Aerogenerador de baja potencia

Abstract

La presente tesis plantea el uso de las energías renovables, en especial la Eólica, para el desarrollo sostenible de las caletas de pescadores de todo nuestro litoral costero, por la presencia de vientos que pueden ser utilizados para generar energía eléctrica, y mostrando un nuevo esquema de satisfacer necesidades energéticas, en base al concepto denominado Energización. El contenido del presente trabajo de tesis consta de nueve capítulos. En los primeros ocho se presentan: la teoría existente para el estudio de los vientos, el diseño del rotor que permita el aprovechamiento óptimo del recurso eólico, el comportamiento de los generadores eléctricos, el acoplamiento del rotor y generador, una propuesta de máquina para generar electricidad y en el último una estructura de costos. El primer capítulo es la introducción en la cual se indica el propósito del trabajo, se explica el significado de la energización, concepto nuevo que describe al conjunto de procedimientos que logran satisfacer de energía (térmica, mecánica o eléctrica) en las Caletas de pescadores de la Costa Norte o poblaciones rurales, usando las energías renovables y en particular la energía eólica. El segundo capítulo analiza las características del viento en la localidad de Yashila (Piura), para lo cual se cuenta con dato s de velocidades de viento tomados en forma continua y proporcionados por la ONG EDEVI, estos datos fueron registrados por Electroperú, en un convenio y con recursos de la Cooperación Italiana. Se obtuvieron las correspondientes curvas, ha sido posible conocer la magnitud de la velocidad del viento en función del número de horas del día para los diferentes meses del año, así como el histograma de velocidades y el de frecuencia acumulativa. La función de distribución adecuada, según la literatura, es la de YVeibull ya que produce un buen ajuste a los datos experimentales. El tercer capítulo abarca lo concerniente a la Demanda y la Oferta del mercado, para la demanda se tomaron datos proporcionados por el TNET del año 1996-1997 (Compendio estadístico departamental de Piura), donde se observa la gran cantidad de viviendas que no poseen energía eléctrica, lo cual sería también un buen mercado para la utilización de aerogeneradores de baja potencia. En lo que respecta a la oferta existe, pero muy poca, y se trata principalmente de equipo s importados, los cuales por su elevado costo hace poco viable su uso. El cuarto capítulo trata del diseño del rotor, y constituye la parte central del trabajo de tesis, por las modificaciones realizadas a los diseños convencionales y a la literatura clásica, porque lo que nos dicen ha sido estudiado, analizado y experimentado pero para otras condiciones muy diferentes a las nuestras sobre todo en lo que respecta a geografía y velocidades de viento, razón por la cual se realizaron ensayos para diseñar unas palas adecuadas a nuestra geografía y para nuestras velocidades de viento que son muy diferentes a las de los países europeos y norteamericano. El quinto capítulo incluye una breve teoría sobre las maquinas eléctricas, enfatizando en los generadores DC con escobillas por ser lo más económicos y más conocidos en nuestro medio. Como no existe información técnica, hemos realizado ensayos en la Universidad Nacional de Ingeniería, en la Facultad de Ing. Eléctrica de un generador de 200 watts de potencia, y se muestran las curvas de comportamiento obtenidas. El sexto capítulo se refiere al acoplamiento entre el generador y el rotor. Como la teoría consultada no presenta datos de comportamiento de palas de aerogeneradores, hemos realizado ensayos con modelos a escala reducida en la Facultad de Ing. Mecánica para determinar el mejor ángulo de diseño. El séptimo capítulo ve el acoplamiento de la máquina eólica (turbina) al régimen de viento, para lo cual analizamos la energía disponible que tenemos en la zona con la demanda diaria domiciliaria promedio. El octavo capítulo se encarga de los elementos auxiliares como la torre, la veleta, el sistema de seguridad y el equipo eléctrico, sobre los cuales se realiza un pequeño análisis y se selecciona él más adecuado para nuestro trabajo. En el noveno capítulo se analiza una estructura de costos, dentro de la cual se observa lo rentable que significa tener un sistema eólico como el propuesto, para generar electricidad. Agradezco la excelente colaboración del Ing. Alfredo Oliveros Donohue, por la asesoría al presente trabajo de tesis, a la ONG EDEVÍ (Energía Desarrollo y Vida), por la base de datos y el material brindado para realizar los ensayos. A los Ing. Tomás Palma, jefe del laboratorio de Ing. Eléctrica, y al Ing. Julio Ríos, jefe del laboratorio Nº 5 de Ing. Mecánica, por las facilidades prestadas para realizar los ensayos. A mis amigos y compañeros de estudios que me apoyaron en todo momento para la realización de la presente. A mi familia por el apoyo moral y la paciencia mostrada durante todo el desarrollo del trabajo.