Enegia Renovable

Noel A Hernández G

Publicado por: Noel Hernández

Índice Prologo…………………………………………………………………………………3 La electricidad………………………………………………..……………………….5 Los aerogeneradores……………………………………………………………....12 Historia………………………………………………………………………...12 Ingeniería de los aerogeneradores……………………………………...16 Componentes de un aerogenerador……………………………………….16 La góndola…………………………………………………………………….16 Palas del rotor………………………………………………………………..16 El buje…………………………………………………………………………19 El eje de baja velocidad……………………………………………………..20 El multiplicador……………………………………………………………….20 El eje de alta velocidad………………………………………………………22 El generador eléctrico.............................................................................23 El controlador electrónico…………………………………………………...26 La torre………………………………………………………………………...26 El mecanismo de orientación……………………………………………….28 El anemómetro y la veleta…………………………………………………..29 Funcionamiento de un aerogenerador………………………………………….32

Ventajas y desventajas de la energía eólica…………………………………...33

Otras alternativas de energía renovable………………………………………..35 Energía solar.........................................................................................35 Historia………………………………………………………………………...35 Funcionamiento de una planta fotovoltaica………………………………..37 Energía mareomotriz……………………………………………………….38

Conclusiones….…………………………………………………………………….40

Prologo La energía eléctrica es una fuente vital para la vida en la tierra ya que de ella depende que funcione la mayoría de las centrales industriales, los hogares donde vivimos y muchos de los artefactos que son imprescindibles para nosotros en el acontecer diario, ya que desde hace décadas atrás nos hemos hecho dependiente de ellos por consiguiente de la electricidad. En el trascurrir del tiempo el hombre ha venido realizando mejoras en la producción pero en la actualidad se ha llegado a un punto que el consumo se a elevado de manera descontrolada en muchas zonas del mundo y se están viendo en la necesidad de promover nuevas maneras de producción distintas a las actuales. Muchos de los sistemas utilizados en la actualidad para la generación de energía eléctrica utilizan recursos no renovables y que además ocasionan daños al ambiente. Estos sistemas son movidos en la mayoría de los casos por combustibles, derivados del petróleo, por lo cual pensando en un futuro no muy lejano se debe tomar en cuenta que este valioso mineral no es eterno en la tierra, son estos los principales motivos que dan lugar al nacimientote la energía eléctrica con el uso de recursos renovables. Recursos como el agua, el viento, la energía solar son, por decirlo de una manera, dones con los que contamos en nuestro maravilloso planeta que son inagotables y actualmente están siendo utilizados en vista de una crisis energética para la creación d plantas capaces de generar electricidad en proporciones tan elevadas como los sistemas existentes en la actualidad, muchos de estos sistemas se han puesto en marcha en muchos países y han dado excelentes resultados. Estos recursos renovables con los que cuenta nuestro planeta han sido usados para la generación de energía eólica utilizando el viento, la energía solar o fotovoltaica con el uso de los rayos solares, la energía mareomotriz en la que se aprovechan las mareas del océano para la generación de energía eléctrica, lo cual nos pone a la vista la gran solución para el déficit energético que se tiene en la tierra en la actualidad.

En esta obra bibliográfica se muestra un pequeño abreboca a lo que son estas maravillas de la ingeniería, el texto permitirá al lector conocer estas invenciones, además de cómo están involucradas en nuestro día a día, los puntos de vistas ingenieriles son los que tienen mayor peso en la obra. El tema de la energía renovable este muy escuchado actualmente es por ello que debemos estar al tanto de que se trata dicho término y buscar la manera de involucrarnos con el mismo ya que el problema de la energía nos compete a todos los que la consumimos. A los lectores les doy las gracias por interesarse en el tema y la obra será de su agrado ya que el tema que se esta tratando es de gran importancia y es algo que aunque tiene muchos años de estudios, esta siendo sacado a la luz actualmente con mayor potencialidad.

La electricidad: Para dar inicio a esta obra bibliografiílla seria de gran relevancia dar a conocer de una forma las historias que están involucradas con el tema que se abarcara en dicha obra. La electricidad desde el punto de vista de la física comenzó sus apariciones desde haces muchos siglos atrás, incluso siendo utilizada para fines medicinales con la utilización de peces eléctricos para dolores de cabezas entre otras, pero fue sino hasta que Tales Mileto tuvo su primer encuentro con este fenómeno cuando al frotar una pequeña barra de ámbar en un paño se dio cuenta que podía atraer pequeños objetos, pero para estos tiempos la electricidad era considerada no mas que una atracción o un espectáculo. Fue para fines del siglo XVII y comienzos del siglo XVIII cuando se comenzaron a realizar investigaciones con una mayor seriedad de este tema, cuando grandes científicos de la época se dedicaron a realizar investigaciones relacionadas sobre este tema, entre estos los mas conocidos son : Gilbert, von Guericke, Henry Cavendish, Du Fay, van Musschenbroek y Watson, pero estos los podemos ver como los precursores que dieron inicio a tal maravilla ya que fue cuando científicos como Galvani, Volta, Coulomb y Franklin, y para comienzos del siglo XIX con Ampère, Faraday y Ohm, estos estudios fueron de gran utilidad para que otros investigadores los tomaran como referencia para la creación de otras ramas tales como el magnetismo, las comunicaciones, entre otros, que son aliados directos de la electricidad y que llevan una relación muy estrecha en cuanto a su estudio.

Los primeros usos de gran relevancia que se le dieron a la energía eléctrica fue con un gran invento que data del año 1833 que es llamado el telégrafo eléctrico cuyo creador fue Samuel Morse.

La generación masiva de electricidad fue para fines del siglo XIX cuando se comenzaron a extender redes de iluminación en calles y casas de diferentes localidades, esto a su vez dio fruto a una gran cantidad de inventos, ya que los grandes científicos se dieron cuenta de los tantos usos y privilegios que podían

obtener con dicha invención. Esto a su vez trajo como consecuencia que el consumo fuese aumentando de manera progresiva junto con el desarrollo tecnológico y la revolución industrial por lo que se tuvieron que buscar caminos para abastecer dicho consumo.

Haciendo un salto bastante amplio en la historia nos venimos al siglo XXI donde la gran cantidad de electricidad consumida ha sido motivo de que se creen nuevas formas de generación que las convencionales, o dicho de una mejor manera que las mayormente utilizadas ya que se han ganado la fama de que son las que proporcionan una mayor eficiencia, podemos nombrar entre estas las grandes plantas eléctricas que hacen uso de el agua para accionar grande turbinas y mediante generadores poder suministrar dicho producto a las diferentes poblaciones. En muchos de los casos se esta haciendo uso de combustibles los cuales son derivados del petróleo el cual es un recurso no renovable para el funcionamiento de estas plantas, entre estas es valido mencionar las turbinas a gas, estas como su nombre lo indica funcionan con el uso del gas natural como combustible, este derivado del petróleo es considerado como ecológico, pero si observamos hacia el futuro este sistema no es de gran factibilidad ya que dicho mineral aunque durara por muchos años no es eterno ya que como se ha dicho anteriormente es un recurso no renovable. En la actualidad este sistema de generación es muy utilizado ya que su producción es bastante alta y permiten un alto abastecimiento.

Turbina a gas Las turbinas a vapor son también muy utilizadas actualmente su funcionamiento es de la siguiente manera: el primer paso es introducir vapor a una temperatura y presión determinadas y este vapor hace girar unos álabes unidos a un eje rotor; a la salida de la turbina, el vapor que se introdujo tiene una presión y una temperatura inferior. Parte de la energía perdida por el vapor se emplea en mover el rotor. Las turbinas a vapor para poder funcionar necesitan porsupuesto de equipos auxiliares muy sencillos, como un sistema de lubricación, de refrigeración, cojinetes de fricción, un sistema de regulación y control, entre otros.

Es importante resaltar que las turbinas a vapor son equipos muy robustos los cuales se mantienen en perfecto funcionamiento por muchos años siempre que no se abuse en cuanto a la operación de la misma, es decir, si se realizan operaciones de mantenimientos al día y operan en ambientes que estén en condiciones que abarquen los parámetros entre los cuales fueron diseñada podrán permanecer sin paradas por largos periodos. Entre estos patrones de funcionamientos son validos nombrar algunos de mucha importancia:

1. Utilizar un vapor que posea características físico-químicas apropiadas

2. Efectuar operación en arranques siendo cuidadosos al realizarlas de que se estén respetando las instrucciones del manual de operaciones, al igual durante la marcha y durante las paradas del equipo.

3. Respetar las señalizaciones de protección del equipo, y si se observan indicios de mal funcionamiento (vibraciones, temperaturas elevadas, falta de potencia, etc.) parar y revisar el equipo.

4. Por ultimo también se deben realizar las rutinas de mantenimiento en el periodo que han sido planificadas.

Turbina a vapor

En Venezuela la fuente de generación eléctrica que proporciona el mayor abastecimiento es la “Central hidroeléctrica Simon Bolívar”, esta Obra de ingeniería cuenta con una capacidad de 10 millones de kilowatios/hora en sus dos salas de máquinas`, para producir este nivel de energía se necesitaría una producción petrolera de 300.000 barriles diarios, lo cual la hace la segunda central hidroeléctrica mas grande del mundo, después de la central de Itaipú (Entre Brasil y Paraguay) la cual tiene una potencia instalada en la represa de 14000 MW (megawatts). El funcionamiento de estas centrales consisten en la concentración de grandes cantidades de agua en represas, las cuales se dejan

fluir por medios de canales que permiten que esta sea conducida a gran velocidad hasta los alabes de las turbinas instaladas al producirse el choque del agua con estas se produce el movimiento de las turbinas y que están instaladas a los generadores. Estas plantas en temporadas de sequía disminuyen su rendimiento debido a que el nivel de las represas desciende en niveles bastante considerables lo que a su vez ocasiona que en algunos momentos la producción sea muy baja y se produzcan fallas en el suministro.

En vista de estos inconvenientes en Venezuela se están haciendo proyecto e incluso construcciones de nuevas plantas hidroeléctricas para poder abastecer los altos consumos.

Estas son algunas imágenes de lo que es el aliviadero de la represa del Guri:

Claramente se observa la gran cantidad de agua que maneja dicha represa, además de esto podemos observar una de las de las de maquina de esta central hidroeléctrica:

Esta central hidroeléctrica es de gran complejidad ya que como se dijo anteriormente es su misión abastecer de energía eléctrica a casi el porcentaje total del territorio nacional.

Como hemos venido observando existen múltiples sistemas los cuales trabajan sobre principios muy parecidos, hasta el momento hemos visto turbinas que son accionadas mediante gas natural, otras trabajan con vapor, y las que se ven a mayor escala son las que operan mediante el uso de este gran mineral el cual existe en grandes cantidades en nuestro planeta que es el agua, pero además de estas en la actualidad existen otros sistemas innovadores que también tiene una gran efectividad pero que muchos países no los han puesto en practica, bien sea porque no tienen la necesidad o por que posean un campo de visión de futuro muy reducido, digo esto por que no piensan en el crecimiento poblacional y en fuentes renovables de energía que pueden ser su salvamento en un futuro. Otros países que poseen ciertas limitaciones se han visto en la necesidad de crear fuentes distintas a las nombradas anteriormente para poder tener suministro eléctrico, es importante resaltar que cuando se habla de que son diferentes es en cuanto al recurso del cual se aprovechan pero el principio físico en la mayoría de los casos es igual, este punto quedara claro mas adelante cuando se expliquen de forma detallada el funcionamiento de estos sistemas.

Países que han sido precursores de estas innovaciones son por ejemplo Egipto con la energía eólica, que también ha sido llevada a países europeos que le han dado mucha utilidad, otros países que le han dado uso a las celdas

solares se puede citar como ejemplo a Guatemala el cual utiliza las celdas solares para abastecer de electricidad a muchas zonas rurales. Otros países como Canadá e Inglaterra que están impulsando la energía mareomotriz en la cual se hace uso de las mareas de los océanos para generar electricidad, es llamada la energía del futuro, aunque países como Francia y la Unión Soviética ya tienen experiencia practica en esta forma de generación. Todas estas invenciones que hemos venido nombrando se han producido debido a que desde el año 1973 aproximadamente, muchos países del mundo han tomado conciencia de la finitud de los combustibles y se han dedicado a buscar soluciones viables a dicho problema. Pero el aprovechamiento de las fuentes renovables de energía no se logrará automáticamente, sino que será el fruto de una feroz acción conjunta de todos con la ayuda de un gran impulso que será provocado por un amplio movimiento científico, tecnológico y cultural.

Los aerogeneradores: Historia: Charles F. Brush y el primer aerogenerador: Charles F. Brush fue un inventor e industrial norteamericano, considerado uno de los padres de la industria eléctrica norteamericana. Entre sus logros está el haber creado la primera luz de arco comercial y un eficaz sistema de fabricación de baterías de plomo-ácido.

Fue durante el año 1887 cuando creó el primer aerogenerador conocido, se trataba de una turbina eólica de 12 kW, cuya energía se almacenaba en 12 baterías. Esta turbina funcionó durante 20 años, y era un gigante de 17 metros de altura y 144 palas.

Llegar a los aerogeneradores actuales ha sido un camino largo y escabroso. No es posible indicar en que parte del mundo se construyeron los primeros molinos de viento. Existen multiples versiones sobre el principio de la evolución de estos aparatos, existen razones para creer que fue en Egipto y los cruzados fueron quienes llevaron consigo la idea desde el Cercano Oriente a Europa.

Aunque el aprovechamiento de al energía eólica data de las épocas más remotas de la humanidad (los egipcios ya navegaban a vela en el año 4.500 a. c.) la primera noticia que se tiene se refiere a un molino que Heron de Alejandría construyó en el siglo II a. c. para proporcionar aire a su órgano.

Se plantea que en el siglo V antes de Cristo se encuentran los primeros aerogeneradores en Asia: son máquinas de eje vertical iguales a las denominadas panemonas en algunas islas griegas que aún hoy se pueden contemplar. Alrededor de este mismo periodo Guy Cunty, Araus M; plantean que en Egipto se utilizaban molinos de eje horizontal aunque lo único demostrable es que en el siglo VI d. de C. Se utilizaban aeromotores de eje vertical en la zona de Sijistán (entre Irán y Afganistán).

Aún siendo distintos desde el punto de vista tecnológico, los molinos tenían el mismo principio, ser capaces de transformar la energía eólica en energía para el bombeo de agua, la moledura de granos, etc. Lo cual limitó el aprovechamiento del viento durante siglos solo a estas aplicaciones.

Aunque desde Egipto se llevó rápidamente la idea de los molinos de viento hacia Europa, no es hasta el siglo VII después de Cristo cuando aparecen los primeros molinos, la tecnología de los mismos evolucionó hasta nuestros días, dando lugar a los clásicos molinos holandeses mecánicamente sofisticados, o los aeromotores para el bombeo de agua que progresan con la invención de la rueda multipala en el año 1870 por los americanos.

Fue en el año 1802 cuando se pensó, por primera ves, en la transformación de la energía eólica en energía eléctrica. Lord Kelvin trató de asociar un generador eléctrico a un aeromotor, pero hubo que esperar hasta 1850 al acontecimiento de la Dinamo, para que existiese lo que hoy conocemos como "aerogenerador", en la producción de energía eléctrica. El faro de la

Hebe fue la primera instalación de balizamiento marítimo equipada con una fuente de energía eléctrica autónoma mediante un aerogenerador.

Esta nueva aplicación de la energía eólica tuvo cierto éxito, de forma que en el año 1920 existían unos trescientos constructores de estos aparatos. El estudio en los campos de la aerodinámica permitió alcanzar grandes progresos en los aeromotores, muchos de estos conllevaron incluso a la realización de grandes máquinas, cuya potencia está comprendida entre 100 y 1000 kW, lo cual demuestra que la producción de energía eléctrica a partir de la del viento es factible, ello ocurrió hasta el año 1961. Desgraciadamente en ese año el precio del petróleo bajó, poniendo al kilowatt "eólico" a precios inaccesibles. Todas las máquinas fueron desmontadas y vendidas a precio de chatarra.

Desde el año 1973, poco a poco, ocurre el proceso inverso, impulsando programas de estudio y realización de aerogeneradores. No obstante, en 1978 eran pocas las instalaciones eólicas. La demanda de aerogeneradores de potencia pequeña y mediana en países industrializados permanece limitada a aplicaciones

muy

concretas.

No

obstante

su

demanda

en

países

tercermundistas aumentó, esto se debe al bajo costo de producción e instalación de estos equipos en comparación con las ganancias retribuidas.

A partir de las diversas experiencias internacionales de operación de grandes conjuntos de aerogeneradores modernos, constituyendo centrales eoloeléctricas, de 1980 a 1995 se evolucionó de la máquina de 50 kW a la de 500 kW, estando para el 1998 en proceso de introducción las unidades de 750 y 1000 kW, las que se consideraban el tope para este tipo de arquitectura y tecnologías actuales de grandes aerogeneradores.

La tecnología de materiales alrededor de los materiales compuestos, que permitan estructuras más esbeltas y ligeras, más resistentes a la oxidación y la corrosión, y más fuertes a la vez, así como de súper magnetos en los

generadores, permitirán desarrollar nuevos conceptos más confiables y económicos,

desde

unidades

de

decenas

de

Watts

hasta

grandes

aerogeneradores de potencia, trabajando en régimen de velocidad variable, aprovechando mejor la energía del viento y constituyendo junto con la energía hidroeléctrica, el soporte principal de la generación eléctrica en los sistemas nacionales. Para fines del año 2000 se han instalado en el mundo, más de 14,000 MW. En Europa, Alemania, Dinamarca, el Reino Unido, España y Grecia tienen los programas más ambiciosos. En España, la empresa eléctrica de la Provincia de Navarra ha instalado 54 Centrales eoloeléctricas y espera producir más del 50% de la energía que distribuye. La empresa eléctrica de la Provincia de Euskadi (País Vasco) también prevé un desarrollo importante, lo que ha ocasionado, paradójicamente, que grupos ecologistas protesten por lo que consideran excesivo.

Para el año 2020, la Asociación Europea de Energía Eólica, estima tener más de 20,000 MW instalados de potencia eólica para generación de electricidad. China y la India son dos países que han decidido dar un impulso grande a esta forma de generación eléctrica, para lo cual se han asociado con empresas europeas para fabricar en esos países el equipamiento requerido. En América Latina, Costa Rica y Argentina llevan la delantera, con 20 y 9 MW respectivamente. En Argentina son las empresas eléctricas cooperativas de la Patagonia las que han dado el impulso, amen de que las leyes estatales de la Provincia de Chubut, obligan a un 10% de la generación eléctrica con energía eólica. México tiene una central de 1,575 kW en la Venta, Oaxaca, con planes de ampliarla a 54 MW. Nicaragua también tiene planes de instalar una central eólica de al menos 30 MW. En el Caribe, la empresa eléctrica de Curazao opera desde marzo de 1994 una centralita de 4 MW que fue la primera eoloeléctrica en América Latina y el Caribe.

Ingeniería de los aerogeneradores: Ya que conocemos sobre la manera en fueron evolucionando los aerogeneradores en el tiempo podemos pasar a conocerlos de una manera mas interna e ingenieril.

Componentes de un aerogenerador: 1) La góndola: Este componente contiene las partes esenciales del aerogenerador las cuales son el generador eléctrico y el multiplicador, es el habitáculo que alberga toda la mecánica y control del aerogenerador, su tamaño es tal que los operadores de mantenimiento pueden estar de pie dentro de ella y recorrerla de un lado a otro para la perfecta manipulación y reparación de la maquinaria.

Góndola de un aerogenerador

2) Palas del rotor: la función de esta parte del aerogenerador es capturar el viento y transmitir la potencia al buje, el diseño de estas es de gran similitud al de las alas de un avión, incluso los diseñadores toman en muchos casos los perfiles clásicos de alas de avión como sección transversal de la parte más exterior de la pala, Sin embargo, los perfiles gruesos de la parte más interior de la pala suelen estar específicamente diseñados para turbinas eólicas. La elección de los perfiles de las palas del rotor lleva directamente a una solución q es de gran compromiso entre unas características adecuadas para su sustentación o en caso contrario no adecuadas, además de la habilidad del perfil para funcionar bien incluso si hay algo de suciedad en su superficie (lo

cual puede ser un problema en áreas en las que llueve poco), cada pala puede medir hasta 32 m de longitud o mas. La mayoría de las modernas palas de rotor de grandes aerogeneradores están fabricadas con plástico reforzado o con fibra de vidrio ("GRP"), es decir, poliéster o epoxy reforzado con fibra de vidrio. Utilizar fibra de carbono o aramidas (Kevlar) como material de refuerzo es otra posibilidad, pero normalmente estas palas son antieconómicas para grandes aerogeneradores. Los materiales compuestos de madera, madera-epoxy, o madera-fibraepoxy aún no han penetrado en el mercado de las palas de rotor, aunque existe un desarrollo continuado en ese área. Las aleaciones de acero y de aluminio tienen problemas de peso y de fatiga del metal, respectivamente. Actualmente sólo son utilizados en aerogeneradores muy pequeños. Con respecto al funcionamiento de la pala se puede decir que el ángulo de ataque del viento cambia mucho más bruscamente en la base de la pala, que en el extremo de la pala cuando el viento cambia. Si el viento llega a ser lo suficientemente fuerte como para que haya una pérdida de sustentación, este fenómeno empezará en la base de la pala. Para observar mejor la dirección de sustentación se le realiza u corte a la pala veamos:

En el siguiente dibujo la flecha gris muestra la dirección de la sustentación en ese punto. La sustentación es perpendicular a la dirección del viento. Tal y como se puede observar, la sustentación empuja la pala

parcialmente en la dirección que se quiere, es decir, hacia la izquierda. Sin embargo, también la dobla otro tanto . Para poder tener plena seguridad de que el la palas funcionaran de manera optima se le realizan pruebas de fatiga, estas son sometidas a flexiones cíclicas en las cuales se llega lo mas cerca que se pueda

a la

frecuencia natural de la pala, La frecuencia natural es la frecuencia con la que la pala oscilará de una parte a otra, si la empuja una vez en una determinada dirección y luego la suelta. Las frecuencias naturales son diferentes en la dirección de flap y en la dirección periférica: la pala tiende a ser mucho más rígida en la dirección periférica, por lo que tiene una frecuencia natural más alta para la flexión periférica. Cada pala es puesta en movimiento por un motor eléctrico montado sobre la pala que balancea un peso hacia arriba y hacia abajo. Las cimentaciones que soportan el casquillo de la pala deben ser muy sólidas, la cimentación de un gran casquillo de pala se compone de 2.000 toneladas de hormigón. La finalidad de los ensayos en las palas de rotor es la de verificar que las laminaciones en la pala son seguras, es decir, que las capas de la pala no se separarán (delaminación). De la misma manera, los ensayos verifican que las fibras no se romperán bajo esfuerzos repetidos. Además se utilizan galgas extensometricas para medir la flexión o alargamiento a lo largo de la pala del rotor, estas variaciones se registran de manera que se puedan observar ciertas variaciones que puedan ocasionar daños en la estructura. Se utilizan también cámaras de infrarrojo con el fin de revelar un aumento de calor local en la pala. Esto puede indicar, bien un área con humedecimiento estructural, es decir, un área donde el diseñador de la pala ha dispuesto, de forma deliberada, fibras que convierten la energía de flexión en calor con el fin de estabilizar la pala, o bien puede indicar un área de delaminación o un área que se está moviendo hacia el punto de rotura de las fibras.

A continuación se muestran las palas del rotor de un aerogenerador:

Palas del rotor

3) El buje: este componente esta acoplado al eje de baja velocidad del generador. El eje de baja velocidad de la turbina conecta al buje del rotor al multiplicador. El eje posee conductos del sistema hidráulico para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos, este se encuentra ubicado en la parte frontal del aerogenerador, En su interior se encuentran los elementos que permiten el cambio de paso (ángulo de incidencia del viento sobre la pala), en cuyas versiones más modernas se encuentran los cilindros hidráulico o motores eléctricos que son elementos físicos que permiten el giro entre 0º (cuando la velocidad del viento está entre 0 m/s y 15 m/s) y 90º o posición de bandera (situación en parada de emergencia o cuando no se quiere que el buje gire), por eso, en muchos casos cuando un aerogenerador está detenido y se mira de frente las palas dibujan una fina línea recta y cuando está en movimiento vemos su silueta al completo. A este elemento se le une mediante pernos traccionados los llamados rodamientos de pala, los cuales minimizan el rozamiento de las palas al girar sobre su propio eje y les proporciona una mayor libertad de movimiento. La mayoría de fabricantes de aerogeneradores utilizan acero en diversas aleaciones tomando en consideración distintas variables (temperatura, tipo de viento, grado de humedad, etc.) proveniente de

fundición para realizar este elemento de una manera que pueda garantizarse que cumplirá la función para la cual fue diseñado.

Buje del aerogenerador

4) El eje de baja velocidad: este elemento se encarga de conectar el buje del rotor al multiplicador. En un aerogenerador moderno de 600 Kw. El rotor gira muy lento, a unas 19 a 30 revoluciones por minuto (rpm.) El eje contiene conductos del sistema hidráulico para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos. El movimiento del eje de baja velocidad es amplificado mediante un sistema de engranaje que permite que las revoluciones a las cuales esta girando dicho eje sean aumentadas de manera significativa. 5) El multiplicador: este componente cuenta a su izquierda con el eje de baja velocidad, su función principal es permitir que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad. La potencia de la rotación del rotor de la turbina eólica es transferida al generador a través de un tren de potencia, es decir, a través del eje principal (eje de baja velocidad), la caja multiplicadora y el eje de alta velocidad, esto se hace debido a que el generador no se puede utilizar directamente acoplado al eje principal esto es debido a que si usásemos un generador ordinario, directamente conectado a una red trifásica de CA ( corriente alterna ) a 50 Hz, con dos, cuatro o seis polos, deberíamos tener una turbina de velocidad extremadamente alta, de entre 1000 y 3000 revoluciones por minuto (rpm.). Con un rotor de 43 metros de diámetro, esto implicaría una velocidad en el extremo del rotor de mucho más de dos veces la velocidad del sonido, así es que deberíamos abandonar esta opción.

Otra posibilidad es construir un generador de CA lento con muchos polos. Pero si quisiera conectar el generador directamente a la red, acabaría con un generador de 200 polos (es decir, 300 imanes) para conseguir una velocidad de rotación razonable de 30 rpm. Otro problema es que la masa del rotor del generador tiene que ser aproximadamente proporcional a la cantidad de par torsor (momento, o fuerza de giro) que tiene que manejar. Así que, en cualquier caso, un generador accionado directamente será muy pesado y extremadamente costoso. La solución práctica, utilizada en dirección contraria en muchas máquinas industriales, y que guarda relación con los motores de automóviles, es la de utilizar un multiplicador. El multiplicador hace la conversión entre la potencia de alto par torsor, que obtiene del rotor de la turbina eólica girando lentamente, y la potencia de bajo par torsor, a alta velocidad, que utiliza en el generador. Es importante resaltar que la caja multiplicadora de la turbina eólica no "cambia las velocidades". Normalmente, suele tener una única relación de multiplicación entre la rotación del rotor y el generador. Para una máquina de 600 ó 750 kW, la relación de multiplicación suele ser aproximadamente de 1:50. El generador de una turbina eólica típicamente necesita una velocidad de giro de 25 revoluciones por segundo.

Al colocar el multiplicador no quiere decir que se esta amentando la velocidad de giro para obtener una mayor cantidad de energía o potencia, ya que aquí rige el principio de conservación de la energía, realmente parte de la energía es transferida al entorno, las partes giratorias del multiplicador rozan unas con las otras, y parte de la energía rotacional se convierte en energía calorífica en las partes del multiplicador y de los rodamientos y en los engranajes del multiplicador.

Aquí abajo se puede observar una caja multiplicador que tiene capacidad para acoplar dos generadores de 1.5 MW cada uno, en la parte inferior de los pernos donde se sujetan los generadores se encuentran dos accesorios de color naranja, estos son frenos que se accionan hidráulicamente y en el fondo se puede observar también la parte inferior de una góndola para una turbina de 1.5 MW:

Multiplicador para dos generadores Copyright 1997-2003 Asociación danesa de la industria eólica.

6) El eje de alta velocidad: Este eje se encuentra en el extremo contrario al que se encuentra el eje de baja velocidad en el multiplicador, este gira aproximadamente a 1.500 rpm. lo que permite el funcionamiento del generador eléctrico. El eje se encuentra equipado con un freno de disco mecánico de emergencia el cual se utiliza en caso de fallo del freno aerodinámico, o durante las labores de mantenimiento de la turbina. El eje de alta velocidad es esencialmente el que acciona el generador eléctrico ya que este es el que va acoplado directamente a el, y recibe toda la potencia que es transmitida por la caja multiplicadora.

7) El generador eléctrico: El utilizado en estos sistemas suele ser un generador asíncrono o de inducción. En los aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar entre 500 y 1.500 Kw. El aerogenerador convierte la energía mecánica en energía eléctrica., si se comparan los aerogeneradores con los otros equipos generadores que suelen encontrarse conectados a la red eléctrica se puede ver que son algo inusuales. Una de las razones es que el generador debe trabajar con una fuente de potencia que es el rotor de la turbina eólica que suministra una potencia mecánica muy variable (momento torsor).

En grandes aerogeneradores la turbina puede generar una tension de hasta 690V de corriente alterna trifásica. Posteriormente, la corriente es enviada a través de un transformador anexo a la turbina (o dentro de la torre), para aumentar su voltaje entre 10.000 y 30.000 V, esto depende del estándar de la red eléctrica local. Los grandes fabricantes proporcionan modelos de aerogeneradores tanto de 50 Hz (para las redes eléctricas de la mayor parte del mundo) y de 60 Hz (para la red eléctrica de América). El generador durante su funcionamiento necesita refrigeración, en la mayoría de las turbinas la refrigeración se lleva a cabo mediante encapsulamiento del generador en un conducto, utilizando un gran ventilador para la refrigeración por aire, aunque algunos fabricantes usan generadores refrigerados por agua. Los generadores refrigerados por agua pueden ser construidos de forma más compacta, lo que también les proporciona algunas ventajas en cuanto a rendimiento eléctrico se refiere, aunque precisan de un radiador en la góndola para eliminar el calor del sistema de refrigeración por líquido. En cuanto al arranque y parada del generador se puede decir que si conecta (o desconecta) un gran generador de turbina eólica a la red simplemente accionando un interruptor corriente, muy probablemente dañará el generador, el multiplicador y la corriente de red del vecindario. La mayoría de controladores electrónicos de aerogeneradores están programados para que la turbina funcione en vacío a bajas velocidades de viento. Una vez que el viento se hace lo suficientemente potente como para hacer girar el rotor y el

generador a su velocidad nominal, es importante que el generador de la turbina sea conectado a la red eléctrica en el momento oportuno si esto no es así tan solo estarán la resistencia mecánica del multiplicador y del generador para evitar que el rotor se acelere, y que finalmente se embale (existen diversos dispositivos de seguridad, incluyendo frenos de protección contra fallos, en el caso de que el modo de arranque correcto falle. Los componentes de un aerogenerador están diseñados para durar 20 años. Esto significa que tendrán que resistir más de 120.000 horas de funcionamiento, a menudo bajo condiciones climáticas tormentosas. Si se compara con un motor de automóvil ordinario, éste sólo funcionará durante unas 5.000 horas a lo largo de su vida útil. Los grandes aerogeneradores están equipados de diversos dispositivos de seguridad que garantizan un funcionamiento seguro durante su vida útil, entre los dispositivos más usuales están: a) Sensores: Uno de los más clásicos y simples dispositivos de seguridad en un aerogenerador es el sensor de vibraciones, este consiste simplemente en una bola que reposa sobre un anillo. La bola está conectada a un interruptor a través de una cadena. Si la turbina empieza a vibrar, la bola se caerá del anillo sobre el que reposa y desconectará la turbina. Hay muchos otros sensores en la góndola, como termómetros electrónicos que controlan la temperatura del aceite en el multiplicador y la temperatura del generador. b) Palas de rotor: De un país a otro varían las condiciones de seguridad en los aerogeneradores. Dinamarca es el único país en el que la ley exige que todas las palas de rotor nuevas sean ensayadas tanto estáticamente, aplicando cargas para curvar las palas, como dinámicamente, probando la habilidad de las palas para resistir la fatiga de repetidas flexiones más de cinco millones de veces.

c) Protección contra el embalamiento: Es fundamental que un aerogenerador se pare automáticamente en caso de un mal funcionamiento de alguno de los componentes críticos. Por ejemplo, si hay un sobrecalentamiento del generador o se desconecta de la red eléctrica dejará de frenar al rotor y, en cuestión de segundos, el rotor empezaría a acelerarse rápidamente. En un caso así es esencial disponer de un sistema de protección contra el embalamiento. Por ley, los aerogeneradores daneses están obligados a llevar dos mecanismos de freno independientes a prueba de fallos para detener la turbina.

d) Sistema de freno mecánico: El freno mecánico es utiliza como sistema de apoyo para el sistema de freno aerodinámico, como freno de estacionamiento, una vez que la turbina ha sido parada, en el caso de una turbina de regulación por pérdida aerodinámica.

Las turbinas de regulación por cambio del ángulo de paso no suelen necesitar activar el freno mecánico (excepto en trabajos de mantenimiento), dado que el rotor apenas si puede moverse cuando las palas del rotor están giradas 90 grados.

Generador eléctrico

8) El controlador electrónico: es un dispositivo que se encarga de un monitoreo constante de las condiciones de funcionamiento del aerogenerador y además controla el mecanismo de orientación en caso de alguna falla o alteración de los valores óptimos de funcionamiento automáticamente para el aerogenerador y llama mediante un enlace telefónico directo al operario encargado de la turbina. 9) La torre: Esta Soporta la góndola y el rotor. En la mayoría de los casos es una ventaja disponer de una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta conforme nos alejamos del nivel del suelo. Una turbina moderna de 600 Kw. Tendrá una torre de 40 a 60 metros (la altura de un edificio de 13 a 20 plantas).

Las torres pueden ser de dos formas, torres tubulares o torres de celosía. Las torres tubulares son más seguras para el personal de mantenimiento de las turbinas ya que pueden usar una escalera interior para acceder a la parte superior de la turbina. La única ventaja de las torres de celosía es que su costo es menor a las anteriores, puesto que una torre de celosía requiere sólo la mitad de material que una torre tubular sin sustentación adicional con la misma rigidez. La principal desventaja de este tipo de torres es su apariencia visual. En cualquier caso, por razones estéticas, las torres de celosía han desaparecido prácticamente en los grandes aerogeneradores modernos.

Torre de celosía En los grandes aerogeneradores las torres tubulares pueden ser de varios materiales: acero, de celosía o de hormigón. Las torres tubulares

tensadas con vientos sólo se utilizan en aerogeneradores pequeños (cargadores de baterías, etc.).

La mayoría de los grandes aerogeneradores se montan con torres tubulares de acero, fabricadas en secciones de 20-30 metros con bridas en cada uno de los extremos, y son unidos con pernos. Las torres son troncocónicas (es decir, con un diámetro creciente hacia la base), con el fin de aumentar su resistencia y al mismo tiempo ahorrar material.

Torres tubulares También existen las torres de mástil tensado con vientos, son torres que están sostenidas mediante cables tensores mayormente son utilizadas para aerogeneradores pequeños. La ventaja es el ahorro de peso y, por lo tanto, de coste. Las desventajas son el difícil acceso a las zonas alrededor de la torre, lo que las hace menos apropiadas para zonas agrícolas, además este tipo de torres es más propensa a sufrir actos vandálicos, lo que compromete la seguridad del conjunto.

Torre de mástil

10) El mecanismo de orientación: La función del mecanismo de orientación es girar el rotor de la turbina en contra del viento. Se dice que la turbina eólica tiene un error de orientación si el rotor no está perpendicular al viento. Un error de orientación implica que una menor proporción de la energía del viento pasará a través del área del rotor.

Si esto fuera lo único que ocurre, el mecanismo de orientación sería una excelente forma de controlar la potencia de entrada al rotor del aerogenerador. Sin embargo, la parte del rotor más próxima a la dirección de la fuente de viento estará sometida a un mayor esfuerzo (par flector) que el resto del rotor. Esto implica que el rotor tendrá una tendencia natural a orientarse en contra del viento, independientemente de si se trata de una turbina corriente abajo o corriente arriba. Por otro lado, esto significa que las palas serán torsionadas hacia ambos lados en la dirección de "flap" (dirección perpendicular al plano del rotor) a cada vuelta del rotor. Por tanto, las turbinas eólicas que estén funcionando con un error de orientación estarán sujetas a mayores cargas de fatiga que las orientadas en una dirección perpendicular al viento.

Las turbinas que trabajan corriente arriba tienen la ventaja que evitan el abrigo del viento tras la torre. La gran mayoría de los aerogeneradores tienen este diseño. Por otro lado, también hay algo de abrigo enfrente de la torre, es decir, el viento empieza a desviarse de la torre antes de alcanzarla, incluso si la torre es redonda y lisa. Así pues, cada vez que el rotor pasa por la torre, la potencia del aerogenerador cae ligeramente.

El principal inconveniente de los diseños corriente arriba es que el rotor necesita ser bastante inflexible, y estar situado a una cierta distancia de la torre, además de que necesitan un mecanismo de orientación para mantener el rotor de cara a viento, estos son denominados mecanismos a barlovento.

También existen los mecanismos a sotavento, las cuales tienen el rotor situado en la cara a sotavento de la torre, estos tienen la ventaja de que pueden ser construidos sin un mecanismo de orientación, si el rotor y la góndola tienen un diseño apropiado que hace que la góndola siga al viento

pasivamente. Sin embargo, en grandes máquinas ésta es una ventaja algo dudosa, pues se necesitan cables para conducir la corriente fuera del generador, otra ventaja de mayor relevancia es que el rotor puede hacerse más flexible. Esto supone una ventaja tanto en cuestión de peso como de dinámica estructural de la máquina, es decir, las palas se curvarán a altas velocidades del viento, con lo que le quitarán parte de la carga a la torre.

El inconveniente principal es la fluctuación de la potencia eólica, debida al paso del rotor a través del abrigo de la torre. Esto puede crear más cargas de fatiga en la turbina que con un diseño corriente arriba.

El mecanismo de orientación está activado por el controlador electrónico, que vigila la dirección del viento utilizando la veleta.

Mecanismo de orientación 11) El anemómetro y la veleta: el anemómetro es utilizado para medir la velocidad el viento, en estos sistemas se utiliza el anemómetro de cazoleta, el mismo cuenta con un eje vertical y tres cazoletas que capturan el viento, además de cazoletas el anemómetro podría estar equipado con hélices pero no es muy usual. El número de revoluciones por segundo son registradas electrónicamente. Normalmente, el anemómetro está provisto de una veleta para detectar la dirección del viento. Además de estos tipos de anemómetros que han sido nombrados también existen otras clases, como algunos que incluyen ultrasonidos o

anemómetros provistos de láser que detectan el desfase del sonido o la luz coherente reflejada por las moléculas de aire.

Los anemómetros de hilo electrocalentado detectan la velocidad del viento mediante pequeñas diferencias de temperatura entre los cables situados en el viento y en la sombra del viento (cara a sotavento).

La ventaja de los anemómetros no mecánicos es que son menos sensibles a la formación de hielo. Sin embargo en la práctica los anemómetros de cazoletas son ampliamente utilizados, y modelos especiales con ejes y cazoletas eléctricamente calentados pueden ser usados en las zonas árticas.

En la industria eólica no son de gran utilidad anemómetros baratos o de baja calidad, ya que estos en la mayoría de los casos se utilizan para actividades que no ameritan de una gran precisión en las medidas que se toman, estos no suelen ser muy precisos y pueden estar pobremente calibrados, con errores en la medición de quizás el 5 por ciento, e incluso del 10 por ciento. En un parque eólico puede resultar un desastre económico si se dispone de un anemómetro que mide las velocidades de viento con un error del 10%. En ese caso, se expone a contar con un contenido energético del viento que es 1,1 3 -1=33% más elevado de lo que es en realidad. Si lo que tiene que hacer es recalcular sus mediciones para una altura de buje del aerogenerador distinta (digamos de 10 a 50 metros de altura), ese error podrá incluso multiplicarse por un factor del 1,3, con lo que sus cálculos de energía acabarán con un error del 75%.

Se puede comprar un anemómetro profesional y bien calibrado, con un error de medición alrededor del 1%, por unos 700-900 dólares americanos, lo que no es nada comparado con el riesgo de cometer un error económico potencialmente desastroso. Naturalmente, el precio puede no resultar siempre un indicador fiable de la calidad, por lo que deberá informarse de cuáles son los

institutos de investigación en energía eólica bien reputados y pedirles consejo en la compra de anemómetros.

El anemómetro de un aerogenerador realmente sólo se utiliza para determinar si sopla viento suficiente como para que valga la pena orientar el rotor del aerogenerador en contra del viento y ponerlo en marcha.

Anemómetro de cazoletas

La veleta es utilizada para determinar la dirección del viento, esta señal es transmitida hasta el controlador electrónico el cual al obtenerla mueve el aerogenerador de manera que su dirección este en contra del viento utilizando el mecanismo de orientación. El ordenador parará el aerogenerador automáticamente si la velocidad del viento excede de 25 m/s, con el fin de proteger a la turbina y sus alrededores.

Fig. 1: Veleta

La imagen que se muestra acontinuación es la de un aerogenerador ensamblado completamente, en esta se observa con mayor claridad la manera como

están

distribuidos cada

uno

de los componentes dentro

del

aerogenerador:

Funcionamiento de un aerogenerador: Luego de observar cada uno de los componentes que conforman un aerogenerador se puede ver de manera mas clara el funcionamiento del mismo. Los aerogeneradores aprovechan la energía del viento para producir electricidad. Lo consiguen gracias a sus palas, que capturan el viento y giran. Cuando no hay viento, las palas forman un ángulo de 45º, de modo que el aerogenerador pueda extraer el máximo de energía de los vientos suaves, este movimiento es gracias a que cuentan con una veleta y un anemómetro que permiten conocer la velocidad y dirección del viento. Los aerogeneradores empiezan a producir energía cuando el viento alcanza velocidades cercanas a los cuatro metros por segundo. La pala gira gradualmente hasta formar un

ángulo de 0º, con la superficie más ancha de cara al viento. Cuando el viento entra en contacto con la pala, crea una presión positiva en la parte delantera y una presión negativa en la parte trasera. En otras palabras, el viento empuja el extremo delantero y crea un efecto de succión tras la pala, que a su vez hace girar el rotor. Con una velocidad de giro máxima, las puntas de las palas alcanzan una velocidad de 250 Km/hora. El generador se conecta a través del sistema de control eléctrico del aerogenerador. La potencia de salida es conducida a través de un transformador de alta tensión hasta la red eléctrica, que suministra electricidad a los hogares. Como a manera de referencia es valido decir que en cuestión de 2-3 horas, un aerogenerador V90-3,0 MW produce suficiente energía como para cubrir las necesidades anuales de consumo eléctrico de un hogar europeo medio. Existen tres formas de regular la potencia de salida: a) Passive Stall: los aerogeneradores operan a una velocidad de giro fija con palas no regulables. b) Active Stall: los aerogeneradores operan a una velocidad de giro fija con palas regulables. c) Pitch: los aerogeneradores operan a una velocidad de giro constante o con una velocidad variable. El borde de ataque de la pala se encara en la dirección del viento para reducir el levantamiento. El aerogenerador se detiene cuando el viento supera los 25 metros por segundo, porque las velocidades superiores a este nivel someten a los componentes del aerogenerador a una tensión excesiva. Ventajas y desventajas de la energía eólica: La principal ventaja de la energía eólica es que no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático. Es una tecnología de aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto.

Es una de las fuentes más baratas, puede competir en rentabilidad con otras fuentes energéticas tradicionales como las centrales térmicas de carbón (considerado tradicionalmente como el combustible más barato), las centrales de combustible e incluso con la energía nuclear, si se consideran los costes de reparar los daños medioambientales. El generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión o una etapa de transformación térmica supone, desde el punto de vista medioambiental, un procedimiento muy favorable por ser limpio, exento de problemas de contaminación, etc. Se suprimen radicalmente los impactos originados por los combustibles durante su extracción, transformación, transporte y combustión, lo que beneficia la atmósfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetación, etc. La única desventaja de la energía eólica es la estética, ya que la energía eólica produce un impacto visual inevitable, debido a sus características precisa unos emplazamientos que normalmente resultan ser los que más evidencian la presencia de las máquinas (cerros, colinas, litoral). En este sentido, la implantación de la energía eólica a gran escala, puede producir una alteración clara sobre el paisaje, que deberá ser evaluada en función de la situación previa existente en cada localización.

Otras alternativas de energía renovable:

Energía solar: Historia: El principio de la energía solar fue descubierto por el físico francés Edmund Becquerel en 1839 al iluminar el electrodo de una célula electrolítica con electrolito poco conductor. Para el año 1880, las primeras células fotovoltaicas fueron fabricadas con Selenio y solamente conseguían entre el 12% de eficiencia de conversión. Los principios cuánticos desarrollados en los años 1920 y 30, fundamentaron el presente modo de entender el fenómeno fotovoltaico. El método Czochralski de 1918 supuso uno de los mayores avances, que posibilitó en la década 1940-50 la obtención de monocristales de Si con la suficiente pureza para el desarrollo de células solares (junto con transistores y diodos). Las células solares están basadas en los mismos mecanismos físicos que los transistores y dispositivos cuánticos, y se desarrollan bajo el impulso de la investigación espacial en los años 50-60 como alternativa a los generadores de isótopos radioactivos de los satélites. Los principios de la energía fotovoltaica datan desde hace más de un siglo, Albert Einstein para el año 1904 publica su trabajo sobre la energía fotovaltica y para 1921 gana el premio Nóbel por la explicación de esta teoría. En el transcurrir del tiempo se fueron haciendo mejoras, en el año 1981 Solar Challenger", pone en vuelo un avión abastecido por energía fotovoltaica. Se instala en Jeddah, Arabia Saudita, una planta desalinizadora por ósmosisinversa abastecida por un sistema FV de 8-kW, un año mas tarde se instala en California una planta (planta ARCO Solar Hisperia) con una producción de 1 MW. En actualidad existen múltiples plantas de energía fotovoltaica instalada en muchos países del mundo, entre estos el que lleva la vanguardia es España quienes tienen plantas instaladas con una potencia de 1,2 Mw y sus paneles una superficie de 100 metros cuadrados completamente automatizados para

seguir el sol, los costos del Kw. de esta energía irán disminuyendo a medida que se expanda, eso es lo que estiman las empresas encargadas. Otros países entre estos Venezuela también están promoviendo la energía solar como alternativa de producción de electricidad, han instalado centrales para abastecer de este servicio a zonas aisladas además se han puesto en marcha plantas potabilizadoras quienes están abastecidas con energía fotovoltaica. Así como los países que se han nombrado son muchas las regiones del mundo que están formando parte de esta forma de generación eléctrica y se están viendo beneficiados, en la actualidad se utilizan a pequeña escala, ya sea para abastecer comunidades aisladas con un reducido numero de habitantes o poner en plantas pequeñas plantas de desalinización de agua o potabilizadoras como el caso de Venezuela pero se tiene la visión de que en un futuro se pueda ampliar la producción y sea un numero mas grande de familia los beneficiados.

Planta fotovoltaica

Funcionamiento de una planta fotovoltaica:

Tiene como componente fundamental, uno o varios paneles fotovoltaicos quienes cumplen el objetivo de transformar la radiación solar en electricidad. La electricidad generada es corriente continua (CC). Dependiendo del panel o de su método de conexión el voltaje oscila entre 5 y 900 voltios, la corriente producida puede ser utilizada como continua o transformarse a corriente alterna (AC) de 110 o 120v para ser utilizada en equipos eléctricos tradicionales. Se utilizan acumuladores o baterías dependiendo de la forma en que trabajen los paneles, si es solo diurno no se utilizan acumuladores, los nocturnos si lo ameritan y cuando son utilizados día y noche también requieren de la instalación de acumuladores. Los paneles fotovoltaicos son los encargados de la generación, el número de estos dependerá de varios factores, el primer factor es el nivel de insolación del lugar, el tipo y régimen de carga, y por ultimo la potencia de salida de los paneles que utilicen. El banco de baterías usa un tipo especial de batería llamada batería solar. Estas baterías se ofrecen en versiones desde 4V hasta 24V. Una batería solar es una batería diseñada para soportar niveles de descarga profundos durante muchos ciclos de carga y descarga. Un requisito principal es el uso de un controlador de carga el cual evita la descarga de la batería durante la noche a través de los paneles solares. Un método eficiente de utilización de la energía generada es la apropiada distribución de la electricidad. Cuando se utiliza la electricidad de la red, habitualmente no se hace un equilibrado y optimizado procedimiento de distribución. En el caso de las Plantas fotovoltaicas se debe realizar una revisión del esquema de distribución y de esa forma minimizar sus pérdidas. Igualmente es recomendable el uso de una distribución en Corriente Continua y de esa forma ganar en la eficiencia del consumo. Diariamente, el sistema deberá mantener un balance energético entre la cantidad generada y la consumida, para que este balance sea equilibrado se deben tomar en cuenta las perdidas que existen a lo largo del sistema de generación.

Esquema del sistema de generación fotovoltaico

Energía mareomotriz: La generación de energía eléctrica con la utilización de las mareas del océano proviene de Argentina y

fue planteado por el inventor

Clemente Rebich quien es oriundo de dicho país, el generador consiste en lo siguiente: Rebich dice que el descenso y ascenso de las mareas es un fenómeno que ocurre dos veces al día. Las mareas pueden apreciarse como la variación del nivel del mar, con un período de aproximadamente 12 horas 30 minutos, con una diferencia de nivel de unos 2 metros que, conforme a la diferente topografía costera, la diferencia entre bajamar y pleamar puede llegar en unos pocos casos hasta los 15 metros.

Uno de los mayores inconvenientes en la utilización de esta energía aparece precisamente debido a las características inherentes al fenómeno de las mareas. En efecto, como el nivel del mar varía (con un período del orden de 12 hasta 30 min), a menos que se tomen las precauciones necesarias, la caída disponible (y la potencia asociada) varían de la misma forma, y por lo tanto se anulan dos veces por día. Además, la marea sigue el ritmo de la luna y no del

sol, de manera que hay un retardo diario de 30 min., en las horas en que dichas energía está disponible. En las actuales centrales mareomotrices, el sistema consiste en aprisionar el agua en el momento de la alta marea y liberarla, obligándola a pasar por las turbinas durante la bajamar. Cuando la marea sube, el nivel del mar es superior al del agua del interior de la ría. Abriendo las compuertas, el agua pasa de un lado a otro del dique, y sus movimientos hacen que también se muevan las turbinas de unos generadores de corrientes situados junto a los conductos por los que circula el agua. Cuando por el contrario, la marea baja, el nivel del mar es inferior al de la ría, porque el movimiento del agua es en sentido contrario que el anterior, pero también se aprovecha para producir electricidad.

Alto flujo de agua

Bajo flujo de agua

Conclusiones

La energía renovable es la solución para la crisis energética que esta tacando a nuestro planeta en la actualidad ya que esta utiliza como “combustible” recursos que no se extinguen y que además en su proceso de producción no daña el ecosistema. La energía renovable es limpia, barata y no se agota, lo cual es de gran importancia por que nos beneficia desde el punto de vista económico y ambiental. Para lograr que estos modelos logren una masificación tal que generen un cambio en la situación socioeconómica de los países del mundo, es necesario primeramente lograr un cambio muy importante en la cultura de los propietarios de las grades empresas de generación de energía y que se integren a estas invenciones que son las que nos proporcionaran en una mayor escala la energía eléctrica en un futuro. Los recursos renovables están presentes en todas partes, no se importan de otros países y estamos en contacto con ellos diariamente sin que nos hagan daño alguno en ningún sentido, muchos países ya están haciendo uso de ellos con excelentes resultados, ahora la misión es promover estos sistemas para que sean los protagonistas en la generación de energía a nivel mundial.