Gracias por su visita este es un blog dedicado a las energías alternativas, aqui hay algo de informacion basica sobre dos ramas de las energias alternativas muy importantes:
La energia eólica y la solar.
Este trabajo es realizado por Raúl Salmon, Josue Catzim, Wilfrido Smith, Jose Ek y Alejandro Hernandez.
Esperamos que sea de su agrado, atentamente Equipo 1.
martes, 26 de mayo de 2009
Investigación sobre Energía Eólica y Solar
Energía Eólica
Energía eólica es la energía obtenida del viento, o sea, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.
El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigavatios. Mientras la eólica genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial, representa alrededor del 19% de la producción eléctrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda.
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.
HISTORIA
Un molino es una máquina que transforma el viento en energía aprovechable, que proviene de la acción de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento. Los molinos tienen un origen remoto.
Molinos de bombeo
En Estados Unidos, el desarrollo de molinos de bombeo, reconocibles por sus múltiples velas metálicas, fue el factor principal que permitió la agricultura y la ganadería en vastas áreas de Norteamérica, de otra manera imposible sin acceso fácil al agua. Estos molinos contribuyeron a la expansión del ferrocarril alrededor del mundo, supliendo las necesidades de agua de las locomotoras a vapor.
De hecho en Yucatán aun se pueden ver en algunos lugares este tipo de molinos que servían para extraer agua, esto nos indica que en este estado ya se utilizaba la energía eólica.
COMO SE PRODUCE Y OBTIENE
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión.
Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales.
Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.
Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima de 12 km/h, y que no supere los 65 km/h.
La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.
La baja densidad energética, de la energía eólica por unidad de superficie, trae como consecuencia la necesidad de proceder a la instalación de un número mayor de máquinas para el aprovechamiento de los recursos disponibles. El ejemplo más típico de una instalación eólica está representada por los "parques eólicos" (varios aerogeneradores implantados en el territorio conectados a una única línea que los conecta a la red eléctrica local o nacional).
En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.
VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA
- Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del Sol.
- Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes.
- No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático.
- Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadas para ser cultivables.
- Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc.
- Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalación.
- Su instalación es rápida, entre 6 meses y un año.
- Su inclusión en un sistema ínter ligado permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas.
- Su utilización combinada con otros tipos de energía, habitualmente la solar, permite la autoalimentación de viviendas, terminando así con la necesidad de conectarse a redes de suministro, pudiendo lograrse autonomías superiores a las 82 horas, sin alimentación desde ninguno de los 2 sistemas.
- La situación actual permite cubrir la demanda de energía en España un 30% debido a la múltiple situación de los parques eólicos sobre el territorio, compensando la baja producción de unos por falta de viento con la alta producción en las zonas de viento. Los sistemas del sistema eléctrico permiten estabilizar la forma de onda producida en la generación eléctrica solventando los problemas que presentaban los aerogeneradores como productores de energía al principio de su instalación.
- Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalación y mantenimiento. Los parques offshore son una realidad en los países del norte de Europa, donde la generación eólica empieza a ser un factor bastante importante.
Inconvenientes de la energía eólica
INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA EÓLICA
Aspectos técnicos
Debido a la falta de seguridad en la existencia de viento, la energía eólica no puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica. Por lo tanto, para salvar los "valles" en la producción de energía eólica es indispensable un respaldo de las energías convencionales (centrales de carbón o de ciclo combinado, por ejemplo, y más recientemente de carbón limpio). Sin embargo, cuando respaldan la eólica, las centrales de carbón no pueden funcionar a su rendimiento óptimo, que se sitúa cerca del 90% de su potencia. Tienen que quedarse muy por debajo de este porcentaje, para poder subir sustancialmente su producción en el momento en que afloje el viento. Por tanto, en el modo "respaldo", las centrales térmicas consumen más combustible por kW/h producido. También, al subir y bajar su producción cada vez que cambia la velocidad del viento, se desgasta más la maquinaría.
Además, la variabilidad en la producción de energía eólica tiene 2 importantes consecuencias:
Para evacuar 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. Sin embargo, la media de tensión a conducir será mucho más baja. Esto significa poner cables 4 veces más gruesos, y a menudo torres más altas, para acomodar correctamente los picos de viento.
Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas "instantáneamente" (aumentando la producción de las centrales térmicas), pues sino se hace así se producirían, y de hecho se producen apagones generalizados por bajada de tensión. Este problema podría solucionarse mediante dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica. Pero la energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o perdida.
Además, otros problemas son:
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 se desconectan de la red para evitar ser dañados y, por tanto, provocan nuevas perturbaciones en la red, en este caso, de falta de suministro. Este problema se soluciona bien mediante la modificación de la aparamenta eléctrica de los aerogeneradores, lo que resulta bastante costoso, bien mediante la utilización de motores síncronos.
Uno de los grandes inconvenientes de este tipo de generación, es la dificultad intrínseca de prever la generación 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 en previsión del viento han mejorado muchísimo la situación, pero sigue siendo un problema. Igualmente, grupos de generación eólica no pueden utilizarse como nudo oscilante de un sistema.
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 el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones del molino, 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 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 otro factor más de incertidumbre a la hora de contar con esta energía en la red eléctrica de consumo.
Aspectos medioambientales
Generalmente se combina con centrales térmicas, lo que lleva a que existan quienes critican que realmente no se ahorren demasiadas emisiones de dióxido de carbono. No obstante, 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 netamente positiva.
Existen parques eólicos en espacios protegidos como ZEPAs (Zona de Especial Protección de Aves) y LIC (Lugar de Importancia Comunitaria), lo que es una contradicción. Si bien la posible inserción de alguno de estos parques eólicos en las zonas protegidas ZEPAS y LIC tienen un impacto reducido debido al aprovechamiento natural de los recursos, cuando la expansión humana invade estas zonas, alterándolas sin que con ello se produzca ningún bien.
Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos. Afortunadamente los niveles de mortandad son muy bajos en comparación con otras causas como por ejemplo los atropellos (ver gráfico). Aunque algunos expertos independientes aseguran que la mortandad es alta. Actualmente los estudios de impacto ambiental necesarios para el reconocimiento del plan del parque eólico tienen en consideración la situación ornitológica de la zona. Además, dado que los aerogeneradores actuales son de baja velocidad de rotación, el problema de choque con las aves se está reduciendo.
El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un elemento vertical como es el aerogenerador. Producen el llamado efecto discoteca: este efecto aparece cuando el sol está por detrás de los molinos y las sombras de las aspas se proyectan con regularidad sobre los jardines y las ventanas, parpadeando de tal modo que la gente denominó este fenómeno: “efecto discoteca”. Esto, unido al ruido, puede llevar a la gente hasta un alto nivel de estrés, con efectos de consideración para la salud. No obstante, la mejora del diseño de los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.
La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques eólicos hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta entonces poco transitados. Ello afecta también a la fauna.
ENERGÍA SOLAR
La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.
La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce, como también a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde.
La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia.
La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.
La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m².)
Según los informes de Greenpeace, la fotovoltaica podrá suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030
Plan de energía eólica en Yucatán
Yucatecos que solicitaron confidencialidad a la Facultad de Ingeniería de la Uady serían los primeros en instalar, el próximo año, una planta eólica en un municipio costero de la entidad.
La planta que se instalaría el próximo año, dijo, sería híbrida, pues combinaría la energía eólica y la solar, para la generación de electricidad.
El ingeniero Loría Arcila considera que sí sería rentable una planta eólica en la entidad, pues en el litoral Norte los vientos tienen una velocidad promedio de seis metros por segundo y en todo el mundo las plantas son rentables en zonas con velocidad de vientos de tres m/seg.
— Dios debe querer mucho a Yucatán porque nos dotó de mucho viento y Sol, que son dos de las fuentes de energía del futuro —agregó.
El entrevistado recordó que en junio de 2007 se inició el proyecto de investigación entre la UADY, gobierno del Estado e iniciativa privada, para evaluar el potencial eólico en Yucatán.Para ese estudio se instalaron equipos de medición en torres de la empresa de telefonía Telcel instaladas en Mérida, Celestún, Chelem, Telchac Puerto, Dzilam Bravo y Tizimín.
Loría Arcila explicó que ya se tienen los resultados preliminares del primer año de estudio, el cual confirma el potencial eólico de la entidad.
Empero, aclaró que para tener mayor certeza los estudios internacionales exigen una medición continua durante tres años, para tener un buen grado de certeza, y de cinco, para confirmar el potencial de una zona.
También explicó que hay distintos modelos de equipos eólicos, no únicamente los conocidos ventiladores gigantes de tres aspas.
Mientras, sin esperar los resultados finales, el próximo año se instalaría la primera planta, reiteró.— Wílliam Casanova V.
referencia Diario de Yucatán 01/07/2008
Este es un articulo del diario de yucatan donde se habla sobre un estudio sobre la viabilidad de la construccion de centrales de energia solar y eolica.
La planta que se instalaría el próximo año, dijo, sería híbrida, pues combinaría la energía eólica y la solar, para la generación de electricidad.
El ingeniero Loría Arcila considera que sí sería rentable una planta eólica en la entidad, pues en el litoral Norte los vientos tienen una velocidad promedio de seis metros por segundo y en todo el mundo las plantas son rentables en zonas con velocidad de vientos de tres m/seg.
— Dios debe querer mucho a Yucatán porque nos dotó de mucho viento y Sol, que son dos de las fuentes de energía del futuro —agregó.
El entrevistado recordó que en junio de 2007 se inició el proyecto de investigación entre la UADY, gobierno del Estado e iniciativa privada, para evaluar el potencial eólico en Yucatán.Para ese estudio se instalaron equipos de medición en torres de la empresa de telefonía Telcel instaladas en Mérida, Celestún, Chelem, Telchac Puerto, Dzilam Bravo y Tizimín.
Loría Arcila explicó que ya se tienen los resultados preliminares del primer año de estudio, el cual confirma el potencial eólico de la entidad.
Empero, aclaró que para tener mayor certeza los estudios internacionales exigen una medición continua durante tres años, para tener un buen grado de certeza, y de cinco, para confirmar el potencial de una zona.
También explicó que hay distintos modelos de equipos eólicos, no únicamente los conocidos ventiladores gigantes de tres aspas.
Mientras, sin esperar los resultados finales, el próximo año se instalaría la primera planta, reiteró.— Wílliam Casanova V.
referencia Diario de Yucatán 01/07/2008
Este es un articulo del diario de yucatan donde se habla sobre un estudio sobre la viabilidad de la construccion de centrales de energia solar y eolica.
Proyectos En Yucatán
Investigando sobre las acciones que se han realizado sobre energias alternativas en el estado de Yucatán encontramos que la Universidad Autonoma De Yucatán esta realizando un estudio de los recursos solar y eolico con los que se cuenta en Yucatán, esta investigación esta a cargo del Ing. Físico Lifter Omar Ricalde Cab. El proyecto tiene por nombre "Proyecto de Evaluación de los Recursos Eólico y Solar del Estado de Yucatán"
Pedimos una cita para indagar más sobre este tema. El ing. Ricalde acepto nuestra peticion y concertamos la cita para el 25 de marzo de 2009.
Inmediatamente realizamos el boceto del guion de la entrevista, con la intencion de enviarselo a nuestro entrevistado y que el nos confirmara si las preguntas se le hacian adecuadas o si habia que hacerle cambios para que fuera mas clara, también para que tubiera claro lo que tendria que responder y que la entrevista fuera más fluida.
Pedimos una cita para indagar más sobre este tema. El ing. Ricalde acepto nuestra peticion y concertamos la cita para el 25 de marzo de 2009.
Inmediatamente realizamos el boceto del guion de la entrevista, con la intencion de enviarselo a nuestro entrevistado y que el nos confirmara si las preguntas se le hacian adecuadas o si habia que hacerle cambios para que fuera mas clara, también para que tubiera claro lo que tendria que responder y que la entrevista fuera más fluida.
Resumen de la Entrevista
Resumen de la entrevista realizada por el equipo 1 al Ingeniero Físico Lifter Omar Ricalde Cab
La entrevista se realizo en la oficina del Ingeniero Físico Lifter Omar Ricalde Cab, esta se encuentra en el departamento de física en la Facultad de Ingeniería de la UADY, para conocer sobre la investigación que realiza el Ingeniero Ricalde. El nombre del proyecto es Evaluación de los recursos solar y eólico del Estado de Yucatán.
Comenzamos indagando sobre en que consiste exactamente el proyecto.
Este trata sobre la investigación de los recursos con los que cuenta el estado de Yucatán con respecto a la generación de energía eléctrica por medio de el sol y el aire y conocer la viabilidad de la inversión en estas formas de generación de energía eléctrica.
Después nos explico el principal objetivo del proyecto.
El cual consiste realizar mapas de los recursos solar y eólico que sean de una incertidumbre muy pequeña, ya que en este momento existen ya estos mapas pero la incertidumbre que existe es muy grande.
Esto presentara beneficios para la zona ya que ayudara a la menor dependencia de los hidrocarburos para la generación eléctrica, a reducir la contaminación ambiental y generación de más empleos para presionistas nacionales especializados en el área de energía.
Según el Ingeniero Ricalde nos indico la investigación lleva 2 años en proceso y que el tiempo en el que se pretende ya contar con los mapas correctamente realizados será dentro de 10 años esto debido a que normalmente un ciclo eólico tiene una duración de aproximadamente de 5 a 7 años para completarse de forma total, en cambio el ciclo solar es de 365 días o 1 año. por lo cual aunque el mapa de los recursos solares ya este completado, se necesita esperar a que el ciclo eólico termine para contar ya con toda la información necesaria para comenzar con el posible aprovechamiento de los recursos.
Terminamos esta entrevista agradeciendo el tiempo que nos brindo el Ing. Ricalde para hablarnos sobre su investicación.
La entrevista se realizo en la oficina del Ingeniero Físico Lifter Omar Ricalde Cab, esta se encuentra en el departamento de física en la Facultad de Ingeniería de la UADY, para conocer sobre la investigación que realiza el Ingeniero Ricalde. El nombre del proyecto es Evaluación de los recursos solar y eólico del Estado de Yucatán.
Comenzamos indagando sobre en que consiste exactamente el proyecto.
Este trata sobre la investigación de los recursos con los que cuenta el estado de Yucatán con respecto a la generación de energía eléctrica por medio de el sol y el aire y conocer la viabilidad de la inversión en estas formas de generación de energía eléctrica.
Después nos explico el principal objetivo del proyecto.
El cual consiste realizar mapas de los recursos solar y eólico que sean de una incertidumbre muy pequeña, ya que en este momento existen ya estos mapas pero la incertidumbre que existe es muy grande.
Esto presentara beneficios para la zona ya que ayudara a la menor dependencia de los hidrocarburos para la generación eléctrica, a reducir la contaminación ambiental y generación de más empleos para presionistas nacionales especializados en el área de energía.
Según el Ingeniero Ricalde nos indico la investigación lleva 2 años en proceso y que el tiempo en el que se pretende ya contar con los mapas correctamente realizados será dentro de 10 años esto debido a que normalmente un ciclo eólico tiene una duración de aproximadamente de 5 a 7 años para completarse de forma total, en cambio el ciclo solar es de 365 días o 1 año. por lo cual aunque el mapa de los recursos solares ya este completado, se necesita esperar a que el ciclo eólico termine para contar ya con toda la información necesaria para comenzar con el posible aprovechamiento de los recursos.
Terminamos esta entrevista agradeciendo el tiempo que nos brindo el Ing. Ricalde para hablarnos sobre su investicación.
CONCLUCIONES
en cuanto a este proyecto pensamos que tiene una gran importancia para nuestro estado ya que traera beneficios como mas fuentes de trabajo para profecionistas familiarizados con el tema, menores emisiones de co2 por el menor uso de combustibles fosiles en la generacion de electricidad y con esto ayudar a la menor degradacion del medio ambiente.
Video de la entrevista
Aquí anexo el video de la entrevista realizada al titular de la investigación "Proyecto de Evaluación de los Recursos Eólico y Solar del Estado de Yucatán" El Ingeniero Físico Lifter Omar Ricalde Cab en su oficina ubicada en la Facultad de Ingeniería de la UADY.
Esto fue lo que nos dijo durante nuestra visita.
Agradeciendo su atencion y su visita.
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