UNIDAD EDUCATIVA GONZALEZ SUAREZ
Proyecto
de investigación
TABLA DE CONTENIDOS
Marco
teórico 
Una masa de aire de densidad
ρ [kg/m³], que se mueve a una velocidad v [m/s], contiene la siguiente potencia
por unidad de superficie perpendicular a la dirección del flujo (potencia
específica) (Manuel Franquesa Voneschen, 2009)
¿Se puede construir en casa un Generador Eólico
casero?
En teoría sí, pero
para los materiales caseros y la fuerza promedio del viento en una casa (menos
de 12 Km/h) la energía enerada sería muy baja.
Josefinos de Murialdo
Proyecto
de investigación
Título:
El
Aire una nueva fuente de energía
Curso 3
B.G.U
Paralelo “C”
Alumno: Kevin
Iván Díaz Solís
Docente
Tutor Del Proyecto: Lic. Cecilia Larrea Mg
TABLA DE CONTENIDOS
. PORTADA_________________________________________________________________i
TABLA DE CONTENIDO ____________________________________________________ii
1. TITULO __________________________________________________________________1
2. OBJETIVOS
______________________________________________________________1
4.1 Generales
________________________________________________________________1
4.2 Específicos
_______________________________________________________________1
5. JUSTIFICACION___________________________________________________________1
6. MARCO TEORICO O
TEMATICO ___________________________________________2
7. METODOLOGIA
_________________________________________________________10
9. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES__________________________________11
10. BIBLIOGRAFIA
_________________________________________________________11
Título
El
Aire una nueva fuente de energía
Objetivo
general
- Buscar
zonas donde es factible continuar con la energía eólica en el Ecuador.
Objetivos
específicos
-
Conocer las ventajas y desventajas de la energía eólica en relación con otras
fuentes de energía.
-
Determinar la situación del Ecuador con respecto a la energía eólica.
-Responder
a preguntas frecuentes en relación con la energía eólica.
Justificación
Los
seres humanos, somos Económicamente dependientes del combustibles fósiles , y los
combustibles fósiles no son ni renovable
ni inagotable, además de la contaminación ecológica causada por los mismos ,así
mismo, nuestra electricidad depende del caudal de agua que tenga nuestros ríos
y en temporadas de sequía no es muy eficiente, Un panel
solar solo producirá energía mientras haya suficiente
luz solar. Una central hidroeléctrica solo
podrá producir mientras las condiciones hídricas y las precipitaciones permitan
la liberación de agua, a no ser que cuente con una central de bombeo.
En los páramos de nuestro país tenemos fuertes
corrientes de aires. El aire es energía renovable, abundante, limpia y fuerte,
solo que no la estamos aprovechando en su máximo potencial. Varios países usan
la energía eólica, los parques eólicos, cerca de costas son una fuente de
energía más barata y competitiva que las energías convencionales.
No
todos los ecuatorianos conocen a profundidad respecto a la energía eólica y, de
hecho, muchos desconocen su utilidad en el país y las oportunidades que tiene
el mismo al ser un país que, aunque pequeño llego una diversidad geográfica.
Marco
teórico
La energía eólica tendrá
su lugar en las futuras energías ecológicas. Hoy en día, Además de países europeos,
en muchos lugares del Tercer Mundo, esta forma de energía podría ayudar a
cubrir las demandas energéticas básicas de muchas personas, eso sí, bajo la
condición de que reduzcamos el actual despilfarro de materias primas y energías,
y eso a nivel mundial – tanto en los países industrializados como en los que
están en vías de desarrollo. Los problemas no son técnicos, sino sociales y
políticos (Manuel Franquesa Voneschen, 2009)
Una masa de aire de densidad
ρ [kg/m³], que se mueve a una velocidad v [m/s], contiene la siguiente potencia
por unidad de superficie perpendicular a la dirección del flujo (potencia
específica)
La energía del viento es
cinética, es decir, la energía que contiene una masa en movimiento, un río.
Cualquier aprovechamiento de esta energía “frenará” el caudal, es decir,
provocará una ralentización del mismo. Es como un río, que pierde velocidad
cuando una central hidráulica aprovecha una parte de su energía cinética. Este
sencillo razonamiento ya demuestra que no será posible extraerle al viento toda
su potencia cinética por, ya que dejaría de moverse. Por el otro lado, al
extraerle energía, su velocidad a la altura del rotor se reducirá. Entre estos
dos extremos tiene que haber una velocidad para máxima extracción de energía.
En su extraordinaria obra de 1926, Albert Betz3 publicó la teoría sobre los
rotores eólicos, consiguiendo presentar a un público relativamente amplio las
bases teóricas de la energía eólica. En este capítulo presentamos lo esencial
de la teoría de Betz para un mejor entendimiento del funcionamiento de un
aerogenerador. Supongamos un rotor eólico ideal (sin pérdidas), que funciona
según el principio del empuje aerodinámico, propulsado por un viento de
velocidad constante v [m/s]. La superficie barrida por las palas del rotor
(“hélice”) es F [m²]. Ya que el rotor, acoplado a un generador eléctrico o una
bomba de agua, le extrae energía al viento, la velocidad de éste detrás del
rotor será menor que la del viento corriente arriba.. (Manuel
Franquesa Voneschen, 2009)
¿Tiene más ventajas
además de las mencionadas?
La
energía eólica es una fuente de empleo, y para darse una idea, da empleo a
22.468 personas solo en España. Se trata de puestos de trabajo de calidad y de
gran estabilidad. Todo parece indicar que la energía eólica va a seguir siendo
la principal apuesta en nueva capacidad de generación eléctrica de aquí al
2020, tanto en Europa como en muchas otras regiones, incluidas EEUU y China.
Las tecnologías que queman combustibles fósiles generan gases de efecto
invernadero que contaminan, agravan el cambio climático, y afectan a la salud y
al medioambiente. La eólica no genera emisiones, ya que su combustible es la
fuerza del viento: en 2017, la eólica evitó la emisión de 28 millones de
toneladas de CO2 (el equivalente al CO2 absorbido por casi un millón de pinos
piñoneros) y evitó importaciones de combustibles fósiles por 1.506 millones de
euros. (trt.net.tr, 2015)
Los
aerogeneradores no son ruidosos. La evolución de la tecnología eólica ha hecho
casi imperceptible su ruido mecánico. El zumbido aerodinámico de las palas
cuando pasan por delante de la torre es el principal sonido que producen.
Además, unas estrictas directrices determinan el nivel permitido de ruido,
hasta el punto de que es posible situarse bajo una turbina y mantener una
conversación sin tener que levantar la voz. El nivel de ruido de un aerogenerador
a 400 metros es de 37dBA (entre el de un microondas y de una nevera). A esta
distancia el zumbido del aerogenerador en funcionamiento no se puede discernir
del entorno.
Los
parques eólicos son bienvenidos por los agricultores y ganaderos porque sus tierras
pueden seguir siendo usadas para cultivar o criar rebaños. Los aerogeneradores
no molestan a la ganadería. (www.aeeolica.org, 2010)
¿Cuáles son sus desventajas?
Para distribuir la
electricidad producida por cada parque eólico (que suelen estar situados además
en parajes naturales apartados) es necesario construir unas líneas
de alta tensión que sean capaces de conducir el
máximo de electricidad que sea capaz de producir la instalación., Técnicamente,
uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado hueco de tensión.
Ante uno de estos fenómenos, las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla provocan
la desconexión de la red para evitar ser dañados y consecuentemente nuevas
perturbaciones en ella, en este caso, de falta de suministro. Este problema se
soluciona bien mediante la modificación del sistema eléctrico de los
aerogeneradores, lo que resulta bastante costoso, bien mediante la utilización
de motores síncronos,
aunque es bastante más fácil asegurarse de que la red a la que se va a conectar
sea fuerte y estable.
Para
construir un parque eólico es necesario disponer de una declaración de impacto
ambiental (DIA) positiva. No es posible construir parques eólicos en zonas
protegidas ni en aquellas con un DIA negativo. Los estudios de impacto
ambiental y los planes de vigilancia ambiental son cada días más rigurosos y
exigentes, asegurando de esta forma un reducido impacto sobre aves y mamíferos.
Además de la evidente
necesidad de una velocidad mínima en el viento para poder mover las aspas,
existe también una limitación superior: una máquina puede estar generando al
máximo de su potencia, pero si la velocidad del viento sobrepasa las
especificaciones del aerogenerador, es obligatorio desconectarlo de la red o
cambiar la inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que su
estructura puede resultar dañada por los esfuerzos que aparecen en el eje. La
consecuencia inmediata es un descenso evidente de la producción eléctrica, a
pesar de haber viento en abundancia, y supone otro factor más de incertidumbre
a la hora de contar con esta energía en la red eléctrica de consumo.
Su tiempo de construcción
tarda de 6 a 8 años.
La incapacidad para controlar el viento. Al
ser una energía menos predecible no puede ser utilizada como única fuente de
generación eléctrica. Para salvar los momentos en los que no se dispone de
viento suficiente para la producción de energía eólica es indispensable un respaldo de las
energías convencionales y el resto de renovables.
Esta
situación no es la única desventaja a la que se enfrenta la energía
eólica. Hay varios factores de tipo técnico y medioambiental, como los
siguientes:
Dificultad
para la planificación. Como hemos indicado, existe una dificultad
intrínseca para poder planificar la energía eólica disponible con antelación.
Dado que los sistemas eléctricos son operados calculando la generación con un
día de antelación en vista del consumo previsto, la aleatoriedad del viento
plantea serios problemas. Los últimos avances meteorológicos para la previsión
del viento han mejorado mucho la situación, pero aún sigue siendo un problema.
Plazo
de desarrollo. Desde que un promotor empieza a construir un parque eólico
hasta que éste inicia su vertido de energía a la red eléctrica pueden pasar 5
años.
Variabilidad.
Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas de forma instantánea
-aumentando la producción de las centrales térmicas-, pues de no hacerse así se
podrían producir apagones.
Almacenamiento
imposible. La energía
eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o
de lo contrario se pierde.
Necesidad
de infraestructuras. Los parques eólicos suelen situarse en zonas
apartadas o en el mar, lejos de los puntos de consumo, y para transportar la
energía eléctrica se requieren torres de alta tensión y cables de gran
capacidad que pueden salvar importantes distancias y causan impacto en el
paisaje. En este proceso, además, suele perderse energía.
Vulnerabilidad
a los huecos de tensión. Uno de los mayores inconvenientes de los
aerogeneradores es el llamado ‘hueco de tensión' (reducción brusca de la
tensión en una fase de la red eléctrica, seguida de una vuelta a los valores
normales, todo ello en milisegundos). Las protecciones de los aerogeneradores
con motores de jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser
dañados y, por tanto, provocan falta de suministro.
Demasiado
viento no ayuda. Si el viento supera las especificaciones del
aerogenerador, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la
inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento de
altas velocidades la estructura puede resultar dañado. La producción eléctrica
desciende y afecta a la planificación de producción eléctrica prevista.
Impacto
medioambiental. Los parques eólicos suelen ocupar grandes espacios y
se localizan en parajes naturales transformando el paisaje original. Es
necesario realizar estudios de impacto ambiental previos para evitar que
perjudiquen a las aves migratorias o al paisaje.
Al margen
de estas desventajas de la energía eólica, hay que tener en cuenta que ninguna
forma de producción de energía tiene el potencial de cubrir toda la demanda y
la producción energética basada en renovables es menos contaminante, por lo que
su aportación a la red eléctrica es positiva. (twenergy., 19)
¿Hay energía Eólica en Ecuador?
Si, En octubre de 2007 se inauguró el parque eólico
de las Galápagos, en la isla San Cristóbal, con una potencia eólica
instalada de 2,4 MW y una producción anual estimada de 3,2 GWh.
Hasta el momento es el único parque eólico en funcionamiento en Ecuador. El proyecto eólico fue financiado en un 80% por organismos internacionales, el G8 y el programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (UNDP), y en un 20% por Elecgalapagos y el municipio de San Cristóbal. Actualmente se están desarrollando dos proyectos para instalar otros tantos parques eólicos. En la provincia de Loja, en un emplazamiento con una velocidad promedio del viento de 12 m/s, se está desarrollando el Proyecto Eólico Villonaco, de 15 MW. Este parque entrará en funcionamiento este mismo año. En la provincia de Imbabura existe un proyecto para instalar un parque eólico en la parroquia Salinas, con el respaldo de la Empresa Eléctrica Regional Norte y la empresa operadora electroviento, quienes ya cuentan con los estudios de viabilidad, conexión eléctrica e impacto ambiental definitivo. El proyecto supondrá una inversión de 22 millones de dólares americanos y tendrá una potencia inicial entorno a 10 MW. Este parque eólico empezó a estar en estado de funcionamiento para el primer trimestre del 2010,(news.soliclima.com, 2010)
Hasta el momento es el único parque eólico en funcionamiento en Ecuador. El proyecto eólico fue financiado en un 80% por organismos internacionales, el G8 y el programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (UNDP), y en un 20% por Elecgalapagos y el municipio de San Cristóbal. Actualmente se están desarrollando dos proyectos para instalar otros tantos parques eólicos. En la provincia de Loja, en un emplazamiento con una velocidad promedio del viento de 12 m/s, se está desarrollando el Proyecto Eólico Villonaco, de 15 MW. Este parque entrará en funcionamiento este mismo año. En la provincia de Imbabura existe un proyecto para instalar un parque eólico en la parroquia Salinas, con el respaldo de la Empresa Eléctrica Regional Norte y la empresa operadora electroviento, quienes ya cuentan con los estudios de viabilidad, conexión eléctrica e impacto ambiental definitivo. El proyecto supondrá una inversión de 22 millones de dólares americanos y tendrá una potencia inicial entorno a 10 MW. Este parque eólico empezó a estar en estado de funcionamiento para el primer trimestre del 2010,
Mas, en
Ecuador todavía se encuentran otros lugares con fuertes y constantes vientos
que se podrían usar, como Guaranda, donde los vientos son fuertes, entre 19 y
28 Km/h entre abril y diciembre y tranquilos de julio a octubre, con 12 Km /h, (meteoblue.com, 2014)
¿Se puede construir en casa un Generador Eólico
casero?
En teoría sí, pero
para los materiales caseros y la fuerza promedio del viento en una casa (menos
de 12 Km/h) la energía enerada sería muy baja.
La
industria de la energía eólica en tiempos modernos comenzó en 1979 con la
producción en serie de turbinas de viento por los fabricantes Kuriant, Vestas, Nordtank, y Bonus.
Aquellas turbinas eran pequeñas para los estándares actuales, con capacidades
de 20 a 30 kW cada una. Desde
entonces, la talla de las turbinas ha crecido enormemente, y la producción se
ha expandido a muchos sitios.
Existe una gran cantidad de
aerogeneradores operando, con una capacidad total de 369 597 MW a
finales de 2014, de los que Europa cuenta con el 36,3 %. China y Estados Unidos
representan juntos casi el 50 % de la capacidad eólica global, mientras
que los primeros cinco países (China, EE. UU., Alemania, España e India)
representaron el 71,7 % de la capacidad eólica mundial en 2014.31
Alemania, España, Estados
Unidos, India y Dinamarca han
realizado las mayores inversiones en generación de energía eólica. Dinamarca
es, en términos relativos, la más destacada en cuanto a fabricación y
utilización de turbinas eólicas, con el compromiso realizado en los años 1970 de
llegar a obtener la mitad de la producción de energía del país mediante el
viento. En 2014 generó el 39,1 % de su electricidad mediante
aerogeneradores, mayor porcentaje que cualquier otro país, y el año anterior la
energía eólica se consolidó como la fuente de energía más barata del país.
La siguiente tabla muestra la capacidad
total de energía eólica instalada al final de cada año (en megavatios) en todo
el mundo, detallado por países. Datos publicados por el Global Wind
Energy Council (GWEC)
Potencia eólica total instalada (MW)
|
PAIS
|
2006
|
2016
|
|
2599
|
168 690
|
|
|
11 603
|
82 183
|
|
|
11 630
|
58 075
|
|
|
20 622
|
58 075
|
|
|
6270
|
50 019
|
|
|
1963
|
28 665
|
|
|
Francia
|
1589
|
14 542
|
|
Canadá
|
1460
|
12 065
|
|
Brasil
|
237
|
11 898
|
|
Italia
|
2123
|
10 740
|
|
Suecia
|
571
|
9257
|
|
Turquía
|
65
|
6519
|
|
Polonia
|
153
|
6081
|
|
Portugal
|
1716
|
5782
|
|
Dinamarca
|
3140
|
5316
|
|
Países
bajos
|
1571
|
5227
|
|
Australia
|
651
|
4328
|
|
México
|
84
|
4327
|
|
Japón
|
1309
|
3527
|
|
Rumania
|
2
|
3234
|
|
Irlanda
|
746
|
2830
|
|
Austria
|
965
|
2632
|
|
Bélgica
|
194
|
2386
|
|
Grecia
|
758
|
2374
|
|
Finlandia
|
86
|
1539
|
Una
turbina helicoidal de eje vertical (llamada Quietrevolution QR5) en Bristol, Reino
Unido. Con un diámetro de 3 m y 5 m de altura,
permite generar una potencia de 6,5 kW que se vierte a la red
eléctrica.
La micro generación de energía eólica
consiste en pequeños sistemas de generación de hasta 50 kW de potencia.57
En comunidades remotas y aislada, que tradicionalmente han utilizado generadores diésel, su
uso supone una buena alternativa. También es empleada cada vez con más
frecuencia por hogares que instalan estos sistemas para reducir o eliminar su dependencia
de la red eléctrica por razones económicas, así como para reducir su impacto medioambiental y su huella
de carbono. Este tipo de pequeñas turbinas se han venido usando desde hace
varias décadas en áreas remotas junto a sistemas de almacenamiento
mediante baterías.58
Las pequeñas turbinas aerogeneradores
conectadas a la red eléctrica pueden utilizar también lo que se conoce como
almacenamiento en la propia red, reemplazando la energía comprada de la red por
energía producida localmente, cuando esto es posible. La energía sobrante producidas
por los micro generadores domésticos puede, en algunos países, ser vertida a la
red para su venta a la compañía eléctrica, generando de esta manera un pequeño
beneficio al propietario de la instalación que amortice la
instalación.5960
Los sistemas desconectados de la red
pueden adaptarse a la intermitencia del viento, utilizar baterías, sistemas fotovoltaicos o
generadores diésel que complementen la energía producida por la turbina. Otros
equipos, como pueden ser parquímetros, señales de tráfico iluminadas, alumbrado
público, o sistemas de telecomunicaciones pueden ser también alimentados
mediante un pequeño aerogenerador, generalmente junto a un sistema fotovoltaico
que cargue unas pequeñas baterías, eliminando la necesidad de la conexión a la
red.
La mini eólica podría generar
electricidad más barata que la de la red en algunas zonas rurales de Reino
Unido, según un estudio de la organización Carbón Trust, publicado en 2010.62
Según ese informe, los mini aerogeneradores podrían llegar a generar 1,5
TWh de electricidad al año en Reino Unido, un 0,4 % del consumo total del
país, evitando la emisión de 0,6 millones de toneladas de CO2. Esta conclusión se basa en el
supuesto de que el 10 % de las viviendas instalara mini turbinas eólicas a
precios competitivos con aquellos de la red eléctrica, en torno a 12 peniques (unos
0,17 €) por kWh.
Otro informe preparado en 2006 por Energy
Saving Trust, una organización dependiente del Gobierno de Reino Unido,
dictaminó que la micro generación (de diferente tipo: eólica, solar, etc.)
podría proporcionar hasta el 30 % o 40 % de la demanda de
electricidad en torno al año 2050.63
La generación distribuida procedente
de energías renovables se ha incrementado en
los últimos años, como consecuencia de la mayor concienciación acerca de la
influencia del ser humano en el cambio climático. Los equipos electrónicos
requeridos para permitir la conexión de sistemas de generación renovable a la
red eléctrica pueden además incluir otros sistemas de estabilidad de la red
para asegurar y garantizar la calidad del suministro eléctrico. (twenergy.,
19)
Metodología
Para este informe hice
una investigación de campo, fui personalmente a la provincia de Bolívar a
comprobar la fuerza de los vientos de Guaranda y planeo viajar atreves de los
demás lugares a fin de encontrar perfectos sitios para la energía eólica
Para la investigación sobre
el funcionamiento de los aerogeneradores, hice una investigación Documental,
investigando en sitios confiables que se dedican a hablar sobre la energía
eólica y su impacto en diversos países. respecto a cómo ha sido el impacto en
otros países que han optado por este sistema de generación de energía.
La metodología, empiezo
investigando para responder la pregunta ¿Qué es la energía eólica? ¿existe en
Ecuador ?, después de investigarlo, fue buscar lugares donde se ya se ha hecho
en el país y e investigar sus respectivas condiciones ambientales. seguidamente
se puede tener una idea de lo que se necesita para que un lugar sea apto, y por
consiguiente se puede buscar lugares con condiciones similares en Ecuador. El último
paso es ir a aquel lugar para comprobar si el lugar puede tener un parque
eólico, para narrar un ejemplo, en el caso de bolívar, fui al cantón Guaranda,
Para comprobar sus condiciones que resultaron aptas para un parte eólico.
Conclusiones
y recomendación
Conclusiones
La
energía eólica es por todo lo ya menciono, la mejor energía en la que puede
invertir el gobierno su costo, en teoría, dentro de la cantidad de dinero que
es capaz de pagar el estado.
Ecuador
por su ubicación es un país que perfectamente puede optar por esta energía, al
tener las mismas condiciones que sus vecinos, que se encuentran en un puesto
alto en la generación de energía eólica.
Esta
pura energía en relación con otras es conveniente porque, no consume recursos,
es limpia, renovable y barata.
Recomendaciones
El gobierno debería invertir en la construcción
de parques eólicos.
Si
van a hacer una investigación respecto a la energía eólica, siempre verifique
que sus fuentes tengan una relación confiable, el año en que salió la información,
para evitar colocar información errónea. de ser necesario, acuda al lugar del
que investiga para comprobarlo
Cuando
se escoja un lugar, tenga en cuenta el impacto que podría tener un parque
eólico en la flora, fauna y población del lugar.
Bibliografía
Manuel
Franquesa Voneschen. (2009). Introducción a la teoría de las turbinas eólicas.
10/11/2018, de http://www.amics21.com Sitio web: http://www.amics21.com/laveritat/introduccion_teoria_turbinas_eolicas.pdf
Anónimo. (2010).
Situación de la energía eólica en Ecuador. 10/11/2018, de NewsSolinclima Sitio
web:
https://news.soliclima.com/noticias/energia-eolica/situacion-de-la-energia-eolica-en-ecuador
Anónimo. (2015). La
importancia de la energía eólica. 11/11/2018, de http://www.trt.net.tr Sitio
web:
http://www.trt.net.tr/espanol/por-un-mundo-mejor/2015/02/13/la-importancia-de-la-energia-eolica-212787
Anónimo. (2014). Clima de
Guaranda. 11/11/2018, de www.meteoblue.com Sitio web: https://www.meteoblue.com/es/tiempo/pronostico/modelclimate/guaranda_ecuador_3657571
Anónimo.
(2012). DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA. 2018, de twenergy Sitio web:
https://twenergy.com/a/desventajas-de-la-energia-eolica-477
