Prof María Alicia Andechaga
¿Cómo sé cuando puedo usar Energía Eólica?
Escuela: EEST N1
Cursos y áreas: 1ro 4ta CN y todos los cursos que deseen unirse desde la matemática, la física, construcción de la ciudadanía, prácticas del lenguaje y áreas de taller.
La energía eólica es una muy buena solución en determinados casos para la producción de energía eléctrica.
Uno de los primeros pasos, y creemos que el más importante de todos a la hora de afrontar la inversión que supone la instalación de un aerogenerador, es conocer el recurso eólico disponible en la zona de instalación. En otras palabras, conocer si la velocidad del viento es suficiente para poder obtener una buena producción eléctrica que nos asegure la viabilidad de la instalación y un periodo de amortización interesante.
Además de contar con el espacio adecuado, deberemos asegurarnos de poder cumplir los requisitos legales para su uso para la instalación eólica, en especial ordenanzas municipales, y también contar con los requisitos estructurales para la instalación en cubiertas y tejados.
1. Necesidad de espacio abierto
Debemos contar como mínimo con un tejado, cubierta, jardín, patio, solar o terreno (en el caso de viviendas aisladas en zonas rurales) y además que este espacio sea lo suficientemente grande para poder poner tensores y soportes a la torre o mástil del aerogenerador en caso de que el modelo elegido así lo requiera.
2. Espacio libre de obstáculos
La presencia de obstáculos cercanos a nuestra instalación puede influir de forma importante en la velocidad y dirección del viento y además generar turbulencias que afecten al rendimiento del aerogenerador.
Por tanto, es una cuestión decisiva elegir una buena ubicación sin presencia cercana de edificios, árboles u otras barreras físicas que puedan obstaculizar el viento. En particular, deben evitarse obstáculos que puedan superar en altura a nuestra instalación y aquellos situados en la dirección principal del viento.
3. La velocidad del viento
El viento hace girar las palas del aerogenerador, que comienzan a moverse con velocidades de viento de unos 3,5 m/s y proporcionan la máxima potencia con unos 11 m/s. Con vientos muy fuertes (25 m/s) las palas se colocan en bandera y el aerogenerador se frena para evitar tensiones excesivas.
Para poder elegir el lugar se debe usar una veleta y un anemómetro, así se puede saber la dirección y la rapidez del viento, los dos componentes de la velocidad del viento.
4. Recurso eólico suficiente
En este punto, ya debemos entrar a considerar el factor viento o recurso eólico disponible en nuestra ubicación. Cómo ya se explicó el viento tiene dos componentes principales que afectan al diseño de la instalación:
- La dirección del viento. Se corresponde con el punto desde el cual sopla el viento y se mide con una veleta. El estudio en detalle de las direcciones predominantes del viento determinará la ubicación y orientación de nuestro aerogenerador.
- La rapidez del viento. La rapidez o intensidad del viento se mide en teniendo en cuenta la distancia recorrida en un periodo de tiempo (Km/h, m/s o nudos). Se estudia mediante un anemómetro que, si también incorpora una veleta, entonces este instrumento indica la velocidad, al incluir el dato de la dirección y sentido del movimiento del viento.
Ambas magnitudes deben considerarse en valores medios anuales aunque también hay que tener en cuenta las variaciones diarias y la estacionalidad ya que afectarán a la distribución de la producción eléctrica.
Como normas generales, debemos saber que:
- La velocidad del viento aumenta con la altitud por la disminución de la fricción causada por los obstáculos y la propia superficie terrestre.
- La velocidad del viento media es menor durante la noche, aumenta a partir de la salida del sol con un máximo entre las 12 y las 16h.
- Para analizar la viabilidad de la instalación , la variable clave es la velocidad media del viento en nuestra ubicación concreta y abarcando como mínimo un año para reflejar la estacionalidad.
Manos a la obra
Con una brújula y una veleta portátil, que pueden construirla con los profesores de las materias de taller, se mide durante un mes la frecuencia que hay viento y desde donde viene en distintos puntos de la escuela (patio interno, patio externo, etc), al cabo de ese periodo de tiempo y sin discontinuas el tabulado de los datos registrados ya se puede comenzar a analizar los datos obtenidos marcando en qué punto son más frecuentes y continuar midiendo mes a mes para volver a trabajar con los datos obtenidos.
Mientras tanto con un anemómetro de empuje, el cual se hace con una caja con la solapa móvil que mide el ángulo que entra la solapa por el viento, se anota la variación angular y se extrapola el valor con el cuadro de equivalencias.
 |
| Anemoveleta |
Para hacer un registro con otra escala y para calibrar el anemómetro diseñado se puede usar de referencia los Números de Beaufort.
.jpg) |
| Anémometro de nivel de agua |
La toma de datos y registro de los mismos debe hacerse todos los días durante un mes para ver si la velocidad del viento permite pensar en un futuro colocar un molino eólico. Analizar los datos obtenidos marcando en qué punto son más veloces y frecuentes, continuar midiendo mes a mes, para volver a trabajar con los datos registrados. Este dispositivo también se puede construir en el taller de la escuela.
Para aprender más sobre cómo medir el viento, se puede hacer la visita a una estación meteorológica del SMN. Este proyecto escolar, también permite trabajar con la estación meteorológica e integrar áreas de taller y teoría de la EEST N°1
Propuestas de contenidos a trabajar:
- Medidas y magnitudes escalares y vectoriales
- Movimiento, Velocidad. Dirección y velocidad del viento
- La materia. Impenetrabilidad
- Teoría cinético molecular
- Características de los gases
- Leyes de Newton- Velocidad
- Propiedades de la Energía. Energía Cinética, Energía Eléctrica
- Tabular datos y comunicarnos
- Legislación provincial y municipal sobre producción de energía local.
- Medidas de seguridad para el manejo de la electricidad.
Fuente consultada
- Enerlife, 20/07/2020, Velocidad del viento mínima para la instalación de un aerogenerador en 3 pasos, disponible en https://enerlife.cl/velocidad-del-viento-minima-para-una-instalacion-eolica-en-3-pasos/, última visita 12/04/2023
- Acciona.com, ¿Qué es un aerogenerador, cómo funciona y cómo se instala? , https://www.acciona.com/es/energias-renovables/energia-eolica/aerogeneradores/?_adin=02021864894, última visita 12/04/2023
- Jugando con la ciencia, Enciclopedia Summun Estudiantil Temática, Edición 2001 Del Tercer Milenio, pp 150-157
No hay comentarios.:
Publicar un comentario