OBJETIVOS Y ANTECEDENTES

PRESENTADO POR:

DANIEL ALEJANDRO COBOS LEON

ELIZABETH OCAMPO VILLA

OBJETIVOS

1  Aplicar los conocimientos de la física electriza en la contribución de un generador de energía aeolica casero, demostrando nuestro potencial como ingeniero.

2. Demostrar las competencias adquiridas en el proceso de aprendizaje de la carrera en cuanto a la física

3. Desarrollar habilidades para generar ideas innovadoras que contribuyan con el avance de nuestra comunidad

  • El siguiente link contiene información completa acerca de la producción de energia eolica

ANTECEDENTE

Los orígenesEl viento es una masa de aire en movimiento; esta masa de aire posee energía mecánica que es proporcional a su velocidad y puede ser aprovechada en muchas aplicaciones y es lo que denominamos energía eólica. Sus primeras aplicaciones fueron las velas de los barcos, de las que se tiene noticias en el año 5.000 a.C. en Egipto y Mesopotamia. Los molinos de viento son otra aplicación clásica, datan de unos 2.000 años y se empleaban para producir sonidos; posteriormente se usan para moler grano, los primeros que se fabricaron tenían el eje vertical. Otro dispositivo que funciona gracias a la energía eólica son las aerobombas para elevar la presión del agua usando energía del viento.

La energía eólica en la producción de electricidad

A diferencia de las otras aplicaciones citadas el uso del viento para producir electricidad es más reciente, las primeras experiencias datan del final del siglo XIX; Charles F. Brush construyó en Estados Unidos durante 1880 una turbina eólica de 12 kW para producir electricidad en corriente continua; esta energía se almacenaba en 12 baterías.

Charles F. Brush Hay abundante información sobre la historia de la energía eólica en la web 
http://www.windpower.dk
En Europa el precursor de la eólica fue el danés Paul La Cour que a partir de turbinas eólicas provocaba electrolisis para circuitos eléctricos a principios del siglo XX; durante las primeras décadas de este siglo Dinamarca conservó la tradición eólica e incluso hoy es el cuarto país del mundo en potencia instalada y el primero por número de habitantes. En la mitad del siglo XX un holandés, Johannes Jull introduce dos variaciones importantes, modifica los generadores para producir electricidad en corriente alterna y además diseña un aerogenerador que cambiaba la orientación en función de la dirección del viento para aprovechar con más intensidad la energía de éste.

Paul La Cour y su esposa

El desarrollo de las energías renovables: las crisis del petróleo de 1973 y 1979 y Ley del sector eléctrico de 1997 

Para el desarrollo de las renovables fueron muy importantes las Crisis del Petróleo de 1973 y 1979, los países productores elevaron los precios del barril desde 1,5 a 9 dólares en 1973 y desde 13 a 30 dólares en 1979 causando una profunda crisis económica en los países desarrollados, aumento de la inflación y del paro y España por la dependencia energética del exterior no se libró de ello. Esto nos obligó a implantar políticas energéticas encaminadas a disminuir el consumo de petróleo mediante el ahorro energético, la eficiencia energética y potenciar otras fuentes como la nuclear, el gas natural o las energías renovables. La principal ventaja en este contexto para las es que éstas son una fuente nacional que evita la dependencia del exterior y en el caso de nuevas subidas de los precios del petróleo la diversificación energética es un arma que puede disminuir los efectos en las economías nacionales.

El primer aerogenerador moderno que funcionó en España fue un prototipo instalado en Tarifa en 1981 de 100 kW; seis años después entran en funcionamiento los primeros aerogeneradores conectados a la red en Ampurdán (Gerona) y en Granadilla (Tenerife). Hasta 1991 la introducción fue lenta y es el Plan Energético Nacional de este año el que por primera vez marca un objetivo a alcanzar, 175 MW en 2000, que ya se superaba a mediados de los noventa.

Otra razón que influyó mucho en el progreso de la energía eólica fue el desarrollo de las preocupaciones ambientales a partir de la década de los ochenta; las energías renovables no tienen fecha de caducidad, a diferencia del carbón, gas natural o petróleo el consumo no emite gases de efecto invernadero, son fuentes seguras y no produce residuos peligrosos como la nuclear. Por todos estos motivos en España las Administraciones Públicas apuestan por ellas mediante la Ley del Sector Eléctrico de 1997 que establece la prioridad de las fuentes del Régimen Especial (minihidráulica, solar fotovoltaica, eólica, biomasa y cogeneración) sobre las convencionales al conectarse a la red eléctrica e incentiva a las renovables mediante una prima económica por cada unidad de energía; Red Eléctrica Española abona por cada kwh de electricidad eólica 6,2 céntimos de euro mientras que por las energías convencionales abona 3,5 céntimos, esta diferencia de 2,7 céntimos se denomina prima. La existencia de la prima y una disposición favorable por parte de las administraciones públicas ha causado un aumento muy importante de los parques eólicos durante los últimos años en España, tal y como se puede ver en la Gráfica 1. En la actualidad hay unos 6200 MW de energía eólica instalada en España y las previsiones del Plan de Fomento de las Energías Renovables de 1999 pronosticaban que se superarían los 9000 MW en el año 2010. Hoy en día la energía eólica es origen de un 3% de la electricidad generada en España y somos el tercer país del mundo en potencia instalada tras Alemania y Estados Unidos. Por Comunidades Autónomas Galicia está a la cabeza con más de 1500 MW y casi el 30% de la energía eléctrica producida siendo las siguientes Castilla La Mancha, Aragón y Castilla-León como se puede apreciar en el Gráfico 2.

Una aplicación interesante de la energía eólica son los pequeños aerogeneradores de potencia hasta 50 kW destinados a abastecer de energía eléctrica a edificaciones aisladas, sin conexión a la red. Estos pequeños aerogeneradores se utilizan combinados con paneles fotovoltaicos para generar energía eléctrica de origen renovable, aunque es necesario el apoyo de un generador diesel en los momentos de climatología adversa.

El futuro de la energía eólica

Las cifras expuestas antes prevén un futuro prometedor para la eólica, principalmente porque el consumo ha sido creciente y se mantendrá así durante los próximos años. La energía eólica es una fuente poco contaminante y agresiva con el medio ambiente, el crecimiento anual ronda el 30%, la potencia media de los aerogeneradores es cada vez mayor y disminuye el precio de cada MW instalado.

En España el gobierno ha elevado las cifras de la potencia de todas las fuentes de cara al año 2011 y afirma que en ese año serán 13.000 MW y el origen del 9% de la energía eléctrica consumida. Más allá de ese año la Asociación Europea de la Energía Eólica le calcula una potencia instalada en el año 2020 y que generarán el 20% de la electricidad necesaria. Este mismo informe afirma que el tamaño medio de los aerogeneradores es de 1 MW, en 2007 será 1.3 MW y en 2012 serán 1.5 MW.

En el desarrollo de la eólica influirá decisivamente una modalidad no referida hasta ahora, la eólica marina. En este momento las ubicaciones con más viento en España están ya ocupadas o autorizados otros nuevos mientras que el mar es una alternativa que puede dar muchas opciones en los próximos años ya que el potencial eólico marino en la Península Ibérica es de unos 25.000 MW (Informe de Emilio Menéndez para Greenpeace). Su principal ventaja es que en el mar la velocidad del viento es mayor por existir apantallamiento por la tierra; el precio de una instalación eólica en el mar y del mantenimiento son superiores que en tierra pero los parques offshore tienen una vida útil más larga y la producción de electricidad es un 20% mayor que en tierra, así la rentabilidad en el mar es superior que en tierra. En España no hay ningún parque eólico marino en funcionamiento pero si hay varios funcionando en otros países del Norte de Europa como Dinamarca, Suecia o Gran Bretaña.

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