS APLICACIONES DE ENERGÍA EÓLICA EN EL PERÚ El Ministerio de Energía y Minas (MEM) señaló hoy que el potencial eólico del Perú es de aproximadamente 22,450 megavatios (Mw) y a la fecha se tiene han aprovechado 239 Mw en centrales de generación eléctrica. FUENTE: Atlas Eólico del Perú-2016 CENTRAL EÓLICA PARQUE EÓLICO MARCONA CENTRAL EÓLICA CUPISNIQUE CENTRAL EÓLICA TALARA CENTRAL EÓLICA PARQUE EÓLICO TRES HERMANAS La central eólica de generación eléctrica “Tres Hermanas”, ubicada en el distrito de Marcona (Ica), la cual cuenta con una potencia instalada de 90 MW y demandó una inversión de casi 197 millones de dólares. Este parque eólico está compuesto por 33 aerogeneradores e inyectará su energía al SEIN a través de la sub estación existente en Marcona. NUEVOS PROYECTOS DE ENERGÍA EÓLICA EN EL PERÚ En febrero del 2016, se resolvió la adjudicación de potencia de la Cuarta Subasta de Suministro de Electricidad con Recursos Energéticos Renovables al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN), donde en primera ronda se adjudico un proyecto eólico de 126 MW (de los 34 proyectos eólicos presentados en primera ronda) y en segunda ronda se adjudicaron 2 proyectos eólicos de 18 MW cada uno (del total de 7 proyectos eólicos presentados en segunda ronda). CENTRAL EÓLICA WAYRA I – PARQUE NAZCA Enel invertirá US$ 165 millones para construir la C.E. Wayra I. Producirá energía suficiente para cerca de 480,000 hogares peruanos. Se espera que el proyecto entre en operación en el primer semestre del 2018 y será el mayor parque eólico del país. Está respaldado por un contrato de oferta eléctrico de 20 años firmado con el Ministerio de Energía y Minas del Perú. CENTRAL EÓLICA HUAMBO CENTRAL EÓLICA DUNA LA ENERGIA EOLICA EN EL MUNDO Potencia eólica instalada acumulada en el mundo 2001-2016 La energía eólica suministra actualmente más del 3% del consumo mundial de electricidad y se espera que para 2020 se supere el 5%. A más largo plazo (2040), la Agencia Internacional de la Energía prevé que la energía del viento pueda cubrir el 9% de la demanda eléctrica mundial y más del 20% en Europa. La energía eólica instalada en el mundo creció un 12,4% en 2016, hasta situarse en 486.749 MW, según datos del Global Wind Energy Council (GWEC). China, Estados Unidos, Alemania, India y España son los primeros productores mundiales. En el mundo, China es el país con más parques eólicos y potencia procedente de la energía eólica, con 124 710 MW a mediado del 2015. El crecimiento de China ha tenido lugar de forma espectacular en los últimos 10 años. Le sigue Estados Unidos a mayor distancia, Alemania y España. LOS 5 PARQUES EOLICOS MAS GRANDES DEL MUNDO DATOS GENERALES • Nombre del parque eólico : Gansu Wind Farm • País : China • Departamento / Zona : Gansu DETALLES • Ciudad : Gansu • Potencia nominal total : 7 900 000 kW • Operativo El proyecto Gansu Wind Farm es un enorme complejo de energía eólica que consta de 100 parques eólicos al noroeste de China, en una zona desértica de gran potencial eólico. Una vez 1. Complejo Eólico concluida la puesta en marcha de todos los Gansu. 7.965 MW. aerogeneradores a finales de 2020, se transformará en la mayor planta de energía eólica Gansu (China) del mundo, con una capacidad de generación de 20.000 megavatios. 2. Centro de Energía Eólica Alta. El Centro de Energía Eólica Alta (AWEC), también 1.547 MW. California (EEUU) conocido como parque eólico de Mojave, está situado en Tehachapi, (Condado de Kern), en California, Estados Unidos, y cuenta con una capacidad operativa de 1.547 MW. La producción se destina íntegramente a Southern California Edison bajo la modalidad de un contrato de compra de energía a un plazo de 25 años El parque eólico terrestre es operado por los ingenieros de Terra-Gen Power, quienes se encuentran inmersos actualmente en una nueva ampliación para incrementar la capacidad del parque eólico. Muppandal es un pequeño pueblo en el extremo sur de la India, en distrito de Kanyakumari, en el estado de Tamil 3. Parque Eólico de Muppandal. Nadu. Se encuentra ubicado en una 1.500 MW. Tamil Nadu (India) región montañosa abierta a las ráfagas de viento del Mar Arábigo a través de puertos de montaña. El pueblo, muy empobrecido, se benefició la construcción del Parque Eólico de Muppandal, que abastece de electricidad a los habitantes del pueblo y a las empresas de la zona. El pueblo había sido seleccionado como el escaparate del programa de energías limpias de la India, dotado con 2.000 millones de dólares que proporciona a las empresas extranjeras incentivos fiscales para el establecimiento de parques eólicos. El parque tiene una potencia instalada de 1.500 MW y su capacidad de generación prevista para 2020 es de 26.200 MWh. Su capacidad instalada es de 1.064 MW, lo que lo convierte en el cuarto mayor parque eólico onshore de los que están operativos 4. Parque Eólico en el mundo. Jaisalmer. 1.064 MW. Cuando se acabó la instalación el 1 de abril de 2001, su capacidad instalada combinada era de 1.064 MW, lo que en aquel momento Rajasthan (India) le convertía en el mayor parque eólico de la India, honor que ahora ostenta el parque de Muppandal. 5. Parque Eólico Shepherds Flat. 845 MW. Oregón (EEUU) El Parque Eólico Shepherds Flat situado cerca de Arlington, al este de Oregón, en Estados Unidos, es el quinto parque eólico más grande del mundo con una capacidad instalada de 845 MW. El proyecto, desarrollado por los ingenieros de Caithness Energy en un área de más de 77 km² entre los condados de Gilliam y Morrow, comenzó a construirse en 2009 con un coste estimado en 2.000 millones de dólares , recibiendo una garantía de préstamo de 1,3 mil millones de dólares del Departamento de Energía de EEUU en octubre de 2010, lo que supuso la mayor financiación jamás llevada a cabo en el mundo para la construcción de un parque eólico. El parque eólico se encuentra en funcionamiento desde septiembre de 2012, el cual lo integran 338 turbinas GE2.5XL, cada una con una capacidad nominal de 2,5 MW cuya energía producida es suministrada a la Southern California Edison para su distribución. En términos generales, la energía renovable generada por el parque eólico es suficiente como para satisfacer las necesidades eléctricas de más de 235.000 hogares BRASIL INAUGURA EL MAYOR PARQUE EÓLICO DE LATINOAMÉRICA En el 2016, la energía eólica se mantiene como el La presidenta brasileña, Dilma Rousseff, inauguró la principal sector de la energía limpia en América primera fase del complejo eólico Campos Neutrales, el Latina y el Caribe, atrayendo 15,500 millones de mayor de América Latina, que está ubicado en la frontera dólares en inversión, según datos del Banco de Brasil y Uruguay, informaron fuentes oficiales. Interamericano de Desarrollo El parque eólico de Geribatu tiene una capacidad instalada de 258 MW, el 44% del complejo Campos Neutrales, lo que es suficiente para abastecer a 1,6 millones de habitantes cuando esté operando a máxima capacidad, según datos oficiales. El Gobierno brasileño invirtió 1.000 millones de reales (unos $347 millones) en Geribatu y otra cifra igual en la línea de transmisión de 500 kilómetros de extensión. Brasil duplicó su capacidad de generación eólica el año pasado, con la construcción de parques que sumaban una potencia de 2.686 MW. El país suramericano fue el cuarto del mundo que más invirtió en esta fuente de energía, solo por detrás de China, Alemania y Estados Unidos, según datos del Consejo Global de Energía Eólica. LINKOGRAFÍA • https://books.google.com.pe/books?id=YM- bDQAAQBAJ&pg=PT546&lpg=PT546&dq=variaciones+diurnas, +nocturnas+y+estacionales+de+los+vientos&source=bl&ots=6BObrU8e48&sig=sy1WDq X7a3IBL9zuty8QWpumaic&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwi0vanb4qjXAhVNmJAKHQ_SCtIQ6 AEIMzAF#v=onepage&q&f=false • http://larepublica.pe/sociedad/838593-energia-eolica-en-el-peru-una-alternativa-de- generacion-de-recurso-natural-renovable • https://peru21.pe/economia/parques-eolicos-peru-aportan-239-mw-sistema-electrico- interconectado-nacional-214608 • http://www.osinergmin.gob.pe/seccion/centro_documental/electricidad/Documentos/PRO YECTOS%20GFE/Acorde%C3%B3n/2.7.1.pdf • http://vidamasverde.com/2012/aprende-como-se-usa-la-energia-eolica/ • https://geografia.laguia2000.com/general/rosa-de-los-vientos • https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_e %C3%B3lica#C.C3.B3mo_se_produce_y_obtiene • ¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!