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Energía Eólica Manual Técnico para Pequeñas

1. cond n 87 ANEXO 1 ESCALA DE BEAUFORT ANEXO 2 DENSIDAD DELAIRE cccccicicoccri nonecranonananisocanarioncnnardoc no kroer eare nEss iN ANEXO 3 LEGISLACI N NORMATIVA Y 91 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables Deutscher Entwicklungsdienst El curso Energ a e lica para peque as instalaciones ha sido dise ado especialmente para el Proyecto 10 772 En l se tratar n los aspectos te ricos y pr cticos b sicos de esta tecnolog a utilizando un lenguaje sencillo y acompa ando cada tema con gr ficos tablas y fotos El objetivo principal del curso es poner a disposici n de los interesados un conocimiento b sico acerca de los fundamentos de la tecnolog a e lica de peque a potencia a trav s de un enfoque pr ctico del tema desarrollando nicamente los puntos m s relevantes del aspecto te rico De este modo al finalizar el curso el alumno habr adquirido un conocimiento b sico acerca de la tecnolog a de los peque os aerogeneradores sus posibilidades restricciones y aplicaciones A su vez ser capaz de dimensionar instalar inspeccionar y dar mantenimiento a peque os aerogene
2. TIPO DE TURBINA NORMAL M XIMO Bombas de agua 0 25 0 35 Cargadores de viento 0 35 0 40 Aerogeneradores grandes 0 45 0 50 El Cuadro 7 puede ofrecer la informaci n del fabricante si su es mayor que los valores detallados en la columna de la derecha sus figuras son demasiado optimistas ver Cap tulo Dise o del sistema En la pr ctica casi todas las eficiencias de los sistemas ser n mucho m s bajas a n debido a las p rdidas en el generador y porque a velocidades altas de viento uno no desea toda la potencia que se pueda obtener Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 37 Deutscher Entwicklungsdienst 5 1 3 Producci n Para aerogeneradores grandes gt 20 los labes son hechos de fibra de vidrio reforzado con polyester como el casco de un barco o con wood epoxy muchas capas finas de enchape pegadas juntas Dado que la producci n es de todos modos un proceso costoso se hacen muchos esfuerzos en obtener formas torneadas ptimas y perfiles de labe sofisticados Para aerogeneradores peque os existen otras posibilidades como el pl stico metal y madera Para facilitar la manufactura los labes generalmente no tienen torsi n A pesar del hecho de que el aluminio es ligero no es bueno utilizarlos para los labes porque el aluminio siempre fallar bajo eventuales condiciones variables de carga 5 1 4 Dos preguntas comunes Aqu
3. Eje horizontal vs Eje vertical No hay una ventaja fundamental en usar m quinas sea de eje horizontal o de eje vertical Es s lo una cuesti n de conveniencia en la construcci n que ha hecho a la turbina de eje horizontal m s popular y ahora tiene la ventaja definitiva de haberse mantenido en el medio por tanto tiempo y en grandes cantidades es decir hay m s experiencia con l y en consecuencia mayor confiabilidad 5 1 2 Caracter sticas del rotor La caracter stica m s importante del rotor es la curva de potencia velocidad del viento o Curva P V Esta curva nos da la potencia extra da del viento como una funci n de la velocidad del rotor Las curvas est n dadas por la f rmula P 5 rea barrida por el rotor pr m coeficiente de funcionamiento o de potencia potencia del eje del rotor W velocidad del viento m s densidad del aire kg m lt UAD La cantidad de potencia que es extra da del viento depende de qu tan r pido gira el rotor Si el rotor est quieto no est produciendo nada y la potencia es cero Si el rotor est girando muy r pido la potencia es tambi n cero Entre estos dos valores est la velocidad ptima que da una potencia m xima a cierta velocidad de viento Te ricamente el coeficiente nunca puede ser mayor que 16 27 0 59 En la pr ctica valores m ximos razonables son ver Cuadro 7 Cuadro 7 Coeficiente de funcionamiento
4. Accesorios de inserci n de la torre al aerogenerador Fuente Manual del usuario Whisper 500 7 2 Instalaci n de la torre La altura m nima de la torre debe ser de 7 metros por encima de los rboles u obst culos en un radio de 100 m La carga de empuje lateral en el extremo de la torre debe corresponder al modelo del aerogenerador valor dado por el proveedor El punto m s alto del terreno o lugar de instalaci n es generalmente el mejor recuerde que la distancia del aerogenerador al banco de bater as y su voltaje determinan el calibre adecuado de los cables Una torre autoportante ocupa menos rea de terreno que una torre soportada con cables riendas obenques tirantes pero es m s costosa Un dise o de torre pivotada permite una instalaci n sencilla y un mantenimiento f cil en tierra eliminando la necesidad de escalar Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 73 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 63 Consideraciones para instalar la torre TORRE ltura m nima de la torre 7 metros por encima de los rboles u obst culos en un radio de 100 metros 100 metros Fuente Manual del usuario Whisper 500 7 3 Instalaci n del Sistema Central de Distribuci n Instale el regulador de carga y el fusible del inversor s se usa al polo positivo de las bater as En la siguiente figura se detalla esta instalaci n El regulador deber estar sobre una superfic
5. Cuando los cables del aerogenerador est n conectados al SCD y el interruptor de frenado desactivado Brake Switch en posici n OFF el Con los cables del aerogenerador conectados al SCD y con el interruptor de frenado en posici n ON el rotor debe girar con alta resistencia pero uniformemente Por ejemplo tubo de acero galvanizado Revise la resistencia a tierra usando cualquier cable La resistencia debe exceder 10 000 ohmios generador debe girar libremente La resistencia debe exceder 10 000 ohmios Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables E Sm y AA F Deutscher o e Entwicklungsdienst y seri 8 2 Mantenimiento de un sistema e lico Se debe realizar un mantenimiento preventivo mensual de acuerdo a los siguientes pasos 8 2 1 Revisi n del interruptor de seguridad DETENGA EL AEROGENERADOR EN UN VIENTO MODERADO CARGANDO PERO NO PLEGADO Cuando se detenga la h lice no se debe observar ni detectar ninguna dificultad inusual o ruido extra o Cuando se presenta alg n ruido mientras se activa el interruptor de frenado esto puede indicar un cable desconectado 8 2 2 Revisi n del estado mec nico OBSERVE Y ESCUCHE DESDE LA BASE DE LA TORRE Use binoculares No debe presentarse ning n ruido mec nico cascabeleo o vibraci n La h lice y la cola no deben cabecear o tambalearse Si se requiere escale o baje la torre para su inspecci n No debe
6. con los datos y de la cantidad de dinero disponible para los equipos de medici n Para la confiabilidad del estudio un promedio de error en la velocidad del viento de 0 5 m s es aceptable Si uno mide el funcionamiento de m quinas un peque o porcentaje de error en la potencia es probablemente una buena opci n resultando como admisibles errores de 1 en la velocidad del viento porque la velocidad del viento aparece al cubo en la potencia unos 3 grados en la temperatura 1 y 0 01 bar en la presi n 1 Los aparatos deben calibrarse regularmente para asegurar que cubran los requerimientos Almacenamiento de datos Antiguamente los datos se registraban a mano con cuadros y hasta hace ltimo con equipos autom ticos llamados data loggers La tecnolog a avanzado y ahora los acumuladores de datos ya vienen integrados dentro de la estaci n de medici n mediante modernas memorias que arrojan datos finales al t cnico Fuente Elaboraci n propia Figura 21 Transferencia de informaci n del equipo de medici n a una laptop Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 23 E Sm y AA F Deutscher o e Entwicklungsdienst y seri Estas memorias son b sicamente peque as computadoras que leen los datos de entrada de un n mero de sensores a intervalos espec ficos y hacen c lculos sencillos de procesamiento como promediar mantener valores extremos
7. hay dos preguntas que frecuentemente se hacen Por qu algunos rotores tienen s lo dos o tres labes mientras que otros tienen muchos Si un labe recibe una cierta cantidad de energ a del viento dos labes reciben el doble de esa energ a tres labes el triple y as sucesivamente Este razonamiento nos llevar a a la conclusi n de que rotores con muchos labes deben usarse todo el tiempo Lamentablemente no hay una respuesta sencilla a esta pregunta Un par metro muy importante en la explicaci n es la velocidad espec fica de la punta A que es la velocidad de la punta del labe dividida por la velocidad del viento Cuando un rotor tiene una gran velocidad espec fica eso significa que gira r pido Utilizando la aerodin mica puede mostrarse que para altas velocidades espec ficas de la punta y buenos perfiles de labe con alta relaci n de sustentaci n arrastre no tiene sentido usar muchos labes pues pocos de stos son suficientemente buenos Para bajas velocidades espec ficas y malos perfiles como planchas sencillamente dobladas muchos labes dan m s energ a Una explicaci n intuitiva es la siguiente si el rotor est girando lentamente s lo con algunos labes mucho viento puede pasar a trav s del rotor sin ser visto por los labes Por lo tanto se requieren muchos labes Si el rotor est girando r pidamente pocos labes son suficientes para atrapar todo el aire Un efecto adicional es q
8. AN r a Deutscher Entwicklungsdienst Figura 65 Conexi n del interruptor de frenado al SCD Sistema Central de Distribuci n Interruptor de frenado Fuente Manual del usuario Whisper 500 7 6 Instalaci n del disipador de carga Instale la caja de resistencias disipadores de carga sobre una superficie resistente al calor El disipador de carga produce calor cuando las bater as est n cargadas Este componente se ubica al lado del Sistema Central de Distribuci n o donde se necesite calor Vea el Cuadro N2 10 para calibre de cables para aumentar la distancia entre el disipador de carga y el regulador Figura 66 Conexi n del disipador de carga al SCD Sistema Central de Disipador de carga Distribuci n Fuente Manual del usuario Whisper 500 7 7 Instalaci n del inversor Se debe instalar sobre una pared o estanter a Instale un interruptor entre el inversor y el polo positivo de las bater as Use los cables que se incluyen en el Cuadro 18 o siga las instrucciones del fabricante del inversor Figura 67 Conexi n del inversor al SCD Detalle Fusible Cable Positivo Interruptor A ES de la bater a Tuerca y perno 3 metros m ximo Si es necesario taladrar un extremo del fusible para ajustarlo a la bater a Inversor Bater a Fuente Manual del usuario Whisper 500 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 75 Deu
9. Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 34 Deutscher Entwicklungsdienst 5 1 1 Rotor La funci n del rotor es la de extraer energ a del viento de la manera m s eficiente mientras mantiene las fuerzas del rotor mismo y las de todo el aerogenerador en m nimo Los rotores m s comunes son a Savonius de eje vertical Figura 31 b Tipo h lice de eje horizontal Figura 32 Darrieus de eje vertical Figuras 33 y 34 Figura 31 Rotor Savonius Figura 32 Tipo h lice de eje horizontal Fuente Elaboraci n propia Figura 34 Rotor Darrieus alternativo Figura 33 Rotor Darrieus convencional De estos tres tipos el de tipo h lice es el m s utilizado Vamos a ver por qu es esto as Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 35 Deutscher Entwicklungsdienst Sustentaci n y resistencia arrastre Si un objeto es puesto en un flujo de aire viento experimentar dos fuerzas la de subida y la de arrastre resistencia Por definici n el arrastre es la fuerza en la direcci n del flujo de aire y la sustentaci n es la fuerza perpendicular al flujo del viento ver Figura 35 Si est manejando un auto y saca la mano por la ventana el viento la empujar hacia la parte trasera del auto ste es el arrastre Las m quinas de arrastre son las m s f ciles de entender y es por eso que los inventores construyen
10. Todo el c lculo es b sicamente una repetici n de c lculos sencillos todo se hace mejor en una hoja de c lculo El resultado de tal hoja de c lculo se da en el siguiente cuadro Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 62 ded Deutscher Entwicklungsdienst Cuadro 13 C lculo de salida de un aerogenerador CALCULOS DE SALIDA DE UN GENERADOR Entradas Velocidad promedio del viento 4 5 m s Altura del anem metro 18m Rugosidad del terreno en el lugar del anem metro 0 03 m Altura de n cleo del rotor del generador 10m Rugosidad del terreno en el lugar del WT 0 1 m Densidad de la curva 1 225 kg m3 Altitud 1000 m Temperatura 8 5 Hint 8 5 Presi n 89619 Pa Hint 89619 Di metro del rotor 2 5 m Salidas Densidad del aire en el lugar de la turbina 1 109 kg m3 Factor de correcci n de potencia 0 9 Velocidad promedio del viento en el lugar de la turbina 3 85 m s Salida de energ a anual 730 kWh Potencia promedio 83 W Factor de energ a 0 30 Uavg U1 U2 P U Prob Tiempo Energ a m s m s m s w hr kWh 0 0 5 0 013 115 1 2 3 4 5 6 7 8 El promedio de salida de la turbina es 83 W Esto es m s que los 62 W requerido en el ejemplo Sin embargo mucha de la electricidad no es utilizada directamente sino m s bien almacenada en la bater a primero hay considerables p rdidas dado que la eficiencia de una bater a es s lo de 80 m s o menos 90
11. Troubleshooting 8 3 1 Del aerogenerador Refi rase a los siguientes tres cuadros de gu a de soluci n de problemas y determine si el problema es mec nico o el ctrico Si es mec nico siga el cuadro S ntomas de Problemas Mec nicos Los problemas el ctricos pueden estar en el aerogenerador o en el regulador Determ nelo de la siguiente manera a Siel aerogenerador no gira normalmente los labes giran lentamente como si el freno estuviera activado En un d a de viento moderado desconecte todos los cables del aerogenerador en el regulador uno a la vez Si el aerogenerador gira el cable que permite su movimiento llega a un diodo da ado del regulador Reemplace el diodo b Si el aerogenerador no gira entonces desconecte dos cables en un d a de viento moderado Si el aerogenerador todav a no desarrolla velocidad el problema est en el cableado de la torre en el aerogenerador Vaya al cuadro S ntomas de Problemas El ctricos c Si el aerogenerador est girando pero puede tener un problema el ctrico la Instalaci n de Prueba que se muestra a continuaci n puede ser de ayuda Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 81 E SO A 5 ei 9 Deutscher e Ori Entwicklungsdienst ia y Figura 70 Instalaci n de prueba A los terminales del regulador transformador Del aerogenerador A primario si existe Bombillos Watts 1
12. cambiar unidades etc Almacenamiento Qu cantidad de almacenamiento debe tener una memoria La informaci n se almacena en bytes que en cifras puede concebirse entre 0 y 225 Si se sabe que la velocidad del viento est entre 0 25 m s las mediciones pueden hacerse con una resoluci n absoluta de 25 256 0 1 m s La resoluci n relativa es 1 256 0 004 0 4 Suponiendo que este 0 4 es aceptable esto significa que s lo se necesita 1 byte de almacenamiento para cada medici n Si hay 5 se ales que deben registrarse cada 10 minutos durante 30 d as entonces calculamos la capacidad necesaria de almacenamiento Un per odo de 30 d as posee 30 x 24 x 6 4 320 intervalos de 10 minutos Con 5 se ales esto significa 4 320 x 5 21 600 mediciones Como se requer a 1 byte para cada medici n la capacidad de almacenamiento que se necesita es de 21 600 bytes 21 6 Kbytes 45 C mo se mide la velocidad del viento C mo se debe medir la velocidad del viento de manera que podamos usarla para predecir la potencia de salida de un aerogenerador C mo estar seguros de que los datos son suficientemente buenos La velocidad del viento en un lugar determinado depende de e clima e Los obst culos Laaltura e Eltipo de terreno El tiempo La velocidad del viento puede medirse durante una cantidad de tiempo indeterminada Podemos medir cada segundo o podemos medir el promedio en un a o Si uno desea evitar demasiados
13. cil de producir energ a 5 1 5 Fuerzas en el rotor Las fuerzas en el rotor son 1 Cargas de fatiga estas cargas no son tan grandes pero cambian en magnitud todo el tiempo como e Cargas de viento e Gravedad e Cargas girosc picas cuando el rotor y el cabezal est n girando al mismo tiempo 2 Cargas extremas en particular son cargas causadas por posibles velocidades m ximas de viento En este curso no es posible discutir el tema de la fatiga pero pueden hacerse c lculos a mano de la carga extrema 5 2 Sistemas de control y seguridad Su funci n es fijar l mites en la potencia y en las fuerzas sobre la turbina La potencia del viento se eleva con el cubo de su velocidad Suponga que deseamos operar el rotor a su m ximo 0 4 en todos los casos entonces la potencia para un rotor con una unidad de rea barrida ser a de e A 4m s P 16W e A 8m s P 125W e A 12 5 P 423W Esto significa que toda la turbina debe ser dise ada para tomar una m xima potencia de 423 W mientras que gran parte del tiempo la potencia es menor a sta Est claro que ser a poco econ mico y la potencia a velocidades m ximas limitada de alguna manera por el sistema de seguridad Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 39 Deutscher Entwicklungsdienst De otro lado si queremos obtener la potencia m xima del viento a velocidades de viento menores el rotor debe mantenerse perpendi
14. de 1000 kW indica que producir 1000 kilovatios hora kWh de energ a por hora de funcionamiento cuando trabaje a rendimiento m ximo es decir con vientos de digamos m s de 15 metros por segundo R faga Momentos de viento en los cuales cambia r pidamente la velocidad y la direcci n predominante En reas cuya superficie es muy accidentada y tras obst culos como edificios tambi n se producen este tipo de turbulencias con flujos de aire muy irregulares con remolinos y v rtices en los alrededores Raz n de la velocidad de punta La velocidad lineal a la que se mueve la punta del alabe dividida entre la velocidad del viento Es por lo regular un requerimiento de dise o del aerogenerador Regulaci n por cambio del ngulo de paso Pitch control Es un tipo de control de potencia por la cual el controlador electr nico de la turbina comprueba varias veces por segundo la potencia generada Cuando sta alcanza un valor demasiado alto el controlador env a una orden al mecanismo de cambio del ngulo de paso que inmediatamente hace girar los labes del rotor ligeramente fuera del viento Y a la inversa los labes son vueltas hacia el viento cuando ste disminuye de nuevo Regulaci n por p rdida aerodin mica Stall control Es otro tipo de control por el cual se asegura que en el momento en que la velocidad del viento sea demasiado alta se crear turbulencia en la parte del labe que no da al viento Esta p rdida de su
15. ficas en zonas aisladas c Telecomunicaciones d Peque a industria e Se alizaci n luminosa f Energ a mec nica bombeo de agua g Interconexi n a la red mayormente equipos de gran potencia 3 4 Posibilidades y limitaciones Antes de decidirse a usar la energ a e lica usted deber pensarlo muy bien A pesar de que la energ a e lica es una tecnolog a renovable y amiga del ambiente un motor Diesel podr a ser simplemente m s barato O quiz s no hay posibilidades de mantenimiento a molinos Si est pensando en utilizar energ a e lica debe considerar cuidadosamente lo siguiente Velocidad promedio del viento Dado que la potencia del viento es proporcional al cubo de la velocidad del viento es muy importante conocer la velocidad del viento para saber si la energ a e lica es rentable El Cuadro 3 presenta una relaci n general Figura 11 Saber elegir Fuente Elaboraci n propia Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 15 4 4 Deutscher Entwicklungsdienst Suministro y demanda Las reglas dadas anteriormente pueden usarse para obtener un primer c lculo de la potencia promedio del viento la que puede compararse con la demanda de potencia Si hay suficiente potencia sobre la base de un a o entonces debe hacerse el an lisis por meses Cu les son las variaciones del suministro y la demanda a lo largo de lo
16. zumbido se conexi n siente vibraci n a d Conexi n incorrecta del generador d Vea Conexiones el ctricas del trav s de la mano en aerogenerador en el manual del el m stil modelo tomado como ejemplo Los labes se mueven Bajo voltaje de la bater a o bater a a Desconecte la carga deje que la muy lentamente muerta bater a cargue carga baja no hay b Conexi n equivocada del voltaje b Vea Conexiones el ctricas del ruido mec nico inusual del generador aerogenerador en el manual del modelo tomado como ejemplo Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 84 Deutscher Entwicklungsdienst Cuadro 23 Detecci n de problemas del regulador S NTOMA CAUSA POSIBLE CORRECCI N 1 Los labes giran a Interruptor WIND Viento en a Coloque el interruptor WIND en lentamente incluso posici n OFF freno activado posici n ON en vientos fuertes b Diodo en corto b Reemplace el diodo Un diodo en corto conectado al terminal WIND detiene el generador cuando se conecta Vea numeral 8 3 o remueva la carga c Bater a muerta d Vea S ntomas de Problemas d Corto en conexi n al generador El ctricos 2 Pantalla de Lectura a Bater a muerta o desconectada a o remueva los consumos negro b Fusible de la tarjeta de control b Reemplace el fusible seque la quemado tarjeta Si se quema nuevamente v a
17. 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tiempo horas Fuente Elaboraci n propia 6 3 Suministro de energ a Cuando la demanda promedio de energ a se conoce as como la velocidad promedio del viento el tama o del aerogenerador que se requiere puede calcularse 6 3 1 C lculo sencillo de la salida producto de salida Un primer c lculo de suministro de energ a puede hacerse usando la siguiente regla P exAxV 2 Donde A rea barrida por el rotor 2 1 4 02 e factor de energ a generalmente 0 15 0 30 potencia promedio disponible suministro W V velocidad de viento promedio m s Dependiendo del periodo considerado la velocidad promedio de viento puede ser un promedio mensual o anual Si el promedio de demanda de potencia Pp se conoce el di metro del rotor D puede calcularse reescribiendo la f rmula anterior Si el promedio de demanda PD es tomado para igualar el promedio de suministro PS entonces con e 0 20 D 2 5x 2 3 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 55 ded Deutscher Entwicklungsdienst Ejemplo Suponga que la demanda promedio es de 62 W calculado en el Cuadro 11 y que el mes con la menor velocidad de viento tiene un promedio de velocidad de viento de 4 m s Entonces di metro del rotor que se requiere se calcula en D 255 2 5m Note que la regla s lo es dar una idea global de que si la energ a e li
18. 24 C lculo de la velocidad del viento potencial Obst culos El viento debe medirse en un lugar libre de obst culos Los obst culos producen un fen meno en el cual el viento adopta cualquier direcci n y velocidad y no es posible corregir con exactitud la influencia del obst culo Las mediciones son posibles si el anem metro est a una altitud mayor que la del obst culo pero generalmente no queremos tener obst culo alguno Si hay obst culos muy cerca lo m s adecuado ser considerar inservibles las mediciones de la velocidad Si hay un edificio con una altura H la velocidad del viento debe medirse a una altura de 4H y por lo menos 20H detr s del edificio lo que significa que para un edificio de 10 metros la torre meteorol gica debe estar a 40 m de altura y por lo menos 200 m detr s del edificio Si uno desea medir a 2H 20 m el anem metro debe estar por lo menos digamos a 40 50H 400 500 m detr s del edificio Con frecuencia la gente no se da cuenta de la influencia real de un obst culo ver las Figuras 25 y 26 Se piensa que en los aeropuertos se pueden obtener buenos datos acerca de la velocidad del viento puesto que generalmente est n ubicados en terrenos planos Sin embargo olvidamos que tambi n existen muchos edificios que pueden obstruir al viento que viene de una direcci n en particular No hay nada mejor que medir la velocidad del viento en la ubicaci n del aerogenerador a la altura del
19. Figuras 56 Para cierto aerogenerador la curva de potencia indica que la potencia de 35 W debe esperarse a una velocidad de viento de 5 m s Durante el 11 del tiempo el viento est entre 4 5 y 5 5 m s Cu l es la salida output energ a producida para este intervalo de velocidad de viento Respuesta El tiempo total es 0 11 x 365 x 24 964 horas La salida es de 35 W Entonces la energ a producida es 35 964 33 740 Wh 33 74 kWh Repitiendo el procedimiento para cada intervalo de velocidad de viento se puede hallar el output total anual 6 4 Estimar los datos de velocidad de viento La evaluaci n del recurso viento es importante para un proyecto exitoso Peque as diferencias en la velocidad del viento pueden significar grandes diferencias en la salida o producci n de energ a Se necesita tomar cuidadosamente en consideraci n la influencia de los obst culos y los patrones estacionales del viento cuando se mide la velocidad del viento y se dise a un proyecto e lico Los mejores datos que se pueden tener son los datos de viento del lugar de instalaci n previsto Nada puede ser mejor que eso Sin embargo en muchos casos stos no est n disponibles y debemos utilizar datos que tenemos La informaci n disponible de viento de fuentes meteorol gicas locales se obtienen frecuentemente de aeropuertos o zonas urbanas protegidas las cuales subestiman el potencial de viento por un largo margen Para proyectos a gran esca
20. a 12 V ser a suficiente resultando un patr n de ciclo 300 300 300 226 169 221 300 etc Una situaci n completamente diferente ocurre si el viento sopla por ejemplo s lo durante el d a desde las 8 a 20 h ver el Cuadro 16 y las Figuras 60 Si el estado de carga de la bater a es menor que 422 Wh entonces el nivel de carga baja a 20 de su capacidad total o menos que es el nivel de carga m s bajo posible en una bater a algo que deber a evitarse Cuadro 16 Comportamiento del sistema con suministro de energ a e lica s lo durante el d a Eficiencia de carga y descarga de bater a de 90 333 28 Profundidad del ciclo Nivel m ximo de carga Nota Eficiencia de carga y descarga de la bater a 90 Vea tambi n la Figura 59 Puede verse que cualquiera que sea el estado de carga al comienzo del d a el nivel al final es 639 Wh Por lo tanto una profundidad de ciclo de m s o menos 600 Wh debe tomarse en cuenta ver la columna de 600 Wh y una bater a de 100 Wh es definitivamente necesaria Figuras 60 Oferta y demanda si hay viento solamente durante el d a Oferta de energ a 200 5 150 5 2 100 5 5 50 5 0 A 2 A ____ ___ 1 23456 7 8 9 10111213 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tiempo horas Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 67 Deu
21. a pegar el d Rodamiento da ado magneto d Reemplace el rodamiento Los labes no giran a Igual al anterior probable mente a Igual al anterior excepto con altos haya un magneto sobresaliente o vientos sonido de un rodamiento da ado roce a bajas b Los protectores de cable se han revoluciones siempre engrosado debido a la alta b Contacte la f brica El estator se detiene en la humedad necesita repintado di lectrico misma posici n Los labes giran con a Hielo en el labe a El labe eventualmente botar el dificultad la hielo d jelo girar a no ser que haya generaci n de energ a una vibraci n excesiva es baja y hay mayor labe sucio b Limpie con jab n y con un limpiador ruido en el rotor de lo de extensi n normal c Borde de ataque erosionado o Arregle el labe y reemplace la cinta cinta gu a da ada d Repare o reemplace el labe d labe roto da ado o deformado Los labes dan vueltas labes en posici n contraria v ase a Cambie el sentido de los labes El pero no desarrollan instalaci n de los labes borde de ataque gira en el sentido velocidad de las manecillas del reloj visto en posici n frontal up wind El tim n el a labe desbalanceado a Balancee o reemplace el labe aerogenerador y la labe desalineado b Reemplace la platina otro sistema torre vibran a de sujeci n que sujeta los labes cualquier velocidad Use arandelas en los tornillos para del viento nivelar la pl
22. descarga Si no hay ciclos de carga descarga cada d a la bater a dura aproximadamente 3 5 a os Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 44 Fuente unan amaericanhattoru ram Deutscher Entwicklungsdienst Una bater a es pesada Mucho peso plomo se requiere para almacenar poca electricidad Generalmente se requieren 4 6 kilos para almacenar 1 kWh Y s lo la mitad de la capacidad oficial puede usarse si no se quiere estropear la bater a muy r pidamente Una bater a tiene baja eficiencia S lo alrededor del 80 de lo que entre a la bater a puede recuperarse Ambas la eficiencia de entrada y salida son de alrededor del 90 Existen muchas sustancias t xicas y peligrosas en la bater a Como el plomo cido sulf rico o alternativamente el cadmio Si hay un corto circuito la bater a se recalienta y puede escaparse cido sulf rico Una bater a requiere de mantenimiento Regularmente casi todas las bater as deben recargarse con agua destilada La cantidad de energ a en una bater a es dif cil de determinar La nica manera de averiguar cu nta energ a hay en una bater a es determinando la densidad del cido que es un procedimiento bastante inexacto A pesar de todas estas desventajas las bater as son la nica manera pr ctica de almacenar y transportar electricidad si no hay red por lo tanto estamos sujetas a ellas 5 4 1 Principios de operaci
23. eje del rotor de preferencia por lo menos durante un a o Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 28 Fuente Elaboraci n propia Deutscher Entwicklungsdienst Figura 25 Influencia de obst culos Figura 26 Influencia de obst culos Note la gran zona de influencia hasta 20 veces la altura del obst culo Figura 27 Influencia de un cambio del terreno A 60 m de altura la velocidad del viento es independiente del terreno Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 29 Fuente Elaboraci n propia Fuente Elaboraci n propia Fuente Elaboraci n propia Deutscher Entwicklungsdienst 4 6 Verificaci n de los datos registrados Si es posible se debe visitar la estaci n meteorol gica de la que se utiliza informaci n Si esto no es posible debemos contentarnos con una descripci n Qu informaci n se necesita Altura del anem metro Es muy importante conocer a qu altura se realizan las mediciones de viento Mediciones realizadas a 2 m de altura para fines agr colas son in tiles para aplicaciones e licas Entonces cu l es la altura del anem metro Ubicaci n del anem metro Uno deber a incluso conocer d nde se ubica el anem metro Est en un lugar libre sobre una torre o sobre un edificio Si est sobre un edificio cu les son las dimensiones de ste y qu tan alta es la torre sobre el e
24. m s el rango exacto es de 10 8 13 8 m s NOTE que la f rmula anterior s lo proporciona un estimado Para conversiones exactas de datos vea el Anexo 1 Aunque los observadores experimentados dicen ser capaces de calcular con exactitud la velocidad del viento utilizando la media unidad Beaufort la Escala de Beaufort es reemplazada vez m s por las mediciones en m s que son m s objetivas Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 19 ded Deutscher Entwicklungsdienst 4 2 Unidades La unidad m s com n para expresar la velocidad del viento es el metro por segundo m s Sin embargo actualmente hay otras unidades en uso El Cuadro 4 contiene un listado de algunas de ellas Cuadro 4 Unidades utilizadas para medir velocidad de viento DESIGNACI N EXPLICACI N CONVERSI N m s Metro por segundo km h Kil metro por hora 1 km h 0 278 m s mph Milla por hora 1 mph 0 447 m s Es posible tambi n que se hayan hecho mediciones del soplar del viento es decir que se haya medido la cantidad de kil metros de viento que circul Ejemplo de la medici n de la velocidad del viento Suponga que la velocidad del viento es medida cada 3 horas Para uno de esos per odos de 3 horas los datos registrados son los siguientes gt A las 15 00 hrs velocidad del viento 157 3 km h gt A las 18 00 hrs velocidad del viento 215 8 km h La cantidad
25. n Cualquier bater a est hecha de un n mero de c lulas conectadas en serie por lo que sus voltajes suman un valor est ndar como 12 24 V Una c lula consta de dos electrodos barras o planchas con Reacciona con Reacciona con alguna sustancia qu mica sobre acido sulf rico os iones de z para formar sulfato de ellos por ejemplo cido sulf rico sulfato de plomo Pb Entre los electrodos plomo Dens provesidas proveer H2804 cargas positivas separadores Durante la descarga electrones y el y el electrodo de hay una reacci n qu mica que electrodo se H20 o hace positivo negativo genera electricidad durante carga esta reacci n es invertida Fuente Elaboraci n propia Figura 43 Reacci n electroqu mica 5 4 2 Caracter sticas Las bater as son una ciencia en s mismas y algunas personas han dedicado sus vidas al estudio de las bater as Algunas expresiones utilizadas con relaci n a las bater as son explicadas a continuaci n para que pueda discutir con un vendedor de bater as o comentar al respecto en sus reuniones La primera cosa que se debe saber acerca de las bater as es su capacidad La capacidad de una bater a es la cantidad de energ a que se le puede dar o recibir de ella La unidad de carga es el amperio hora Ah Una bater a con 80 Ah de capacidad puede te ricamente producir 8A durante 10 horas o 20 A durante 4 horas y as sucesivamente Si es una ba
26. para carga y 90 para descarga Suponga que la mitad de la electricidad es utilizada Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 63 Deutscher Entwicklungsdienst directamente de la turbina y la otra mitad es almacenada primero El promedio de salida debe corregirse a 83 2 83 2x0 80 75 W Altura de la torre Usando la hoja de c lculo es f cil hallar cu l es la influencia de una altura diferente en la torre en la energ a de salida Simplemente cambie la altura de la torre y el c lculo se rehace autom ticamente La energ a de salida extra puede pesarse contra el costo extra que implica hacer una torre m s grande 6 4 1 Resumen Los pasos que pueden seguirse para llegar a calcular una salida producci n de energ a estimada se detallan a continuaci n 1 Haga un c lculo grosso modo con la regla de tres Si el resultado es prometedor se necesita realizar un c lculo mejor Hay dos posibilidades La primera es 2 Utilice los datos de salida del fabricante La segunda y mejor es 3 Utilice una curva P V ya medida y revisada En lo que concierne a los datos lo mejor es A Tome los datos en el mismo lugar Las alternativas son B C lculos en el lugar por ejemplo de vegetaci n C lculos de una estaci n 6 5 Almacenamiento 6 5 1 Consideraciones generales Utilizando el consumo de energ a promedio y los datos de viento requeridos se puede establecer el
27. perteneciente o relativo al viento La energ a e lica ha sido aprovechada desde la antig edad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas Es un tipo de energ a limpia En la tierra el movimiento de las masas de aire se debe principalmente a la diferencia de presiones existentes en distintos lugares de sta movi ndose de alta a baja presi n Este tipo de viento se llama viento geoestr fico En el presente manual estudiaremos la generaci n de energ a el ctrica a partir de la energ a del viento por eso nos interesa m s el origen de los vientos en zonas mas especificas del planeta stos son los llamados vientos locales Entre stos est n las brisas marinas que se deben a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra tambi n est n los llamados vientos de monta a que se producen por el calentamiento de las monta as y esto afecta en la densidad del aire haciendo que el viento suba por la ladera de la monta a o baje por sta dependiendo si es de noche o de d a Figura 3 Molinos de viento en La Mancha Ves all amigo San Panza donde se descubren treinta o m s desaforados gigantes Don Quijote de La Mancha Miguel de Cervantes Saavedra Fuente centros5 pntic mec es 3 2 Tipos de aerogeneradores Los molinos de viento existen desde hace mucho tiempo Incluso hace unos 2000 a os atr s ya se utilizaba el molino de vela de Creta y hace
28. presentarse ning n zumbido ni al o do ni al tacto cuando coloque su mano sobre la torre Revise el subcap tulo Problemas El ctricos 8 2 3 Inspecci n de la torre Siga todos los requisitos de inspecci n y mantenimiento que da el fabricante de la torre Ajuste adecuadamente todas las tuercas y pernos especialmente las conexiones de los cables Revise cualquier fisura pandeado o partes rotas en los anclajes y base de la estructura Revise que no haya hilos rotos o distensi n en los cables de soporte o tensi n Se debe realizar un mantenimiento preventivo anual de acuerdo a los siguientes pasos 8 2 4 Revisi n de las bater as Agregue agua destilada si est en un nivel bajo Ajuste las conexiones de los bornes de las bater as Remueva la corrosi n y proteja los terminales Enjuague las partes con soluci n de soda c ustica Si es necesario realice la carga de igualaci n de la bater a No es necesario realizar una carga de igualaci n si el voltaje de flotaci n de cada celda est en 2 4 voltios o m s Si las bater as se descargan por largos per odos o las lecturas higrom tricas de las celdas difieren por m s de 20 puntos ej 1205 vs 1230 o una celda est d bil d a la bater a una carga de igualaci n Iguale el voltaje de las celdas de las bater as colocando el bot n selector de flotaci n en 2 7 2 8 y permita que la bater a llegue a plena carga y gasifique libremente reduzca la carga y o conecte un genera
29. promedio Ejemplo Cu l es el efecto en un aerogenerador con 20 m de torre en lugar de una torre de 12 m si es usado en una campo abierto 2 0 03 Se utiliza la f rmula 11 para hallar In 20 0 03 In 12 0 03 1 09 Us La velocidad del viento es 9 m s alta Esto podr a a lo m ximo significar 29 m s de salida Para un c lculo exacto la nueva distribuci n de la velocidad de viento debe multiplicarse con la curva de potencia ver cap tulo Dise o del sistema Obst culos Idealmente no deber a haber obst culos cerca a un aerogenerador Sin embargo si los hubiese qu tan alta deber a ser la torre En la Figura 47 de la p gina anterior se pueden hallar las respuestas para algunos obst culos 5 6 1 Tipos de torre Torre tubular Una torre tubular consiste de tubos de acero conectados r gidamente a la base generalmente construida de un bloque de concreto ver Figura 48 Figura 48 Torre de hierro tubular Fuente www illinoiswindandsolar com Ventajas e La construcci n es f cil de fabricar e Prevenci n contra corrosi n y pintura toman poco tiempo e Los cables pueden colocarse dentro de la torre e Latorre puede construirse por partes que pueden unirse en el lugar elegido Desventajas e Siel mismo tama o de tubo es utilizado para toda la torre el stress de doblez fatiga m s alto se da cerca a la base Este stress determina el tama o de la torre hac
30. que era al principio La autodescarga significa que la energ a se pierde dentro de la bater a a n si no se le aplica carga alguna La autodescarga es bastante r pida Uno no debe sorprenderse si un porcentaje de la carga se pierde en un d a La sobrecarga puede ocurrir cuando todo el material en la bater a ha sido convertido a la forma de carga la bater a est llena Si la carga contin a pueden suceder diferentes reacciones qu micas que producen ox geno e hidr geno Esto se llama gasificar La gasificaci n lenta no es problema es a n algo bueno ya que el l quido en la bater a es mezclado Algunos diferentes tipos de bater as son e Bater a sellada que es completamente cerrada No hay riesgo de contacto con el otro y no requiere de reposici n de agua e Bater a seca gelled battery donde el l quido es convertido en una especie de gelatina impidiendo que fluya e Bater a ventilada que tiene una especie de tapa especial que puede abrirse por seguridad e Stand by tambi n en flotaci n significa que la bater a se mantiene cargada todo el tiempo S lo se utiliza en emergencias 5 5 Componentes electr nicos 5 5 1 Controlador de voltaje Un controlador de voltaje o regulador ver Figura 44 es necesario para evitar la sobrecarga y descarga profunda de las bater as El tipo m s sencillo de controlador simplemente revisa si el voltaje sobre los terminales de la bater a no est muy alto B sicamente es un
31. tama o de la turbina Ahora necesitamos determinar el tama o del banco de bater as El mejor almacenamiento es el almacenamiento cero Lo mejor que se puede hacer es evitar un almacenamiento de electricidad en su conjunto Lamentablemente no hay muchos casos en los que esto es posible El caso del bombeo de agua es uno de ellos ya que el agua puede almacenarse en lugar de la electricidad Otra posibilidad de almacenamiento es una red Pero no es muy econ mico acoplar peque os aerogeneradores o paneles solares a una red porque no recibe una compensaci n econ mica suficiente por la electricidad que se produce en forma privada Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 64 Deutscher Entwicklungsdienst Si el almacenamiento es absolutamente necesario entonces debe calcularse el tama o necesario C lculos sencillos Si observamos el viento ser raro encontrar un lugar donde el suministro de energ a sea el mismo todos los d as En muchos de los casos el viento fluctuar todo el tiempo Debemos trabajar con probabilidades La probabilidad de que haya energ a disponible durante un largo periodo de almacenamiento es de 1 seguro por ejemplo suficientemente grande como para un mes sin vientos y cero si no hay almacenamiento Debemos hacer una elecci n en alg n punto intermedio El criterio para dicha elecci n se basa en aceptar la posibilidad de que no hay energ a disponible
32. trepar a las torres con herramientas y aditamentos de seguridad cuerdas correas etc Consulte por ejemplo Gipe ver bibliograf a para mayor informaci n en lo que refiere a materiales para trepar o algo por el estilo Gipe tambi n ofrece una lista de soluci n de problemas c mo diagnosticar fallas sencillas por ejemplo Cables tirantes En el caso de las torres sujetas con tirantes se debe realizar una revisi n regular de estos cables Una p rdida de tensi n puede tener resultados desastrosos Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 72 Deutscher Entwicklungsdienst Como ejemplo de instalaci n se ha tomado como modelo la instalaci n de un sistema e lico Whisper de 500W de potencia Previo a la instalaci n se debe verificar lo siguiente Todos los componentes del sistema el aerogenerador y el inversor deben estar al mismo voltaje del banco de bater as El voltaje de las bater as y la distancia determinar n el calibre de los cables a En el subcap tulo Gu a de soluci n de problemas y reparaciones se indica como cambiar el voltaje est ndar al voltaje deseado 7 1 Ensamblaje de la turbina e lica Cada proveedor posee una t cnica para el ensamblaje de su turbina e lica Sin embargo muchos pasos se asemejan entre ellos Figura 62 Esquema de ensamblaje de una turbina e lica o aerogenerador Ca a o mango del Tim n Tim n o cola Nariz
33. unos 500 a os se utilizaba el molino en Holanda Figura 3 Los sistemas e licos que estudiaremos son aquellos de peque a potencia y los hemos limitado a potencias iguales o menores a 1000 Watts 1 Kilowatt Los modelos comerciales m s utilizados en la actualidad son aquellos llamados sistemas e licos de propulsi n entre los cuales podemos enumerar a Fuente www implantecoclear org Molinos multi labe de tipo americano girasol para bombeo de agua Estos molinos son mec nicos no Figura 4 Molino tipo holand s Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 12 Deutscher Entwicklungsdienst el ctricos y construidos para durar por d cadas El di metro del rotor va desde 1 a 8 metros el n mero de labes es de 16 a 32 y su potencia es hasta de unos cuantos cientos de vatios W Trabajan a bajas velocidades A n se fabrican en pa ses como Argentina Estados Unidos y Australia Figura 4 m Molinos modernos para bombeo de agua Con el fin de ahorrar dinero por lo general son m s livianos y giran m s r pido y el n mero de labes es menor entre 4 y 8 Adem s ya no son mec nicos sino el ctricos Ver Figura 5 Fuente www sapiensman com Cargadores e licos Estos son m quinas r pidas y modernas El di metro del rotor oscila entre 1 y 7 Figura 5 Molino tipo americano metros y genera una potencia de hasta 10 kW Sirven para aplicaciones aut noma
34. usan por las tardes desde las 19 00 horas hasta las 23 00 horas Todas juntas necesitan 300W en este tiempo Si estos 300W se reparten durante 4 h obtenemos 300 4 75W de consumo promedio Dado que las noches son m s fr as que el d a el refrigerador funcionar durante el d a m s que en la noche La potencia promedio durante el d a es de 50W Para simplificar las cosas asumamos que desde las 08 00 hasta las 20 00 horas la potencia promedio es de 75W y que desde las 02 00 hasta las 08 00 horas 25W Finalmente el patr n de demanda se ve como en el Cuadro 11 Note que los artefactos peque os han sido agrupados por simplicidad el margen de error en los c lculos de demanda y suministro es tan grande que no tiene caso incluir todos los detalles Cuadro 11 Patr n de consumo de energ a para un d a ejemplo TIEMPO POTENCIA ENERG A Horas ARTEFACTOS w Wh 0 8 Refrigerador bajo 25 200 8 19 Refrigerador alto 75 825 19 20 Refrigerador alto luces 150 TV radio CD 20 23 Refrigerado bajo luces 300 TV radio CD 23 0 Refrigerador bajo 25 25 Promedio 62 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 54 Deutscher Entwicklungsdienst Es conveniente hacer un gr fico de esto ver la Figura 53 Figura 53 Gr fico de la demanda de energ a O Luces ETV 8 Refrigerador Consumo de energ a Watt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
35. 1 4 8 CONCLUSIONES 5 COMO OPERAN LOS SISTEMAS E LICOS ooocococonononcnonononcninanononononanonanonanonanonanonanonanonano nano 34 5 1 INTRODUCCI N coa 34 5 2 SISTEMAS DE CONTROL Y SEGURIDAD ooocccccncccconanoconnnnnononaoroconononononarocononononano nono nnronanaranornnononanaronononononananass 39 5 3 GENERADOR a dee Aaa ide e 5 4 BATERIA ads 5 5 COMPONENTES ELECTR NICOS 5 6 TORRE e 5 7 CAJA DE ENGRANAJES dae casilla a 6 1 DEMANDA DE dis ida 6 2 PATRONES DE CONSUMO DE ENERG A 6 3 SUMINISTRO DE ENERG A EEn NENE 6 4 ESTIMAR LOS DATOS DE VELOCIDAD DE VIENTO occcccccconononcnnnnncnnnnnonononnncnnnnnonnnnnnncnnonnnnonnnnnnnnnnnonnnnnnnnnnnnnnnnona 59 6 5 ALMACENAMIENTO aeea cna tae 64 6 6 C MO SE SELECCIONA UN AEROGENERADOR RECOMENDACIONES cccccononnnnnnnnncnononnnonononcnononononnnnnccnnnnnnnnnnonoos 68 6 7 SEGURIDAD e 71 7 INSTALACI N DE UN SISTEMA E LICO mccoocoonccnoniononnonnnnnnnannoononnonnonnnnonnoonoras nro non 73 7 1 ENSAMBLAJE DE LA TURBINA E LICA occcccccnonononcnnnncnnononononnnnncn
36. 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Deslizamiento del generador La velocidad de un generador as ncrono var a con la fuerza de giro momento o par torsor que se le aplique Es la diferencia entre la velocidad de rotaci n s ncrona a potencia m xima y en vac o alrededor de 1 por ciento Desviaci n Una protecci n pasiva del aerogenerador que t picamente hace que el rotor se doble ya sea hacia arriba o hacia un lado mediante la veleta de la cola Di metro del rotor El di metro del c rculo barrido por el rotor Distribuci n de Rayleigh Es cuando el par metro de forma distribuci n de Weibull es exactamente 2 Distribuci n de Weibull Es el gr fico que muestra la variaci n del viento en un emplazamiento t pico Efecto de la estela Dado que un aerogenerador produce energ a a partir de la energ a del viento el viento que abandona la turbina debe tener un contenido energ tico menor que el que llega a la turbina O sea habr una estela tras el aerogenerador es decir una larga cola de viento bastante turbulenta y frenada si se compara con el viento que llega a la turbina Efecto t nel Se presenta por ejemplo cuando se toma un camino entre dos edificios altos o en un paso estrecho entre monta as se observar que el aire se comprime en la parte de los edificios o de la monta a que est expuesta al viento y su velocidad crece considerablemente entre
37. 20 240 240 400 200 100 50 200 100 50 100 50 50 25 25 10 10 90 180 450 8 6 11 22 60 120 230 600 6 3 5 7 7 14 14 30 75 150 290 750 4 4 5 9 9 18 18 36 90 180 360 900 3 6 11 11 22 22 45 120 230 450 1200 2 3 5 7 14 7 14 30 30 60 150 290 600 1500 1 4 5 9 18 9 18 36 36 75 180 360 750 1800 0 6 11 22 11 22 45 45 90 230 450 900 2300 2 0 7 14 30 14 30 60 60 120 290 600 1200 3000 3 0 9 18 36 18 36 75 75 150 360 750 1500 3600 4 0 6 11 22 45 22 45 90 90 180 450 900 2000 4500 Fuente American Wire Gauge AWG Cuadro 19 Conversi n de calibre AWG a calibre m trico 14 12 10 8 6 4 3 2 1 0 2 0 3 0 4 0 0 0641 0 081 0 102 0 129 0 162 0 204 0 229 0 258 0 289 0 325 0 365 0 41 0 46 1 628 2 057 2 591 3 277 4 115 5 182 5 817 6 553 7 341 8 255 9 271 10 41 11 68 Fuente Elaboraci n propia Instalaci n de los cables desde el extremo de la torre al regulador o al transformador cuando se trata de aerogeneradores de alto voltaje Use tres cables Si se trata de aerogeneradores de alto voltaje 240V adicione una puesta a tierra desde la torre hasta el lugar de instalaci n Use los cables de acuerdo con el cuadro
38. 38 Figura 38 Rotor exc ntrico con cola y resorte vista superior Fuente Elaboraci n propia Arriba velocidad peque a Abajo velocidad grande Un sistema muy inteligente es el rotor exc ntrico con una veleta lateral con bisagra ver Figura 39 donde la veleta puede girar sobre un eje horizontal A velocidades bajas de viento la gravedad mantendr la veleta en posici n vertical y el rotor se mantendr perpendicular al viento A velocidades de viento mayores el rotor girar y el viento levantar la veleta Bajo condiciones de tormenta la veleta estar horizontal y el rotor paralelo al viento Figura 39 Sistema con cola rotativa vista superior Arriba Baja velocidad el rotor est perpendicular con respecto al viento la cola est vertical Medio Velocidad moderada el rotor est girando la cola est levantada Abajo Alta velocidad el rotor est paralelo con respecto al viento la cola est horizontal Fuente Elaboraci n propia Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 41 Deutscher Entwicklungsdienst Sistema de control del paso del labe En lugar de mover el rotor tambi n es posible girar los labes A velocidades de viento altas el labe cambia de ngulo para dejar pasar el aire B sicamente esta idea no tiene nada de malo pero en aerogeneradores peque os los mecanismos de inclinaci n son generalmente muy costosos y poco confiabl
39. 5 25 Voltios Voltaje de la bater a Instalaci n de prueba 1 Los bombillos se iluminan uniformemente y su luz se intensifica u opaca con el viento Todo est bien 2 Un bombillo con baja intensidad significa que un cable del aerogenerador no transmite energ a Revise en orden Cableado de la torre anillo colector y escobillas conexiones del estator y bobinado del estator 3 Un bombillo m s brillante significa un diodo abierto en el mismo cable Siga el diodo del cable y c mbielo 4 Si un bombillo permanece iluminado cuando el interruptor que da al aerogenerador est apagado Posici n OFF significa que a hay una falla en el interruptor de frenado b este cable no est conectado a los otros dos 5 Si uno de los bombillos tiene poca intensidad a hay una mala conexi n de voltaje en el aerogenerador o b hay fallas en el bobinado del estator Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 82 Deutscher Entwicklungsdienst Cuadro 21 Detecci n de problemas mec nicos S NTOMA CAUSA POSIBLE CORRECCI N labes estacionarios a Hielo en el generador o carga de a Espere clima mas caliente incluso con vientos hielo desigual en los labes fuertes b Residuos entre el rotor y el estator b Gire suavemente la h lice con la mano sople y use una hoja de papel para retirar los residuos c Magneto suelto o sobresaliente Remueva el rotor y vuelva
40. 8 Centro de la ciudad con construcciones altas y bajas gt 1 0 x dimensi n horizontal del obst culo largo ancho h altura del obst culo La rugosidad del terreno es una altura que se asocia con la presencia de m s o menos obst culos continuos No es la altura del obst culo La rugosidad del terreno puede estimarse alrededor de bxH E 3 2 Donde b parte del terreno cubierto por obst culos representativos H altura del obst culo representativo m Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 25 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 22 Clases de paisaje La rugosidad zo del terreno determina cu n frenado est el viento 2 0 01 0 03 2 0 05 01 2 amp 01 2 5 0 4 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 26 Deutscher Entwicklungsdienst La rugosidad del terreno es com nmente determinada para sectores de 30 a 45 grados Idealmente deber a derivarse de la r faga del viento que tiene una relaci n directa con la rugosidad del terreno Ejemplo Supongamos que 10 del terreno en un sector de 30 grados est cubierto de rboles de 8 metros de altura entonces la rugosidad del terreno estimada es z 0 1 x 8 2 0 4 Vea la Figura 23 para los perfiles de viento A 60 metros de altura la velocidad del viento puede considerarse como independiente del terreno local
41. BLA DE CONTENIDOS 1 gt AAA II e OI _ ______ 6 2 GLOSARIO DE T RMINOS T CNICOS coooonnccnononnonnnnononnonnnnnnnocon canoa onon canaria nc noc n acc ac non 8 3 CONCEPTOS 12 3 1 QU ESLA ENERG A 2 aaa 12 3 2 ____ ____________________ __ 12 3 3 APLICACIONES DE LOS SISTEMAS E LICOS occccccccnnnnnnnnnnnononononnnonononononononononononononononononononononononononononononanenenesa 15 3 4 POSIBILIDADES Y LIMITACIONES 4 EL VIENTO RECURSO ENERG TICO occnccccccccocnnonnnnnnnnnnanonnnnnoncnonnnonanonanonanonanona none nanenane none nanenanenaness 17 4 1 DATOS DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO occccccncncnnnnnnnnonnnnnonnnnnonononononononnnonnnonononononononononononononononononononononanonanenosa 17 4 2 UNIDADES ____________________ 4 3 MEDICIONES DE ENERG A E LICA 4 4 INSTRUMENTOS DE MEDICI N aiii ___ __________ ___________ ___ 4 5 C MO SE MIDE LA VELOCIDAD DEL VIENTO usususesesereririririririrtititi ititi itt ititi rr 24 4 6 VERIFICACI N DE LOS DATOS REGISTRADOS occccccccncnnncnnncnnnonononononononononononononononononononononononononononononenenenenononesa 30 4 7 DISTRIBUCI N DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO occcccccncnnnnnnnononononononononnnnnnononononononononononononononononononononononononenenoso 3
42. Deutscher Entwicklungsdienst Energ a E lica Autores Sc Ing Carlos Orbegozo Ing Roberto Arivilca Green Energy Consultor a y Servicios SRL zutscher Entwicklungsdienst ENERGIA E LICA Manual t cnico para peque as instalaciones M dulo B sico Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 1 Deutscher Entwicklungsdienst PROHIBIDA SU REPRODUCCI N TOTAL O PARCIAL La publicaci n del presente documento ha sido posible gracias a la ayuda econ mica del Deutscher Entwicklingsdienst DED El contenido es responsabilidad exclusiva de GREEN ENERGY y no se debe considerar como opini n del DED GREEN ENERGY desea que la informaci n existente en el presente documento sirva para el desarrollo profesional de los las lectores lectoras Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 2 Deutscher Entwicklungsdienst CL USULA DE EXENCI N DE RESPONSABILIDAD Mediante el presente documento GREEN ENERGY pretende difundir conceptos b sicos sobre la tecnolog a de los peque os aerogeneradores y su utilizaci n con respeto al medio ambiente dentro del contexto social y econ mico de los pa ses involucrados Trataremos de corregir los errores que se nos se alen aplicando el concepto de la mejora continua No obstante GREEN ENERGY no asume responsabilidad alguna en relaci n con el contenido de las siguientes p
43. Figura 23 Perfiles logar tmicos de la velocidad del viento El perfil depende de la rugosidad del terreno 70 7 60 4 20 0 001 20 0 03 m 20 0 25 50 Altura 20 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 90 0 95 1 00 Ratio de la velocidad U h U h 60m Fuente Elaboraci n propia Si se conoce la rugosidad del terreno la velocidad del viento a una altura h la velocidad del viento U a una altura h puede hallarse utilizando la siguiente f rmula y la Figura 24 In h2 U y 827 20 20 7 lt h lt 60 m 4 In h zo Donde h altura sobre el nivel de suelo m velocidad del viento a altura h m s velocidad del viento a altura h m s Zo rugosidad del terreno m Nota 1 Este perfil de viento es v lido s lo si la frontera de la capa de la atm sfera no es inestable es decir que no hay transporte vertical de aire debido a diferencias en la temperatura La inestabilidad se da si el suelo est caliente en comparaci n con el aire sobre l Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 27 Deutscher Entwicklungsdienst Nota 2 Si el suelo est cubierto de obst culos continuos como tierras de cultivo es mejor definir el nivel del suelo a 0 5 0 7 veces la altura del obst culo Figura
44. Suponga que un d a al a o sin energ a es aceptable Debemos inspeccionar los datos climatol gicos de algunos a os y descubrir cu nto duran los periodos prolongados sin viento definir sin viento por ejemplo como U lt 2 m s Ver Cuadro 14 para un ejemplo Cuadro 14 Periodos sin viento ejemplo Duraci n del periodo sin viento d as N mero de periodos al a o 1 2 3 4 5 15 15 6 4 2 1 1 La demanda de un d a sin electricidad se da por hecho la capacidad debe ser suficiente para 15 d as este es probablemente un mes sin viento que se da cada a o Ya que esto es muy costoso se puede convencer al usuario de establecer entre 4 y 5 d as de almacenamiento M todos avanzados Si est n disponibles datos representativos del clima no datos promedios es posible predecir el comportamiento de todo el sistema en un a o por ejemplo incluyendo las p rdidas de energ a cuando no hay viento pero la bater a ya est llena Entonces es s lo cuesti n de elegir la mejor capacidad de bater a y ver qu sucede en los c lculos y cu ntos d as no tendremos electricidad El principio de dichos c lculos no es muy complicado s lo que hay tantos detalles en que pensar que solamente podr a hacerse con un programa computarizado Demandas de energ a y viento bien definidas Si Ud conoce en detalle la demanda de energ a y del viento entonces podr hacer algunos c lculos a mano Por ejemplo un
45. a Procedimiento de calibraci n en el manual del modelo tomado como ejemplo 6 hay regulaci n luz a Disipador quemado o a Abra la caja y revise elementos del roja encendida y desconectado o conexi n disipador disipador fr o equivocada b Mala conexi n de la tarjeta de b La medici n del voltaje entre el circuito al FET cable peque o de la conexi n al FET Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 85 Deutscher Entwicklungsdienst y la bater a debe estar entre 8 y 11 Interruptor FET quemado Reemplace o repare 7 Disipador siempre a Par metro seleccionado del Vea en el Manual T cnico prendido luz roja regulador de carga equivocado proveedor C mo cambiar el voltaje prendida b Necesita ajuste de las bater as del sistema b Vea en el Manual T cnico del c Tarjeta de circuitos da ada proveedor Procedimiento de calibraci n c Vea en el Manual T cnico del proveedor Circuito del regulador 8 Disipador siempre a Interruptor FET en corto a Reempl celo o prendido luz roja b Interruptor FET conectado a tierra b Afloje los tornillos de montaje del apagada interruptor y observe si hay cortos o zumbidos Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 86 ded Deutscher Entwicklungsdienst ANEXOS Proyecto ID 772 Promoviendo mercados
46. a 1 01325 bar 1 cm Hg cent metro de mercurio 1 333 2 Pa 0 01333 bar 1 mbar milibar 100 Pa 0 001 bar 1 bar 100 000 Pa Cuadro 2 1 Influencia de la temperatura en la densidad del aire a nivel del mar presi n 1013 mbar TEMPERATURA DENSIDAD DEL AIRE CONTENIDO DE ENERG A GRADOS KG M E 100 A 15 C Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 89 ded Deutscher Entwicklungsdienst La densidad del aire var a de acuerdo a la altura A mayor altura menor ser la presi n Este efecto negativo en la densidad del aire es compensado parcialmente por una temperatura m s baja Vea el Cuadro 2 2 Altitud 0 nivel del mar 1000 2000 3000 4000 Cuadro 2 2 Influencia de la altitud en la densidad del aire presi n y temperatura calculadas en condiciones atmosf ricas est ndar Temperatura Promedio Presi n Promedio mbar Densidad del aire kg m Contenido de energ a Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 90 E Sm y AA e Deutscher o Entwicklungsdienst y Ser ANEXO 3 LEGISLACI N Y NORMATIVA Y RENOVABLE Desde los primeros proyectos de energ a solar desarrollados a inicios de los a os 80 la energ a renovable ha evolucionado positivamente y hoy en d a existe legislaci n y normativa que permite la inversi n pr
47. aconsejable tener el rotor funcionando sin carga la energ a debe ser enviada a alg n lugar Un balastro es simplemente un resistor o transistor de potencia que puede concebirse como un calentador el ctrico ver Figura 46 En algunos casos es posible hacer corto circuito en el generador lo que actuar como un freno Figura 46 Balastro resistor grande Adem s de la confiabilidad el nico criterio para escoger cables es la ca da de voltaje Debido a que los sistemas solares y e licos a peque a escala operan t picamente a bajos voltajes 12 24V los cables grandes se requieren para evitar grandes p rdidas de energ a y ca das en el voltaje si el voltaje cae mucho los dispositivos no funcionar n m s Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 47 ded Deutscher Entwicklungsdienst Incidentalmente una mala conexi n el ctrica en un sistema de bajo voltaje tiene el mismo efecto que el cable que es demasiado delgado es una resistencia grande Por tanto es una buena pol tica revisar todas las conexiones meticulosamente Como regla general una cantidad razonable de ca da de voltaje es del orden del 5 del dispositivo de una bater a La ca da del voltaje se calcula f cilmente con la Ley de Ohm RSE 7 Empleando la potencia el ctrica P UI 8 Se halla AU P pL 9 U A Donde A secci n de cable mm corriente A L largo de cable su
48. amiento que debe hacerse o si se requiere de un sistema de apoyo Patr n diario Es posible que el viento tenga patrones diarios distintos por ejemplo s lo hay viento durante el d a pero no durante la noche Debe investigarse si el patr n de viento coincide con el patr n de demanda o no ver Figura 29 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 31 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 29 La velocidad del viento durante el d a Velocidad horaria promedio de viento m s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hora Fuente Elaboraci n propia 4 8 Conclusiones Este cap tulo hace un listado de los pasos a seguir si la conveniencia de una ubicaci n para un aerogenerador debe ser juzgada Este diagrama de flujo es s lo para el viento Un lugar puede no ser conveniente por otras razones tal vez el lugar es inasequible las facilidades para realizar los trabajos de mantenimiento muy escasos o la extensi n de la red resulta una mejor soluci n Calcule la velocidad del viento a partir de un mapa a gran escala Obtenga datos de una estaci n meteorol gica cercana al lugar e Averig e a qu altura fueron registrados los datos en qu unidad e De ser posible visite la estaci n para una revisi n Especialmente revise la ubicaci n del anem metro y los obst culos Visite el lugar escogido y busque indicadores de la velocidad del viento e
49. ana deben ser complementados con datos del propio lugar Escala de Beaufort En un inicio las velocidades del viento se med an con la mano especialmente desde la superficie del mar porque las mediciones de la velocidad del viento eran importantes para los barcos El aspecto de la superficie del mar era utilizado qu tan grandes eran las olas si hab a o no espuma para establecer la velocidad del viento Esta es la conocida Escala de Beaufort que va de O no hay viento hasta 17 cicl n Posteriormente la escala fue adaptada para su uso en tierra ver Anexo 1 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 17 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 13 Mapa E lico Mundial Fuente www windatlas dk Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 18 Figura 14 E lico de Sudam rica EIN g a lt gt i Sa 29 Jun 2006 19 01 GMT Fuente espa ol weather com Para darse una idea de lo que las cifra de la Escala de Beaufort significan en m s uno puede utilizar la siguiente f rmula de aproximaci n Vs 2 8 V 3 1 Donde velocidad del viento en unidades Beaufort Vs velocidad del viento en m s Por lo tanto la fuerza del viento 6 el viento silba a trav s de los rboles y cables los paraguas se sostienen con dificultad es equivalente a una velocidad de viento aproximada de 14
50. aparato de telecomunicaciones en zonas costeras En este caso tanto la demanda como el suministro de energ a el viento casi siempre sopla en las zonas costeras son casi constantes Otro ejemplo es un poste de luz en la calle s lo hay demanda de energ a por las noches Si se trata de un faro solar entonces el suministro de energ a es s lo de d a Asumiendo dichos datos como constantes podemos aplicar los siguientes principios de c lculos 6 5 2 C lculos con el patr n de consumo de energ a diario Viento promedio durante el d a Para hacer el c lculo manejable asuma que la entrada de energ a del viento es constante en el mes cr tico a un nivel promedio 83 W en una hora la turbina generar 83 Wh Luego deber investigarse el comportamiento de la instalaci n a lo largo de un d a Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 65 Deutscher Entwicklungsdienst El uso promedio de energ a es de 62 W menor que 83 W por lo tanto la bater a probablemente est llena al comenzar del d a Sin embargo debemos revisar todas las posibilidades Tomemos una bater a de 1 000 Wh capacidad nominal Esto corresponde a 83 Ah a 12 V Vea el Cuadro 15 Durante la noche desde las 00 00 hasta las 08 00 horas el suministro de energ a de la turbina es 8 x 83 664 Wh La demanda de energ a es de 8 x 25 200 Wh Esto significa un sobre valor de 664 200 464 Wh Esta cantidad se coloca
51. ar m s eficientemente a bajas velocidades de viento mientras otras est n previstas para reg menes de viento m s altos 6 6 1 Funcionamiento El funcionamiento de la m quina es muy importante en particular la curva de potencia velocidad Sin embargo recuerde que la confiabilidad de la m quina es a n m s importante El proveedor debe ser capaz de ofrecerle la curva P V de su aerogenerador de no ser as dir jase a otro La curva P V junto con los datos del viento despu s de que se hayan hecho todas las correcciones puede utilizarse para proyectar la salida del sistema del aerogenerador Optimismo en los estimados de producto de salida Lamentablemente no todas las curvas P V pueden utilizarse tan f cilmente Por una cuesti n de marketing las curvas de los fabricantes suelen ser muy optimistas La curva P V debe delinearse teniendo en cuenta la velocidad del viento tomada a altura del cubo sin embargo este procedimiento no siempre es transparente En algunas ocasiones se utiliza la velocidad del viento a 10 m de altura Esto puede hacer una gran diferencia especialmente para sistemas muy grandes donde la altura del rotor alcanza hasta 60 m Tome conciencia de que la curva P V fue probablemente hecha a nivel del mar a una temperatura moderada La densidad del aire para su aplicaci n podr a ser menor Parte relevante de la curva P V Para aerogeneradores peque os la curva P V entre 4 m s y 10 12 m s es la m s i
52. atina Reemplace los labes Env elo la f brica o a un taller de c Rotor carcasa con los magnetos balanceo desbalanceado Cascabeleo del a Generador suelto en la torre a Apriete la estructura y use un generador aditivo o similar para mantener apretada la estructura lock tight b Rotor suelto carcasa b Repare seg n necesidad magnetos sobre el eje Tim n suelto Tope amortiguador de caucho faltante Cables internos sueltos y pegando al m stil Tornillo del pivote del gobernador suelto c Rodamientos gastados Reemplace los rodamientos d Eje roto d Reemplace el eje Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 83 Deutscher Entwicklungsdienst r 4 amp y set Cuadro 22 Detecci n de problemas el ctricos S NTOMA CAUSA POSIBLE CORRECCI N La h lice gira a Interruptor WIND Viento en a Coloque el interruptor WIND en lentamente incluso en posici n OFF freno activado posici n ON vientos fuertes pero b La bater a est muerta voltaje b Desconecte la carga y o bater a del no desarrolla menor que la mitad del nominal regulador hasta que el generador velocidad arranque c Cableado incorrecto del generador c Conecte los cables nuevamente para que concuerde con el voltaje de las bater as d Corto circuito en el cableado del d V ase procedimiento de instalaci n generador hacia el r
53. ca es factible no para c lculos exactos Por ahora se ha seleccionado un aerogenerador con un rotor de di metro de D 2 5 m Vea m s adelante c mo hacer c lculos m s exactos 6 3 2 C lculo m s exacto de la salida Utilizando los estimados del fabricante A veces el fabricante ofrece un estimado de la salida producto de salida como una funci n de la velocidad promedio del viento Esto puede presentarse en un cuadro ver Cuadro 12 o en un gr fico ver Figura 54 Con estos datos siempre deber a determinarse a qu altura se hicieron las mediciones de la velocidad del viento Cuadro 12 Ejemplo de los datos de salida de un fabricante en funci n de la velocidad del viento Velocidad promedio del viento m s Output anual kWh Output mensual kWh Output mensual promedio W Fuente Elaboraci n propia Output salida producci n de energ a Nota Velocidad del viento a la altura del cubo rotor del di metro 2 5 m Figura 54 Estimaci n de la producci n de electricidad de un fabricante Producci n anual kWh 5 5 5 6 6 5 Velocidad promedio de viento m s Fuente Elaboraci n propia Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 56 Deutscher Entwicklungsdienst Ejemplo En un mes cr tico la velocidad del viento es de 4 2 m s la salida mensual puede ser calculada por interpolaci n entre 4 y 5 m s en 62 kWh energ a 86 W pote
54. cuenta que el cido puede fluir y salir Un cortocircuito tambi n puede provocar fuego debido al calentamiento de los alambres Uno debe tomar en cuenta especialmente los cortocircuitos durante la instalaci n y posiblemente el desmantelado de la instalaci n pues las conexiones a n no se han fijado y pueden haber cables sueltos Para evitar cortocircuitos en el sistema ste deber a contar por lo menos con un fusible En el caso de que se produzca un cortocircuito el fusible volar se derrite y no puede producirse mayor da o Nunca reemplace un fusible que ha volado por un pedazo de alambre o un fusible m s grande Podr a necesitarse protecci n contra rel mpagos Ya que las turbinas est n sobre una torre existe la posibilidad de que se produzca una descarga Para mayor informaci n sobre seguridad el ctrica consulte otros especialistas Seguridad para ni os La instalaci n debe hacerse definitivamente con extrema seguridad para los ni os Las bater as deben estar siempre almacenadas fuera del alcance de ellos El aerogenerador debe ser instalado de tal manera que ni os o personas no autorizadas no puedan trepar por la torre Las personas que trepen por la torre podr an ser golpeadas por el rotor Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 71 Deutscher Entwicklungsdienst Reparaciones Si deben hacerse reparaciones el rotor siempre debe frenarse primero S lo se debe
55. cular al viento de una manera u otra por ejemplo con una cola Frecuentemente este mecanismo es combinado con el mecanismo de seguridad 5 2 1 Tipos de sistemas de control y seguridad Ning n sistema de seguridad Contradiciendo lo que dij ramos anteriormente hay algunos aerogeneradores que no tienen sistemas de control seguridad de potencia En particular para aerogeneradores peque os donde el costo de materiales es relativamente bajo puede resultar ser una opci n simplemente hacer la turbina tan pesada que pueda soportar cualquier carga de viento En estos casos se usar a un rotor con cola frente a la torre o un rotor detr s de la torre La ventaja del rotor detr s de la torre es por supuesto que no se requiere de cola Figuras 36 y 37 Figura 36 Rotor barlovento con cola Fuente Elaboraci n propia Fuente Elaboraci n propia Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 40 Deutscher Entwicklungsdienst Sistema de rotor exc ntrico Tan pronto el aerogenerador se hace m s grande algo debe hacerse para limitar la potencia Una estrategia com n es darle al rotor una excentricidad peque a La cola se conecta al cabezal con una bisagra El viento har girar el rotor fuera de su direcci n si las velocidades se elevan al mismo tiempo la cola mantendr la direcci n del viento Si se coloca un resorte entre el cabezal y la cola se crea un equilibrio de momentos ver Figura
56. datos y tener una velocidad de viento adecuada para predecir la salida podr a utilizarse un intervalo entre 1 y 3 horas Esto no significa que recolectar datos durante per odos m s largos con el fin de obtener un promedio hace a los datos menos tiles En realidad para reg menes de viento puede ser suficiente tener s lo un promedio anual Tipo de terreno Al aproximarse a la superficie del terreno el viento baja de velocidad ver Figura 23 Cu nto baja la velocidad Eso depende de la rugosidad del terreno Por ejemplo los terrenos agr colas con cultivos altos tienen un mayor efecto de disminuci n de velocidad que los terrenos des rticos y planos sin vegetaci n La noci n de rugosidad del terreno puede describirse cuantitativamente asignando una altura de rugosidad 2 al terreno en el Cuadro 5 ver Figura 22 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 24 Deutscher Entwicklungsdienst Cuadro 5 Clasificaci n del terreno y rugosidad 1 Agua un alcance de 5 km m nimo 0 0002 2 Planos de lodo nieve sin vegetaci n sin obst culos 0 005 3 Abiertos y planos hierba algunos obst culos aislados 0 03 4 Cultivos bajos obst culos grandes ocasionales x h gt 20 0 10 5 Cultivos altos obst culos muy dispersos 15 lt x h lt 20 0 25 6 rea de parques arbustos muchos obst culos x h 10 0 5 7 Cobertura regular de grandes obst culos suburbios bosques 1 0
57. de calibres seg n el modelo de su aerogenerador Figura 69 Cableado torre regulador o torre transformador Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 78 Deutscher Entwicklungsdienst 8 1 Pruebas el ctricas Para el generador Realice estas pruebas antes de montar los labes en el rotor Estas pruebas confirman que el aerogenerador esta funcionando correctamente y listo para ser instalado en la torre CIRUITO CERRADO TIERRA Cuando los cables est n en corto el generador debe ofrecer Revise la resistencia a tierra con cualquier cable La resistencia resistencia y girar debe exceder 10 000 suavemente ohmios CIRUITO ABIERTO Cuando los cables est n en circuito abierto el generador debe girar libremente Prueba del cableado del aerogenerador al Sistema Central de Distribuci n SCD No instale las aspas hasta haber pasado las pruebas Repita el paso 12 activando el interruptor de frenado Brake Switch en posici n ON para poner los cables en corto ow mom gt 110141219 i 5 1 0 161 r me CORTOCIRCUITO TIERRA CIRCUITO ABIERTO
58. de viento que pas en este per odo fue de 215 8 157 3 58 5 km Una distancia de 58 5 km en 3 horas significa una velocidad del viento de 58 5 3 19 5 km h o multiplique por 0 278 5 42 m s 4 3 Mediciones de energ a e lica La medici n del viento de acuerdo a los est ndares de la Organizaci n Mundial de Meteorolog a WMO en ingl s para las estaciones meteorol gicas es un asunto complicado pues todos los detalles y requerimientos se remiten a la Gu a de Instrumentos y M todos de Observaci n Meteorol gicos de la Velocidad del viento y direcci n Un primer m todo para conocer la velocidad y direcci n aproximadas del viento en una determinada rea consiste en observar el paisaje y las deformaciones de los rboles y arbustos vea la Figura 15 Si los rboles se ven marcadamente deformados por el viento ello le dar una idea del viento y de su fuerza 1 Esta Gu a la podr n encontrar en la p gina web de la WMO www wmo ch Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 20 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 15 Determinaci n aproximada de velocidad y direcci n de viento fo ho te fo fo Fuente Elaboraci n propia 4 4 Instrumentos de medici n Hay muchos instrumentos que miden la velocidad del viento y la direcci n del mismo El instrumento m s com n es el anem metro de taza vea la Figura 16 La velocidad de la taza e
59. dificio Un anem metro instalado a una distancia equivalente a una vez el ancho del techo podr a a n experimentar v rtices turbulencias desde el edificio dando un error del 15 sobre la velocidad Exposici n del anem metro El anem metro deber a estar bien expuesto al viento desde todas las direcciones Un mapa de los alrededores 1 10 000 debe tenerse a la mano ofreciendo informaci n acerca de la rugosidad del terreno y edificios a 1 2 Km de la estaci n Cambios en el ambiente Sucede con frecuencia que el rea alrededor de la estaci n meteorol gica se llena gradualmente de edificios generando una aparente baja en la velocidad del viento B sicamente cualquier cambio ambiental dentro de 2 Km de la estaci n deber an tomarse en cuenta y registrarse Esto puede referirse a nuevas construcciones pero tambi n as un campesino ha decidido cultivar ma z en lugar de papas diferencia en la altura de los cultivos Descripci n del instrumental Para todos los detalles referirse a la OMM Organizaci n Mundial de Meteorolog a Lo m s importante es e Cu l es el intervalo de calibraci n del equipo e Cu ndo fue la ltima vez que el equipo fue calibrado e Est n los anem metros y sensores de direcci n de viento libres de polvo e Cu l es el m todo de registro Sab a que si se leen cuadros los observadores tienden registrar m s los n meros pares que los impares e Cu les el umbral i
60. dor si es necesario Deje cargar las bater as por lo menos durante 24 horas y tome lecturas con el higr metro La igualaci n se ha completado cuando las lecturas del hidr metro tengan 20 puntos m ximo de rango Revise el nivel del agua y si es preciso disminuya la carga para evitar que la bater a este demasiado caliente al tacto 8 2 5 Revisi n mec nica total del aerogenerador Escale a la torre o b jela y haga una revisi n mec nica total del aerogenerador Ajuste cualquier pieza que se encuentre floja o cambie las piezas desgastadas a Ajuste todas las tuercas y pernos de montaje de la torre y los pernos de montaje del rotor Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 80 Deutscher Entwicklungsdienst b Revise todos los rodamientos Se acepta un juego escasamente perceptible c Rellene las fisuras de las h lices si son de fibra de vidrio con sellante de silicona Reempl celas si hay alguna rota o da ada Repare o reemplace los labes si est n quebrados o da ados Registro de mantenimiento Para llevar un registro de los requisitos mensuales y anuales de inspecci n es necesario llevar un Libro de Mantenimiento y Ocurrencias A continuaci n se da un ejemplo de c mo podr a hacerlo Cuadro 20 Ejemplo de Libro de Mantenimiento y Ocurrencias FECHA PROBLEMA OBSERVACI N ACCI N TOMADA 8 3 Gu a de soluci n de problemas y reparaciones
61. e de potencia m ximo razonable para turbinas peque as max 0 40 D di metro del rotor m Pmax potencia m xima W V velocidad de viento m s p densidad del aire Si la curva del fabricante est muy por encima de la l nea de potencia m xima la curva P V puede estar errada Si no se dispone de mejores datos por lo menos corrija la curva de potencia dada hacia abajo a la potencia m xima posible Vea la Figura 55 como ejemplo Ahora supongamos que tanto la distribuci n de la velocidad de viento y una buena curva de potencia se conocen Entonces el total anual o mensual si se considera un mes de producto de salida output se halla multiplicando el n mero de horas de viento con una velocidad espec fica por la salida esperada a esa velocidad vea la Figura 56 Figuras 56 C lculo de la producci n de electricidad Curva de potencia gt NAO Potencia kW 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Velocidad del viento m s Frequencia de velocidad del viento Frequencia horas a o 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Velocidad del viento m s Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 58 Deutscher Entwicklungsdienst Producci n anual de energ a 1 x 500 500 kWh e 5 2 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Velocidad del viento m s Ejemplo ver
62. egulador 8 1 Prueba del cableado e Corto en los diodos en el regulador e Vea el numeral 8 3 1 Del aerogenerador f Corto circuito en la tarjeta de la f Vea Escobillas y soporte de las escobilla o en el ensamblaje del escobillas en el manual del modelo anillo de contacto o colector tomado como ejemplo g Corto en el generador g Rebobine el generador Los labes se mueven a Carga desconectada a Revise el fusible de las bater as y muy r pido pueden todas las conexiones silbar no hay carga b Doso tres cables est b Vea el numeral 8 3 no hay ruido desconectados entre el generador mec nico inusual y el regulador c Diodos del regulador abiertos o c Vea 8 1 Prueba del cableado cable desconectado en el terminal del diodo Los labes se mueven a Voltaje de la bater a por encima del a Bater a muy peque a muy r pido pueden 50 Bater a sin agua silbar no hay carga Cableado de la bater a malo o no hay ruido defectuoso mec nico inusual Bater a gastada b Conexi n incorrecta de la b Conecte los cables nuevamente generador Los labes se mueven a Cable desconectado entre el a Vea numeral 8 3 muy r pido pueden generador y el regulador b Vea numeral 8 3 silbar potencia menor b Un diodo abierto o desconectado Vea Escobillas y soporte de las al 50 para la Un anillo de contacto o escobilla escobillas en el manual del modelo velocidad del viento puede no estar haciendo buena tomado como ejemplo gru ido
63. el generador a potencia nominal y la frecuencia derivada de la red Un generador puede funcionar por ejemplo a 1 515 r p m Entonces el deslizamiento es 1 515 1 500 15 r p m Esto corresponde a 15 1 500 0 01 1 de deslizamiento Por tanto los generadores as ncronos funcionan casi de manera sincr nica lo que hace necesario que el rotor funcione a una velocidad espec fica fija el rotor no puede funcionar siempre a una eficiencia ptima Velocidad variable Generadores de velocidad variable pueden funcionar eficientemente en un rango bastante amplio de velocidades por ejemplo 1 200 1 800 r p m Esto se logra con unos circuitos electr nicos avanzados Este tipo de generadores pueden combinarse con rectificadores y un inversor para obtener un voltaje y corriente sinusoidal de buen comportamiento 5 4 Bater as La funci n de las bater as ver Figura 42 es de almacenar la energ a el ctrica por per odos cuando no hay viento Es poco satisfactorio que no haya una buena manera de almacenar electricidad que es extra da del viento a excepci n de algunos casos como el bombeo de agua Con la electricidad la nica manera es usando una bater a Lamentablemente ste es un componente con propiedades que dejan mucho que desear Figura 42 Bater a Una bater a tiene corta vida Mientras que un molino o panel solar pueden usarse por 10 20 a os la vida de una bater a es generalmente 1 000 2 000 ciclos de carga
64. en la bater a pero s lo con una eficiencia del 90 Por lo tanto la energ a en la bater a aumenta con 0 90 x 464 418 Wh Entonces si empezamos con 100 Wh en la bater a la carga se eleva a 618 Wh Sin embargo si empezamos con 800 Wh en la bater a s lo podemos poner 200 Wh m s y 218 Wh se pierden La bater a no puede llenarse m s all del m ximo 1 000 Wh no es posible obtener m s de 800 Wh de ella resultando en un nivel 200 Wh 20 Cuadro 15 Comportamiento del sistema con suministro de energ a continuo Profundidad del ciclo Nivel m ximo de carga Nota Eficiencia de carga y descarga de la bater a 90 Vea tambi n la Figura 59 Figura 59 Comportamiento del sistema si hay viento constante Estado de carga de la bater a Estado de carga Wh 11 13 Tiempo horas 23 Fuente Elaboraci n propia Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 66 Deutscher Entwicklungsdienst En la mayor a de estos ciclos el nivel al final del d a no es el mismo que al comienzo vea la Figura 59 Ya que en promedio el aerogenerador produce m s de lo requerido lo m s probable es que la bater a est llena al comienzo del d a Esto derivar en un ciclo superficial Por ejemplo si la bater a est 100 cargada el cambio en la carga s lo ser de 200 Wh 20 ver Cuadro En realidad la bater a de 300 Wh 50 Ah
65. energ as renovables 10 Deutscher Entwicklungsdienst 48 Velocidad de paro La velocidad del viento a la cual el aerogenerador deja de generar electricidad 49 Velocidad del rotor El n mero de revoluciones por minuto del rotor del aerogenerador 50 Velocidad promedio de viento La velocidad media del viento sobre un periodo de tiempo especifico 51 Viento corriente abajo sotavento En el lado opuesto de la direcci n desde la cual est soplando 52 Viento corriente arriba barlovento En el mismo lado de la direcci n de donde el viento est soplando Como referencia tambi n pueden utilizar los siguientes glosarios a Glosario de energ a e lica elaborado Windpower Dinamarca http www windpower org es glossary htm a Wind Energy Glossary elaborado por la Universidad de Dakota del Norte http www undeerc org wind literature Wind_Glossary PDF a Glossary of Terms and Acronyms elaborado por Windustry y American Wind Energy Association http www windustry com resources glossary htm Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 11 y 7 4 i gt 3 A Deutscher Ao y sei Entwicklungsdienst 3 1 Qu es la energ a e lica La energ a e lica es la energ a que posee el viento El t rmino e lico viene del lat n Aeolicus perteneciente o relativo a olo o Eolo dios de los vientos en la mitolog a griega y por tanto
66. ento incandescente Radio CD Televisor peque o blanco negro 20 Televisor peque o a color 50 Calculadora peque a 10 Refrigerador 100 400 Horno microondas 1 000 Calentador el ctrico 1 500 Unidad de aire acondicionado 1 300 Secador de cabello 300 Secadora de ropa 4 800 Aspiradora 540 Cafetera 850 Plancha 1 050 Frigor fico 235 Congelador 330 Licuadora 290 Grill parrilla 1 050 Lavaplatos 1 200 Lavadora de ropa autom tica 375 Lavadora de ropa manual 280 M quina de coser 75 El cuadro ofrece valores promedio En lo posible utilice los datos marcados en los mismos artefactos 6 2 Patrones de consumo de energ a Demanda promedio Si los artefactos que se desean utilizar son conocidos el consumo de energ a puede hallarse Es cuesti n de multiplicar y sumar Suponga que una radio tiene 10 W de potencia y funciona durante 5 horas entonces el consumo de energ a durante ese tiempo es 10 W por 5 horas 50 Wh 0 05 kWh Vea el Cuadro 10 para algunos ejemplos Cuadro 10 C lculo del consumo de energ a para un d a ejemplo L mpara ahorrador comedor L mpara ahorrador cocina L mpara ahorradora lavander a L mpara ahorradora dormitorio Peque a TV a color Radio CD Refrigerador TOTAL Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 53 ded Deutscher Entwicklungsdienst Al funcionar el refrigerador usar 100W pero no funcionar todo el tie
67. equiere de inspecci n continua de cerradura a Los cables no pueden colocarse dentro 5 7 Caja de engranajes Una caja de engranajes es un componente muy delicado y es dif cil de fabricar Es mejor evitarlas en cargadores de viento Las cajas de engranajes se usan en aerogeneradores grandes en esos casos siempre son fabricadas firmas especializadas Figura 51 Esquema de una caja de engranajes para sistemas e licos Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 51 Fuente www me dal ca Deutscher Entwicklungsdienst Este cap tulo describe el dise o del sistema Figura 52 Algunas pautas se dar n para determinar qu tan grande deber a ser toda la instalaci n y c mo pueden seleccionarse los componentes individuales La mejor estrategia es ir por los componentes probados que pueden comprarse por tanto la tarea de dise ar componentes por uno mismo no se trata en este curso Los temas que se discutir n son C lculo de la demanda el suministro de energ a Determinaci n del tama o de cada componente Qu debemos buscar cuando compramos algo Cuando se dise a un sistema e lico es crucial conocer las cargas el ctricas el recurso disponible Figura 52 Sistema e lico 6 1 Demanda de energ a Lo primero que se debe hacer al dise ar un sistema es determinar cu les son las demandas del usuario Luego debe tomarse una decis
68. es No es tan dif cil ver por qu debido a que los labes deben girar se requiere de alg n tipo de soporte Los soportes no funcionan bien cuando no est n girando porque no se puede garantizar una buena lubricaci n Por tanto tienden a atascarse especialmente dado que es bastante dif cil realmente sellar los soportes del ambiente La ltima observaci n tambi n es v lida para la construcci n del contrapeso y el resorte invariablemente quedan atascados con el polvo y suciedad Es mejor evitarlos 5 2 2 Problemas comunes El sistema de control y seguridad es un sistema de partes movibles por tanto todo tipo de problemas que ocurren en cualquier sistema pueden ocurrir en este e El soporte puede atascarse por falta de lubricaci n o por causa de la suciedad e Algunas partes se pueden romper como los resortes y cables e Todo el sistema puede entrar en resonancia a ciertas velocidades de viento Muchas oscilaciones combinadas pueden darse por ejemplo a trav s de la interacci n al girar el rotor y el movimiento de arriba hacia abajo 5 3 Generador La funci n del generador es convertir la energ a rotacional del rotor en energ a el ctrica Los generadores de mayor uso en aerogeneradores son e Generador de imanes permanentes e Generador as ncrono e Generador de velocidad variable Los cargadores e licos generalmente funcionan con generadores de imanes permanentes estos generadores pueden funcionar a bajas velocidades de r
69. gar de ubicaci n de la turbina Respuesta La respuesta se halla en la transformaci n de la velocidad del viento del aeropuerto hasta 60 m de altitud y luego bajar a 10 m en el lugar de ubicaci n de la turbina La velocidad del viento a 60 m de altitud es Uso Una 1n 60 0 03 1n 18 0 03 4 5 x 1 19 5 35 m s Por tanto la velocidad del viento en el lugar de ubicaci n de la turbina es Uso 1n 10 0 1 1n 60 0 1 5 36 x 0 72 x 3 85 m s Vea la Figura 58 para una representaci n gr fica de la transformaci n Si el total de la energ a de salida se ha hallado una correcci n para densidades de aire diferentes debe realizarse para obtener una respuesta final Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 61 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 58 Comportamiento del sistema si hay viento constante Demanda y oferta Oferta de energ a 200 150 100 0242424 12345678910111213 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tiempo horas Oferta de energ a Watt Fuente Elaboraci n propia Demanda de energ a 200 D Luces 150 BTV Bl Refrigerador 100 Consumo de energ a Watt 12345678910111213 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tiempo horas Fuente Elaboraci n propia C lculos con un programa de computadora
70. ginas puesto que e consiste nicamente en informaci n b sica que no aborda circunstancias espec ficas relativas a los componentes y sistemas analizados e contiene en algunas ocasiones enlaces a p ginas externas sobre las que las actividades GREEN ENERGY no tienen control alguno y respecto de las cuales declina toda responsabilidad e ofrece asesor a profesional o jur dica si desea efectuar una consulta de este tipo dir jase siempre a un profesional debidamente calificado Pretendemos reducir al m nimo los problemas ocasionados por errores de car cter t cnico Sin embargo algunos datos o informaciones contenidas en las siguientes p ginas pueden haber sido creados o estructurados en archivos o formatos no exentos de errores por lo que no podemos garantizar que nuestro servicio no quede interrumpido o afectado de cualquier otra forma por tales problemas GREEN ENERGY no asume responsabilidad alguna respecto de dichos problemas que puedan resultar de la consulta de las presentes p ginas La presente cl usula de exenci n de responsabilidad no tiene por objeto limitar la responsabilidad de GREEN ENERGY de forma contraria a lo dispuesto por las normativas nacionales aplicables ni excluir su responsabilidad en los casos en los que en virtud de dichas normativas no pueda excluirse Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 3 Deutscher Entwicklungsdienst TA
71. gua destilada Figura 68 Configuraciones serie paralelo seg n voltaje del sistema regulador inversor regulador inversor Fuente Manual del usuario Whisper 500 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables Configuraciones para 12 Voltios regulador T regulador regulador inversor inversor regulador 76 inversor inversor Deutscher Entwicklungsdienst Configuraciones para 24 Voltios inversor inversor regulador inversor regulador inversor regulador inversor regulador inversor Configuraciones para 48 Voltios regulador inversor regulador inversor inversor regulador inversor TO MO ie regulador inversor inversor 7 9 Selecci n de los cables Siga el cuadro de tama o de los cables CC Cuadro 18 o las instrucciones del proveedor para el cableado de las bater as al inversor Proteja todas las conexiones con grasa o protector de corrosi n disponibles en cualquier ferreter a o tienda de repuestos automotrices Los siguientes cuadros se usan para determinar el calibre de cable requerido seg n la distancia en una direcci n para conectar los componentes CC Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 77 Deutscher Entwicklungsdienst Cuadro 18 M xima distancia en metros para cables de cobre de diferente calibre 12 12 12 12 24 36 24 36 24 36 48 72 48 72 120 1
72. i n sobre qu sistema usar Recuerde que es posible que otra opci n energ tica sea una mejor alternativa as que mantenga una mente abierta Estimar la demanda de electricidad significa determinar la m xima potencia que ser utilizada as como tambi n la finalidad de su uso Se deber tomar en cuenta las variaciones diarias y mensuales el margen de reserva para dar fiabilidad al sistema y el incremento de la demanda futura cuando se estime el tama o del sistema necesario Un sistema e lico puede ser acoplado a cualquier artefacto el ctrico El Cuadro 9 muestra las potencias de los electrodom sticos m s comunes y sus consumos mensuales Este cuadro es de utilidad para estimar r pidamente los requerimientos energ ticos de una peque a instalaci n con miras a dimensionar los sistemas de generaci n y bater as Es importante que se elijan los artefactos con la eficiencia m s alta La forma m s econ mica de producir energ a es ahorr ndola Por tanto los tubos fluorescentes deben preferirse por encima de los focos de filamento incandescentes pues producen mucha m s luz a la misma cantidad de energ a La electricidad deber a preferentemente no usarse para calentar o para aire acondicionado Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 52 Deutscher Entwicklungsdienst Cuadro 9 Requerimiento t pico de potencia de algunos artefactos Tubo fluorescente e inversor Foco de filam
73. iciales pueden ser indicadores de calidad Los labes del rotor lucen fuertes La m quina tiene un buen recubrimiento pintura o a n mejor est galvanizada El rotor y el cabezal se mueven suavemente 6 6 3 Resumen Asumiendo que hay viento suficiente para asegurar una exitosa aplicaci n de energ a e lica se deben seguir los siguientes 4 pasos 1 Con respecto instalaci n del aerogenerador averig e sobre Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 70 Deutscher Entwicklungsdienst e par metros estimados de salida e requerimientos de mantenimiento e especificaciones clim ticas 2 Trate de verificar la confiabilidad de los diferentes aerogeneradores Piense en inspecci n de las m quinas e informes de pruebas e converse con algunos propietarios e elr cord de trayectoria del fabricante e contratos de servicios e garant as 3 Elija algunos aerogeneradores de ser posible las m s confiables y haga un c lculo exacto de la salida Preste atenci n a la salida total y la disponibilidad de salida 4 Haga sus c lculos econ micos 6 7 Seguridad Seguridad El ctrica Como s lo se utilizan 12V 24V no hay peligro alguno de descarga el ctrica Sin embargo los cortocircuitos pueden ser peligrosos En el caso de un cortocircuito habr mucha corriente en la bater a lo que causar calentamiento y posiblemente la ebullici n del l quido Tome en
74. ie resistente al calor Local celo a 3 m m ximo del banco de bater as Conecte el regulador CC y el CC a las bater as usando los cables del calibre correspondiente CC corriente continua 7 4 Instalaci n de un transformador opcional para generadores con alto voltaje 240 V o m s Instale el transformador al sistema central de distribuci n SCD sobre una superficie resistente al calor Local celos a 3 m m ximo uno del otro Conecte el transformador a los terminales WIND aerogenerador del regulador con el cable propuesto por el proveedor Conecte el regulador CC y el CC a las bater as usando los cables del calibre correspondiente Figura 64 Instalaci n del SCD y el transformador 3 metros m ximo m ximo Sistema Central de Distribuci n Baterias S lo transformador Fuente Manual del usuario Whisper 500 7 5 Instalaci n de un interruptor de frenado opcional Se utiliza instalado al lado del regulador solamente en aerogeneradores de m s de 3000 W de potencia pico a bajo voltaje 12 24 48 V o cerca del transformador de un aerogenerador de m s de 3000 W de potencia pico a alto voltaje 240 V Se utiliza el cable propuesto por el proveedor conectando el interruptor a los terminales de WIND aerogenerador en el sistema central de distribuci n denominado EZ200 en la siguiente figura Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 74 gt 4 A A
75. iendo el resto de la misma innecesariamente pesada Por lo tanto las torres para aerogeneradores grandes se hacen siempre de forma c nica tienen menor di metro a medida que suben e La carga de viento en la torre es alta Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 50 Deutscher Entwicklungsdienst e Subir por la torre puede ser dif cil e Los tubos pueden ser costosos Torre tubular con tensores Si la torre tubular est sujeta por tensores tres o m s ya no tendr que ser tan pesada porque los tensores toman fuerza Sin embargo usar tirante requiere de bloques de concreto extra y m s espacio Tambi n los tensores generalmente deben revisarse para asegurarse de que no se hayan aflojado Ver Figura 49 Figura 49 Torre con tensores Torre estructural Una torre estructural consiste en perfiles de fierro o de palos tubulares conectados ver Figura 50 Puede ser triangular o cuadrada Figura 50 Torre estructural Fuente www smallwindenergy ca Ventajas Es f cil de fabricar Se requiere de pocos materiales porque la torre puede tener la forma deseada Puede ensamblarse en el lugar y es f cil de transportar Las cargas de viento en la torre pueden ser menores La torre puede escalarse f cilmente Desventajas a La construcci n es una labor intensa tanto para fabricarla como para ensamblarla o Prevenci n de corrosi n y pintado toman tiempo o Se r
76. in micas de los diversos aerogeneradores existentes Fuente www udo leuschner de Figura 9 Aerogenerador tipo Darrieus Figura 10 Caracter sticas de varios molinos de viento Por supuesto debemos hacer una clasificaci n del tama o de estos sistemas para situarnos en el contexto del presente manual De ahora en adelante cuando hablemos de sistemas e licos nos referiremos a los aerogeneradores de peque a potencia Cuadro 1 Clasificaci n de sistemas e licos por potencia Clase de aerogeneradores Rango de Potencia kW Peque a potencia 0 1 10 Mediana potencia 11 1000 Gran potencia M s de 1000 Nota 1 kW 1000 W Clasificaci n seg n el autor Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 14 Deutscher Entwicklungsdienst Si toda la informaci n precedente es registrada en un cuadro se obtiene Cuadro 2 Aerogeneradores m s importantes Americano Nuevo dise o WECS e lico Bombeo de agua Generaci n de electricidad 2 8 2 8 1 7 10 60 12 32 4 8 2 3 2 3 6 15 6 15 4 20 20 60 hasta hasta hasta hasta 300 W 300 W 10 kW 1 MW Acero Acero Acero poli ster Madera pl stico 3 3 Aplicaciones de los sistemas e licos La energ a e lica se utiliza com nmente en a Electricidad en el sector rural domiciliario agricultura ganader a etc b Electricidad para estaciones cient
77. ivada y apoya los esfuerzos que est n haciendo profesionales empresas universidades y ONGs por desarrollar este mercado Aunque la mayor cantidad de normas son de energ a solar fotovoltaica y t rmica existen las siguientes normas que se refieren a la energ a e lica tambi n Energ as renovables interconectadas a la red grandes sistemas inclusive los e licos gt Ley N2 1002 Promoci n de la inversi n para la generaci n de electricidad con el uso de energ as renovables D 5 050 2008 MEM Reglamento de la generaci n de electricidad con energ as renovables A n no existen Normas T cnicas Peruanas NTP para la energ a e lica Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 91
78. l rotor se pegue Si el n cleo rota se crea un campo magn tico cambiante en las bobinas y una corriente alterna se produce Empernando las bobinas de diferentes maneras pueden hacerse corrientes de 2 3 fases Naturalmente la frecuencia de la corriente depende de la velocidad del rotor y no es constante Por lo tanto la corriente es enviada a trav s de un rectificador Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 43 Deutscher Entwicklungsdienst 5 3 1 Producci n Los generadores de imanes permanentes pueden comprarse como parte de una turbina Otra posibilidad es comprar un generador as ncrono Estos generadores son usualmente hechos para funcionar a 1 500 r p m Es posible eliminar el rotor est ndar y reemplazarla por un centro de imanes permanentes haciendo al generador m s conveniente para funcionar a 50 500 r p m En realidad en este procedimiento s lo el eje y el centro necesitan reemplazarse los soportes est ndar pueden usarse nuevamente Sin embargo toda la operaci n no es sencilla y se requiere de herramientas sofisticadas 5 3 2 Generadores as ncronos Generadores as ncronos est ndar funcionan a velocidades cercanas a la frecuencia de la red o m ltiplos de ella Para aerogeneradores grandes se utiliza frecuentemente 1 500 r p m 25 Hz en los EE UU 1 800 r p m Estos generadores se caracterizan por el deslizamiento que es la diferencia entre la velocidad d
79. la es prudente realizar mediciones de viento Para proyectos peque os las mediciones propias no son econ micamente justificables Si se cumplen los siguientes requerimientos los datos de una estaci n meteorol gica pueden utilizarse a Los datos de la estaci n deben ser confiables Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 59 E Sm y AA F Deutscher o e Entwicklungsdienst y seri o La estaci n no debe estar muy alejada digamos dentro los 100 km o Entre la estaci n y el lugar de instalaci n del equipo debe haber un terreno plano ininterrumpido y homog neo Esto significa que en un rea monta osa los datos que no son del lugar mismo son virtualmente inservibles En estos casos deben obtenerse datos locales primero Transformaci n de la velocidad del viento Si se cumplen con ciertos requerimientos ver tem anterior es posible estimar la velocidad del viento en el lugar con un procedimiento de dos pasos Figura 57 Esto ya fue discutido en el cap tulo El viento Recurso energ tico del Cap tulo 4 del manual Figura 57 C lculo de la velocidad del viento en el sitio del molino Transformaci n hacia arriba y hacia abajo 0 lt gt 25 1 Halle la velocidad del viento 60 de altura a partir de la velocidad de viento en la estaci n meteorol gica 2 Halle la velocidad del viento e
80. lizamiento del viento El viento siempre baja de velocidad cerca al nivel del suelo Este fen meno se llama deslizamiento de viento ver Figura 47 y tambi n el sub cap tulo 4 2 La figura muestra que el perfil del viento depende de la rugosidad del terreno 2 A mayor rugosidad m s bajar la velocidad del viento y la torre deber estar a una mayor altura para que el rotor experimente la misma velocidad de viento Figura 47 Perfil vertical de la velocidad del viento Fuente Elaboraci n propia Para calcular el aumento de la velocidad de viento con la altura se puede usar la siguiente f rmula In h2 Z 0 U U 11 25 hz altura altura al eje del rotor m h altura de referencia altura donde se conoce la velocidad de viento m U h velocidad de viento a altura de referencia m s velocidad de viento a altura altura al eje del rotor m s Zo rugosidad del terreno Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 49 Deutscher Entwicklungsdienst Restricciones La f rmula s lo puede usarse en reas donde no hayan colinas grandes u obst culos en un rango de 1 2 Km desde la turbina La f rmula no debe usarse para alturas menores 20 veces 2 Por encima de vegetaci n continua como un bosque la l nea cero debe tomarse a 0 5 0 7 veces la altura de la vegetaci n La f rmula s lo es v lida para velocidades de viento
81. locales articulados de energ as renovables 87 ded Deutscher Entwicklungsdienst ANEXO 1 ESCALA DE BEAUFORT PRESI N M XIMA TE RICA VELOCIDAD DESCRIPCI N SOBRE SUPERFICIE FRONTAL 2 0 1 0 2 Calma 1 3 2 6 Brisa ligera 4 6 7 11 Brisa ligera 7 10 13 19 Peque a brisa 11 16 20 30 Linda brisa 17 21 9 11 31 39 Buena brisa 22 27 11 14 41 50 Viento fresco 28 33 14 17 52 61 Gran fresco 34 40 17 21 63 74 Golpe de viento 41 47 21 24 76 87 Fuerte golpe de viento 48 55 25 28 89 102 Tempestad 56 63 29 32 104 117 Tempestad violenta 64 71 33 37 119 131 Hurac n 72 80 37 41 133 148 81 89 42 46 150 165 90 99 46 51 167 183 100 108 51 56 185 200 109 118 56 61 202 219 Cicl n Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 88 ded Deutscher Entwicklungsdienst ANEXO 2 DENSIDAD DEL AIRE La densidad del aire est dada por 3 4839 x 10 P T 2 1 Donde presi n N m presi n atmosf rica normal a nivel del 101325 T temperatura K densidad del aire Si usamos unidades m s comunes esto se transforma en p 34830 PP __ 2 2 1 273 16 Donde p presi n bar presi n atmosf rica normal a nivel del mar 1 01333 bar t temperatura C Conversi n para otras unidades de presi n 1 atm atm sfera 101 325 P
82. los de este tipo El rotor de tipo Savonius es una m quina de tipo arrastre La sustentaci n es la fuerza que impide a los aviones caerse el cielo porque vuelan grandes velocidades se crea una fuerza hacia arriba en las alas lo que contrarresta la 5 ou gravedad Es tambi n la fuerza que hace posible navegar un barco incluso contra el 2 viento El rotor Darrieus y el de tipo h lice son 7 m quinas tipo sustentaci n Se puede mostrar que usar sustentaci n Figura 35 Fuerza arriba lift y fuerza de permite un mejor funcionamiento que resistencia drag Cuando se emplea un labe utilizando el arrastre ver Cuadro 6 Esto no es buen perfil la fuerza arriba es mucho m s s lo una cosa pr ctica sino fundamental Sin grande que la fuerza de resistencia embargo mostrar eso est fuera de los objetivos de este curso Cuadro 6 Eficiencia de m quinas de sustentaci n y arrastre TIPO DE PROPULSI N SUSTENTACI N ARRASTRE Eficiencia m xima te rica 16 27 59 30 M xima eficiencia pr ctica 50 15 A esto debe agreg rsele que las m quinas de arrastre son menos econ micas en el uso de material Dos gu as importantes 1 Siempre use m quinas de sustentaci n tipo h lice 2 Siempre desconf e de inventores de m quinas de arrastre Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 36 Deutscher Entwicklungsdienst
83. los obst culos del viento Emplazamiento Lugar en donde se va a instalar un aerogenerador o un bosque e lico Factor de carga Es la producci n anual de energ a dividida por la producci n te rica m xima como si la m quina estuviera funcionando a su potencia nominal m xima durante las 8766 horas del a o Factor de disponibilidad Es la raz n entre el tiempo real de funcionamiento de un aerogenerador y su disponibilidad m xima En la pr ctica este factor es menor a uno porque los aerogeneradores necesitan reparaci n e inspecci n una vez cada seis meses para asegurar que siguen siendo seguros Adem s las aver as de componentes y los accidentes fallos de suministro el ctrico pueden inutilizar los aerogeneradores Frenos Varios sistemas usados para frenar la rotaci n del rotor G ndola El cuerpo de una turbina e lica tipo h lice conteniendo la caja de engranajes el generador el n cleo del rodete y otras partes En aerogeneradores de imanes permanentes ya no es necesaria la caja de engranajes Ley de Betz Esta ley dice que s lo puede convertirse menos de 16 27 59 de la energ a cin tica en energ a mec nica usando un aerogenerador Mapa o Atlas E lico Es la totalidad de las mediciones de energ a e lica realizados en un pa s o regi n sistematizados en un libro El Mapa o Atlas es muy importante porque ahorra costos a los desarrolladores de proyectos y a los inversionistas Multiplicador caja de e
84. ma desde y hasta el dispositivo m potencia del dispositivo W U voltaje del sistema V AU ca da de voltaje V resistencia espec fica del cobre 0 018 Para hallar el tama o de cable A secci n de cable la f rmula puede rescribirse a pPL 2 10 AU UAU De las f rmulas puede verse que un sistema de 24 es mejor que uno 12 V porque hay menos voltaje con los mismos cables y por lo tanto menor p rdida de energ a Ejemplo Tome una carga de 100 W a 15 m de las bater as en un sistema de 24 V Qu cable se necesita La ca da de voltaje admisible est en 5 1 2V Entonces se busca la f rmula 7 0 02 x 100 x 2 x 15 24 x 1 2 2 1 mm Supongamos que el cable est disponible en m ltiplos de 1 mm entonces deben utilizarse 3 En un sistema de 12V la ca da de voltaje de 5 es 0 6V que ser a aceptable Entonces la f rmula da A 0 02 x 100 x 2 x 15 12 x 0 6 8 4 mm Note la gran diferencia Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 48 Deutscher Entwicklungsdienst 5 6 Torre Funci n La funci n de la torre es llevar al rotor a una altura donde haya viento suficiente es decir por encima de los obst culos cercanos Se utilizan com nmente tres tipos de torre e Torre tubular de acero e Torre tubular de acero con tensores e Torre estructural con perfiles de acero Des
85. mpo El refrigerador tiene un termostato interruptor de temperatura Suponga que la temperatura m xima permitida es de 4 grados cent grados entonces el termostato pondr al refrigerador en acci n cuando se alcancen los 4 grados Para evitar el encendido sinf n el refrigerador seguir funcionando hasta que la temperatura alcance por ejemplo 1 grado cent grado Entonces el termostato desconecta el refrigerador y la temperatura dentro de ste se eleva nuevamente hasta que se alcance los 4 grados cent grados Luego hay otro encendido etc Por lo tanto el refrigerador que est en ON todo el d a est estimado a funcionar s lo la mitad de este tiempo En el ejemplo el requerimiento de energ a es de 1498 Wh por d a 1 5 kWh Esto equivale a una potencia de consumo promedio de dividir entre 24 h 1498Wh P 1498Wh _ 62W 1 24h Observaciones Calcular la demanda promedio es algo directo Sin embargo debe tomarse en cuenta de que si la electricidad est disponible la demanda ir en aumento Para sistemas m s grandes es posible separar la demanda en esencial y no esencial Si las bater as est n bajas las cosas no esenciales pueden desconectarse autom ticamente Examinando con cuidado lo que realmente es necesario pueden reducirse costos de inversi n Patr n de demanda Para establecer la cantidad de bater as requeridas debe calcularse un patr n de demanda Asumamos que todas las l mparas y la TV se
86. mportante Por debajo de 4 m s ya no hay energ a en el viento porque la velocidad del mismo es muy baja por lo que no es importante si la turbina arranca por ejemplo a 2 m s Por encima de 10 12 m s no hay energ a en el viento porque estas velocidades tan altas casi nunca ocurren Para aerogeneradores grandes la curva P V hasta 20 m s puede resultar importante Note que el aerogenerador que arranca a una velocidad de viento menor tendr menos periodos sin producci n de energ a pero la salida general podr a ser menor Salida esperada Para aerogeneradores peque os digamos hasta 10 m de di metro la salida promedio no es mayor a P 0 15 0 30 AV 8 Si el di metro es mayor entonces es dif cil dar una cifra Algunas investigaciones realizadas autores mostraron un l mite superior de P 0 5 A V Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 69 Deutscher Entwicklungsdienst 6 6 2 Generalidades Al comprar un aerogenerador deben tomarse en cuenta los mismos puntos cuando compramos algo costoso Confiabilidad Experiencias Pregunte a otras personas que han comprado un aerogenerador cu l ha sido su experiencia Sus m quinas son confiables y funcionan adecuadamente Con qu frecuencia necesitan mantenimiento Si se present un problema cu nto tiempo demor en arreglarlo El proveedor da garant as Es posible obtener un contrato de servicios post
87. n el lugar de la velocidad del viento a 60 m Las f rmulas eran para la transformaci n hacia arriba In SSA 5 N Uso Uha gt In N Y para la transformaci n hacia abajo T In NTO 6 N Uso In N Combinando ambas transformaciones 4 5 y 4 6 arroja Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 60 ded Deutscher Entwicklungsdienst H 60 h In Uns EEx Uha x 7 60 h BES Zos Zoa Donde h altura de anem metro m H altura del cubo del rotor m Zoa rugosidad de terreno en ubicaci n del anem metro m Zos rugosidad de terreno en ubicaci n del aerogenerador Uha velocidad de viento medida por anem metro m s Uns velocidad de viento en el lugar a altura del cubo m s Note que esta transformaci n debe realizarse separadamente para cada sector de 30 o 45 grados Ejemplo Suponga que la velocidad del viento es medida en una estaci n meteorol gica a 100 km del lugar un aeropuerto Los datos de velocidad del viento para el aeropuerto indican un promedio de velocidad del viento de 4 5 m s La rugosidad en el aeropuerto es 2 0 03 en todas direcciones y la altura medida es de 18 m En el lugar proyectado para ubicar la turbina la rugosidad es z 0 10 m Por el momento la altura de la turbina est calculada en 10 m Cu l es la velocidad promedio del viento en el lu
88. n el terreno Trate de calcular la velocidad del viento en el lugar a partir de los datos de la estaci n Para terrenos accidentados esto puede resultar dif cil o imposible pero trate de estar lo m s cerca posible Combine su c lculo con la informaci n obtenida anteriormente Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 32 Deutscher Entwicklungsdienst Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 33 Deutscher Entwicklungsdienst 5 1 Introducci n Vea la Figura 30 para darse una idea general de los componentes del sistema Figura 30 Vista general del sistema Fuente Elaboraci n propia Estos componentes son 1 Turbina de viento generador Funci n generar electricidad La turbina de viento generalmente incluye un rectificador para obtener corriente directa de 12V 24V 2 Unidad de control Funci n mantener el voltaje correcto protecci n contra sobrecarga y descarga de bater as Posible frenado del rotor 3 Bater as gt Funci n almacenamiento de energ a para per odos sin viento 4 Dispositivos DC de 12 o 24 V Otros componentes podr an ser 1 Dump load balastro Funci n tomar la electricidad si la bater a est llena y la producci n es mayor que el consumo 2 Inversor Funci n convierte la corriente directa a 110 220 V corriente alterna 3 Dispositivos para AC de 220 V
89. ncia Utilizando la distribuci n de la velocidad del viento y la curva de la potencia Los resultados m s exactos pueden hallarse combinando las mediciones de la distribuci n de la velocidad de viento y las mediciones de la curva de la potencia de un aerogenerador En el cap tulo titulado El viento Recurso energ tico ver Cap tulo 4 del Manual se describe c mo hallar la mejor distribuci n de la velocidad del viento el mejor c lculo M s a n debe conocerse la curva de la potencia de un aerogenerador en funci n de la velocidad de viento Curva P V que nos da la potencia calculada para cada velocidad de viento Vea la Figura 55 para un ejemplo Esta curva puede obtenerse del fabricante del aerogenerador Si una curva P V va a usarse se debe conocer a A qu altura fue medida la velocidad del viento Cu l fue la densidad del aire o temperatura y presi n Qu unidades se usaron por ejemplo millas por hora metros por segundo Figura 55 Ejemplo de una curva de potencia y potencia m xima Proven Wind Turbines WT 2500 Potencia kW 9 10 11 Velocidad del viento m s Fuente http www provenenergy co uk Es buena idea comparar la curva P V con el m ximo producto de salida output posible dado por PaT Cp ma 4 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 57 Deutscher Entwicklungsdienst Donde CP max coeficient
90. ne sumando 273 15 a la temperatura en cent grados C Por lo tanto 15 C corresponde a 15 273 15 288 15 K Es importante notar la influencia de la temperatura y la presi n en la energ a de salida ver Anexo 2 para los cuadros Sobre todo a temperaturas m s altas y a grandes altitudes la energ a de salida de los aerogeneradores es m s baja que a temperaturas promedios al nivel del mar ver Figuras 19 y 20 Figura 19 Influencia de la altitud sobre la densidad del aire y la potencia 1 2 11 Densidad kg m3 0 9 0 8 0 7 0 1000 2000 3000 Altura 4000 Fuente Elaboraci n propia Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 22 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 20 Influencia de la temperatura sobre la densidad del aire y la potencia 1 4 1 35 13 El 1 25 5 S 12 1 15 11 20 10 0 10 20 30 40 Temperatura Fuente Elaboraci n propia Ejemplo ver Anexo 2 Asumamos que se propone aplicar energ a e lica en una localidad a 200 m de altitud Entonces la densidad del aire es en promedio p 1 006 kg m en vez de 1 225 kg m a nivel del mar Esto significa 18 menos densidad 18 menos de potencia Exactitud Cu l es el grado de exactitud debe exigirse al realizar mediciones Esto depende por supuesto de lo que se har
91. ngranajes Con un multiplicador se hace la conversi n entre la potencia de alto par torsor que se obtiene del rotor del aerogenerador girando lentamente y la potencia de bajo par torsor a alta velocidad que se utiliza en el generador el ctrico Obst culo Cualquier elevaci n del terreno o construida tal como edificios rboles formaciones rocosas etc que pueden disminuir la velocidad del viento de forma significativa y a menudo crean turbulencias en torno a ellos P rdida de sustentaci n Stall Es cuando la sustentaci n derivada de la baja presi n en la superficie superior del labe desaparece La p rdida de sustentaci n puede ser provocada si la Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 9 Deutscher Entwicklungsdienst 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 superficie del labe del rotor no es completamente uniforme y lisa Una mella en el labe o un trozo de cinta adhesiva pueden ser suficiente para iniciar una turbulencia en la parte trasera incluso si el ngulo de ataque es bastante peque o Perfil aerodin mico La forma de la secci n transversal de los labes o palas la cual para los aerogeneradores de eje horizontal m s modernos est dise ada para aumentar el empuje y mejorar su funcionamiento Potencia nominal Por ejemplo si un aerogenerador tiene una potencia nominal la que figura en la placa
92. nicial del anem metro Datos e Nuevamente Para qu altura son los datos e En qu unidad se registran e los datos corregidos de la norma de la OMM velocidad potencial del viento o e Cu l es el intervalo de registro Hay datos de r fagas Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 30 Deutscher Entwicklungsdienst 4 7 Distribuci n de la velocidad del viento El viento no es constante su velocidad var a constantemente entonces hay que tomar en consideraci n las fluctuaciones y periodos sin viento cuando se dise e y se instale un sistema e lico Per odos sin viento Los m s importantes son los per odos donde no hay viento Si hay dos meses sin viento en los que digamos la mayor cantidad de agua debe bombearse entonces la utilizaci n de energ a e lica no ser aplicable a pesar de un promedio alto de viento ver Figura 28 Figura 28 El mes cr tico agosto Fuente Elaboraci n propia Patr n anual Al considerar la energ a e lica uno debe identificar el mes cr tico o crucial es decir el mes con la mayor demanda de energ a y la velocidad de viento m s baja Adormecimiento A n m s uno debe considerar la posibilidad de d as sin viento Cu ntos ocurren consecutivamente Es posible dejar de contar con viento por dicho per odo La cantidad de d as sin viento puede determinar el almacen
93. nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnncnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnninanannnns 73 7 2 INSTALACI N DE LA TORRE 73 7 3 INSTALACI N DEL SISTEMA CENTRAL DE DISTRIBUCI N oooooocccnnccononononnnnncnonononononnncnnonnnnonnnnnnncnnnonnnnnnnnnccnncnonnns 74 7 4 INSTALACI N DE UN TRANSFORMADOR OPCIONAL PARA GENERADORES CON ALTO VOLTAJE 240 V O 5 74 7 5 INSTALACI N DE UN INTERRUPTOR DE FRENADO OPCIONAL ooocccooccncoconnnoconononononanoconncnconnnnnnonononnnononnncnonanans 74 7 6 INSTALACI N DEL DISIPADOR DE CARGA ccccnonooonnnnnncnnononononnnnnccnnnnnnnnnnnnnnnnnnonnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnonnnnnnnnnninannnnnns 75 7 7 INSTALACI N DEL INVERSOR EEE AEE 7 8 INSTALACI N DE LAS BATER AS 7 9 SELECCI N DE LOS 1 8 OPERACI N Y MANTENIMIENTO DE UN SISTEMA E LICO oooocccocccnnonccnnonononannnononanannn ono ran ano nonc ran ananananos 79 8 1 PRUEBAS EL CTRICAS 79 8 2 MANTENIMIENTO DE UN SISTEMA E LICO ccconoconcnnnnncnononononnnnncnnnnanonononnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnonnnnnnnnnnnanonona 80 8 3 GU A DE SOLUCI N DE PROBLEMAS Y REPARACIONES TROUBLESHOOTING oocccococcnccooononononnnonononnnccnnononononnnonon 81 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 4 Deutscher Entwicklungsdienst ANEXOS ontosoncnacnnaninsotnnnunion
94. notables a trav s de un plan de fomento de su uso El mercado mundial de sistemas e licos ha crecido 100 veces en los ltimos 20 a os La industria e lica instal 7 976 MW en el 2004 con un crecimiento en la capacidad instalada del 20 A fines del 2004 la capacidad alcanz los 47 317 MW El crecimiento medio anual del mercado europeo es de 35 y el de los Estados Unidos de Norteam rica 23 en los ltimos 5 a os Espa a posee actualmente unos 7000 Megavatios de energ a e lica instalada m s de lo que cualquiera de nuestros pa ses posee en total como capacidad instalada de energ a el ctrica Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 6 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 2 Potencia instalada mundial de energ a e lica en MW 1980 2004 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 Acumulado Anual POTENCIA MW o oD M SNA 0 9 97 97 97 97 IIS 5 Fuente Global Wind Energy Council 2005 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 7 Deutscher Entwicklungsdienst Debido a la gran diversidad de especialidades t cnicas que utilizan el presente manual es necesario comenzar con una lista de definiciones que ayudar n a comprender mejor los t rminos
95. ntos turbulentos Cimentaci n Fundamento para instalar un aerogenerador normalmente hecho de hormig n armado Clase de rugosidad O longitud de rugosidad es el conjunto de condiciones e licas de un paisaje Una alta rugosidad de clase 3 4 se refiere a un paisaje con muchos rboles y edificios mientras que a la superficie del mar le corresponde una rugosidad de clase O Las pistas de hormig n de los aeropuertos pertenecen a la clase de rugosidad 0 5 al igual que un paisaje abierto y llano Coeficiente de potencia del rotor La raz n de la potencia extra da del viento por una turbina e lica y la potencia disponible en la corriente de viento Se divide la potencia el ctrica disponible por la potencia e lica de entrada para medir como de t cnicamente eficiente es un aerogenerador Corrosi n La corrosi n es definida como el deterioro de un material met lico a consecuencia de un ataque electroqu mico de su entorno La experiencia de las plataformas petrol feras marinas ha demostrado que pueden ser correctamente protegidas utilizando una protecci n cat dica el ctrica contra la corrosi n Curva de potencia Una gr fica mostrando la potencia obtenida en un aerogenerador a trav s de un rango de velocidades Densidad de aire La cantidad de masa contenida en una unidad de volumen Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 8 Deutscher Entwicklungsdienst 17 18
96. otaci n que hace posible colocar el rotor de la turbina directamente en el eje del generador sin usar una caja de engranajes Los aerogeneradores grandes conectados a red utilizan generadores que no tienen imanes permanentes sino electroimanes bobinas en el centro Estos generadores pueden girar a una velocidad que es diferente por muy poco de la frecuencia de 1 500 r p m de la red por ejemplo 1 510 o 1 520 r p m En este caso se habla de generadores as ncronos Si la diferencia con la frecuencia de la red es muy grande uno habla de generadores de velocidad variable 5 3 1 Generadores de imanes permanentes Vea la Figura 40 para una visi n general El centro del generador tambi n llamado rotor tiene varios juegos de imanes empotrados en hierro dulce que pueden ser magnetizados muy f cilmente Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 42 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 40 Generador de imanes permanentes Fuente www servocomm freeserve co uk El eje est hecho de acero inoxidable no magnetizado Por tanto se crea un campo magn tico como se bosqueja en la Figura 41 Figura 41 L neas magn ticas en un generador 7 n propia Elaboraci Fuente La cantidad de imanes se elige de tal manera que la m xima fuerza de campo magn tico se alcance en las bobinas llamado estator Los imanes son colocados de manera oblicua para evitar que e
97. r Entwicklungsdienst En resumen la energ a e lica es energ a solar El 501 provoca diferentes temperaturas en el aire que rodea a la tierra lo que origina que haya regiones con baja y alta presi n Estas zonas de presi n junto con el movimiento rotativo de la tierra crean los principales sistemas de viento ver Figura 12 Para tener una idea de la velocidad del viento se ha incluido un mapa mundial e lico Figura 13 y uno de Am rica del Sur Figura 14 Fuente Elaboraci n propia Figura 12 Sistemas globales de viento 4 1 Datos de la velocidad del viento Para determinar cu les son las posibilidades de energ a e lica uno necesita tener datos de la velocidad del viento Lo mejor es hacer las mediciones en el lugar donde se llevar a cabo el proyecto A veces esto no es posible alguien debe ir hasta all a colocar equipos de medici n costosos y por lo menos deben registrarse datos durante unos cuantos meses Por lo tanto en la mayor a de los casos la primera opci n es obtener datos de una estaci n meteorol gica El Estado y las Fuerzas Armadas generalmente poseen estaciones de medici n de viento Los aeropuertos tambi n suelen ser una alternativa En el caso ideal los datos obtenidos de una estaci n meteorol gica pueden ser utilizados para evaluar el r gimen del viento en el lugar proyectado Sin embargo primero deben hacerse algunas revisiones Los datos de una estaci n meteorol gica cerc
98. radores Por ltimo aprender a realizar mediciones y a detectar errores en el sistema Porqu estudiar energ a e lica Las ventajas de la energ a e lica son significativas protecci n al medio ambiente crecimiento econ mico creaci n de puestos de trabajo diversificaci n del suministro de energ a r pida instalaci n innovaci n y transferencia de tecnolog a Su combustible es gratuito abundante e inagotable Pero sobre todo es una alternativa viable para peque os consumos de energ a como en las zonas rurales y aisladas Es una opci n v lida de llevar energ a a aquellas personas que nunca ver n la energ a convencional por ser demasiado cara y dif cil de dar mantenimiento No obstante estas ventajas est n generalmente a n sin explotar La mayor a de las decisiones en materia energ tica que se toman actualmente no contemplan la energ a e lica y sta enfrenta a n muchas barreras y obst culos Fuente www itdg org pe Figura 1 Sistema e lico en zona rural Est surgiendo un consenso internacional respecto al cambio clim tico que manifiesta que seguir como hasta ahora no es una opci n v lida y que el mundo debe cambiar a una econom a basada en energ as limpias La energ a e lica es una herramienta poderosa para el desarrollo sustentable Su desarrollo deber a ser adoptado como una prioridad energ tica en cada pa s El medio ambiente la industria y la econom a pueden obtener beneficios
99. s del orden de la velocidad del viento Mientras que el anem metro est girando se van generando pulsaciones el ctricas las mismas que son contabilizadas Fuente www infomonitors com El aparato s lo mide la velocidad del viento horizontalmente pero es independiente de su direcci n Es importante que el anem metro tenga un momento de inercia sea de construcci n liviana pues un anem metro pesado tender a sobreestimar la velocidad del viento Figura 16 Anem metro Debido a que no se mide la direcci n del viento es necesario de taza contar con una veleta especial Figura 17 Figura 17 Diversas formas de veletas Fuente decoparque com ar Fuente www windpower org Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 21 Deutscher Entwicklungsdienst Temperatura y presi n La energ a del viento es proporcional a la densidad del aire Por lo tanto es importante medir la presi n del aire y tambi n la temperatura Generalmente ambas son medidas en lugares protegidos del sol pero no del viento a m s o menos 2 metros sobre el nivel del suelo Figura 18 Figura 18 Medici n de la presi n y la temperatura La densidad del aire est dada por 288 15 B p 1 225 1013 3 Donde Presi n mbar temperatura del aire p densidad del aire Fuente Elaboraci n propia 2 La temperatura en grados Kelvin K se obtie
100. s meses Los patrones son similares Si no son similares que suceder a durante el mes m s cr tico Qu cantidad de almacenamiento se requiere No olvide que un almacenamiento de m s de unos cuantos d as es por lo general poco factible en t rminos econ micos Cuadro 3 Viabilidad de la energ a e lica de acuerdo al viento existente Menos de 3 m s No muy factible a menos que existan circunstancias especiales Podr a ser una opci n aerobombas pero no para los aerogeneradores 4 5 m s Las aerobombas podr an competir con los equipos Diesel los aerogeneradores aut nomos pueden ser una opci n M s de 5 m s Factible tanto para aerobombas como para aerogeneradores Factible para aerobombas aerogeneradores aut nomos M s de 6 m s conectados a red Infraestructura de mantenimiento Qu sucede si un aerogenerador se malogra Hay los repuestos disponibles Hay un taller a una distancia razonable Familiaridad con la tecnolog a Es importante saber si las personas est n familiarizadas con la energ a e lica Si no lo est n se deber poner mucho inter s en explicar los puntos esenciales necesarios para evitar que el proyecto falle Otras opciones Uno siempre debe fijarse en otras opciones Tal vez la energ a e lica no sea una buena idea bajo ciertas circunstancias Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 16 Deutsche
101. s que requieren poca energ a como refrigeradoras sistemas de alumbrado bombas de agua el ctricas telecomunicaciones etc Ver Figura 6 Fuente www invap net uente www isolener com Figura 5 Molino moderno para Figura 6 Cargador e lico bombeo de agua Aerogeneradores grandes tambi n llamados SCEE WECS en ingl s Son Sistemas Conversi n de Energ a E lica de 1 MW hasta 5 MW generalmente acoplados a una red el ctrica Ver Figuras 7 y 8 8 n 2 3 3 3 3 ES 5 5 Figura 7 Aerogenerador gran Figura 8 Bosque o parque potencia e lico Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 13 Deutscher Entwicklungsdienst Esto no significa que otros tipos de aerogeneradores no sean tiles por ejemplo el aerogenerador Darrieus que posee un eje vertical Figura 9 Sin embargo despu s de haber probado con una enorme cantidad de tipos de molino el aerogenerador de propulsi n ha demostrado ser el mejor por esa raz n son tan populares en el mundo entero lo que quiere decir que si alguien trata de venderle aerogenerador que no sea del tipo de propulsi n tiene derecho a desconfiar Inf rmese primero Cu ntos de stos se han instalado y d nde La curva de potencias ha sido calculada por un instituto independiente etc Vea la siguiente figura para una mejor vista de las caracter sticas aerod
102. se Circuito del regulador para posibles problemas de operaci n c Voltaje incorrecto de las bater as c Vea Para cambiar el voltaje de las bater as del sistema en el manual del modelo tomado como ejemplo d Pantalla de lectura da ada Reempl cela 3 Lecturas err ticas a Interruptor del selector de medidas a Use un limpiador de contactos gire la Pantalla el interruptor a trav s de todas las posiciones una docena de veces Reemplace el interruptor b Tarjeta de circuitos h meda o b Deje secar mojada Roc e con impermeabilizador el ctrico c Tarjeta de circuitos da ada Reemplace o mande repararla Vea Posibles Problemas del Regulador d Pantalla de lectura da ada d Reempl cela 4 Pantalla de Lectura a Necesita ajuste a Vea Procedimiento de calibraci n imprecisa en el manual del modelo tomado como ejemplo b Tarjeta de circuitos da ada b Reemplace tarjeta de circuitos 5 hay regulaci n luz a Voltaje de la bater a por debajo de a Ajuste el par metro seleccionado roja apagada y la posici n seleccionada Revise el voltaje de la bater a Vea disipador de Operaci n normal regulador resistencias fr o autom tico de carga en el manual del modelo tomado como ejemplo b Necesita ajuste b Vea Procedimiento de calibraci n en el manual del modelo tomado como ejemplo Revise el puente jumper del selector de voltaje c Tarjeta de circuitos da ada c Ve
103. stentaci n evita que la fuerza ascensional del labe act e sobre el rotor Rosa de los vientos Sirve para mostrar la informaci n sobre las distribuciones de velocidades del viento y la frecuencia de variaci n de las direcciones del viento Se basa en observaciones meteorol gicas Rotor El componente rotativo de un aerogenerador incluyendo ya sea a los labes y su ensamble o la porci n rotatoria del generador Sustentaci n lift Fuerza de empuje hacia arriba que permite al avi n volar o a los labes girar La sustentaci n es perpendicular a la direcci n del viento Torre Es la parte del aerogenerador que soporta la g ndola y el rotor En los grandes aerogeneradores las torres tubulares pueden ser de acero de celos a o de hormig n Las torres tubulares tensadas con cables s lo se utilizan en aerogeneradores peque os Turbulencia Los cambios en la direcci n y velocidad del viento frecuentemente ocasionados por obst culos Veleta Instrumento utilizado para medir la direcci n del viento en cualquier momento Normalmente va unido a un anem metro Velocidad de arranque La velocidad del viento a la cual el aerogenerador empieza a generar electricidad Velocidad de corte La velocidad del viento de parada cuando el aerogenerador experimenta altas velocidades del viento de unos 25 m s para evitar posibles da os en la turbina o en sus alrededores Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de
104. t cnicos utilizados 10 11 12 13 14 15 16 Aerodin mica Es la parte de f sica que trata el movimiento del aire los efectos producidos por su acci n en los cuerpos Aerogenerador turbina e lica Dispositivo mediante el cual se puede llevar a cabo la captaci n de la energ a e lica para transformarla en energ a el ctrica Aerogenerador de eje horizontal Es aquel en el que la corriente de aire es paralela al eje de rotaci n de los labes palas de la turbina Aerogenerador de eje vertical Es aquel en el que la corriente de aire es perpendicular al eje de rotaci n de los labes palas de la turbina Alabes o palas La superficie aerodin mica que atrapa el viento Anem metro Instrumento de medici n de la velocidad de viento Los m s utilizados son los anem metros de tres copas o cazoletas Angulo azimutal El azimut solar es el ngulo en el plano horizontal entre el sur y el sol en el momento de tiempo para el que ha introducido sus datos El ngulo es positivo antes del mediod a y negativo despu s del mediod a independientemente del hemisferio rea barrido del rotor El rea que cubre al girar el rotor del aerogenerador calculada con la f rmula donde R es el radio del rotor Bosque o parque e lico Emplazamiento de dos o m s aerogeneradores Cargas fuerzas de fatiga Fuerzas fluctuantes a las que est sujeto un aerogenerador sobre todo en emplazamie
105. ter a es de 12 V esto significa que la cantidad de energ a es 12 x 10 x 8 960 Wh 0 96 kWh Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 45 E Sm y AA F Deutscher o Entwicklungsdienst y Ser El estado de carga es la cantidad de energ a a n disponible en la bater a Si el estado de carga es de 30 en la bater a arriba mencionada entonces 0 3 x 0 96 kWh 0 29 kWh est n a n disponibles antes de que la bater a se vac e En la pr ctica la m xima capacidad nunca puede utilizarse Para la mayor a de las bater as es fatal vaciarlas completamente En realidad las bater as de los carros no deben descargarse por m s del 20 30 para que siempre haya un 70 80 sobrante y a n para bater as mejores las llamadas descargas profundas acortan su tiempo de vida La capacidad depende tambi n del grado de descarga A un grado bajo de descarga puede usarse m s energ a de la bater a que bajo un grado de descarga alto El grado de descarga est designado como C 10 significa que el grado de descarga es el grado que causa descarga completa 10 horas Una secuencia de carga y descarga se llama ciclo Un ciclo profundo significa que mucha energ a ha sido liberada digamos 70 Un ciclo superficial significa lo opuesto La vida de la bater a est definida como el n mero de ciclos despu s del cual la capacidad total cargada es s lo el 80 de lo
106. transistor de circuito sencillo Si el voltaje l mite es alcanzado la carga se detendr hasta que el voltaje de la bater a haya descendido hasta un cierto l mite o la carga puede continuar a una proporci n muy peque a s lo para compensar la autodescarga Como el voltaje es temperatura dependiente los controladores de voltaje suelen tener dispositivos para compensar temperatura Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 46 Deutscher Entwicklungsdienst Figura 44 Controlador de voltaje 5 5 2 Inversor Un inversor es un dispositivo que convierte la corriente continua CC a corriente alterna CA Se utilizan para artefactos que requieren CA algunos artefactos o bombas de agua o para hacer conexiones a una red CA ver Figura 45 5 5 3 Balastro dump load 5 5 4 Cables Los modelos m s sofisticados tambi n revisan si la bater a no se ha descargado demasiado Esto puede indicarse por ejemplo con una luz o la carga puede desconectarse Los controladores de estado s lido deben preferirse sobre los controladores con conmutadores de relay antiguos porque ofrecen mayor confiabilidad A menos que sea un experto en electr nica no es recomendable construir controladores usted mismo Mejores son los que puede comprar energy Figura 45 Inversor Un balastro se utiliza cuando la bater a est llena y el viento sigue soplando Como no es
107. tscher Entwicklungsdienst Consumo de energ a 200 O Luces 150 ETV B Refrigerador 100 Consumo de energ a Watt 1234 5 6 7 8 9 1011 1213 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tiempo horas Figura 61 Comportamiento del sistema si hay viento solamente durante el d a Estado de carga de la bater a Estado de carga Wh Tiempo horas 21 23 Fuente Elaboraci n propia Conclusi n A n con este sencillo ejemplo queda claro que el patr n de suministro de energ a e lica es bastante importante para determinar el tama o de la bater a requerida Si estos datos no est n disponibles no tiene sentido realizar c lculos detallados y el tama o s lo podr estimarse 6 6 C mo se selecciona un aerogenerador Recomendaciones Adem s del potencial de viento y del uso planeado el tama o y tipo del equipo afecta grandemente la producci n de energ a El rea de barrido del rotor est en funci n al cuadrado de la longitud del labe el radio del rea de barrido del rotor Un aumento modesto en la longitud del labe eleva la producci n de energ a y la costo eficiencia Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 68 Deutscher Entwicklungsdienst Cada aerogenerador es diferente a pesar de que aparentemente poseen similares ndices de energ a Algunas m quinas est n dise adas para oper
108. tscher Entwicklungsdienst 7 8 Instalaci n de las bater as Adquisici n de bater as Los sistemas de f brica contienen el banco de bater as sugerido Vea el ejemplo de una serie de aerogeneradores en el cuadro a continuaci n para conocer el tama o m nimo de bater as Cuadro 17 Tama o m nimo de bater as Potencia del aerogenerador w 450 900 950 1000 3000 Voltaje del banco de bater as 12 24 24 48 M nimo Amperios hora 200 200 400 400 estimado para 20 horas 2 bater as 4 bater as 8 bater as 16 bater as M nimo Kilowatt hora Volt x gt 4 8 16 1000 Nota Las bater as deben ser ciclo profundo se pueden descargar hasta un 50 60 Selecci n del lugar para instalar las bater as Ubique las bater as en un lugar fresco seco y deshabitado Ponga a funcionar la energ a AC desde el inversor hasta la casa o sitio de consumo Si las bater as est n en un lugar habitado este debe ser cerrado y tener suficiente ventilaci n Siga los c digos de seguridad de cada pa s Observe los siguientes diagramas para la instalaci n seg n las configuraciones del sistema en serie paralelo Determine la configuraci n en serie paralelo y construya un estante o monte las bater as sobre un mueble resistente en madera tratada Deje 5 cm alrededor para ventilaci n Deje 60 cm de separaci n vertical para el acceso a los terminales y revisi n del a
109. ue cada labe perturba el flujo de aire del siguiente labe Este no es un problema para las aerobombas lentas que tiene baja eficiencia de todas maneras pero este efecto si cuenta para los aerogeneradores grandes Cuadro 8 Velocidad espec fica y n mero de labes 1 2 3 4 5 8 8 15 espec fica N mero de labes 6 20 4 12 3 6 2 4 2 3 1 2 Proyecto ID 772 Promoviendo mercados locales articulados de energ as renovables 38 Deutscher Entwicklungsdienst Por qu tienen torsi n los labes Para hacer uso ptimo de las fuerzas de sustentaci n creadas por el viento el ngulo entre la cuerda del labe y la velocidad del viento visto por el labe el ngulo de ataque debe tener cierto valor generalmente unos pocos grados El viento incidente en el labe es la suma vectorial de la velocidad del viento real y la velocidad del labe mismo La velocidad del labe en la ubicaci n r desde el centro del rotor es Va r Q r 6 Donde velocidad del labe ubicaci n m s r radio velocidad del rotor rad s Para obtener el ngulo de ataque ptimo en todos los radios si la velocidad del labe cambia con el radio se requiere la torsi n Sin embargo mucho de la energ a viene de la parte exterior del labe por lo que un labe sin torsi n que es casi correcto en la parte exterior pero no en la interior puede todav a trabajar bien y es m s f
110. venta De ser posible visite algunas de los aerogeneradores del tipo que usted est pensando comprar Averig e cu l es la estaci n de servicio m s cercana Preg ntele al proveedor cu ntos aerogeneradores ha vendido ya Deber a estar en capacidad de brindarle nombres de algunos clientes para referencias Ambiente Los factores m s importantes son la velocidad m xima del viento que puede esperarse en el lugar de instalaci n la velocidad del viento de supervivencia del aerogenerador es lo suficientemente alta y el rango de temperatura la humedad y el contenido de sal de la atm sfera La arena tambi n podr a ser un problema Todos los soportes y el generador deber n estar de preferencia absolutamente cerrados por ejemplo de acuerdo al est ndar IP55 Documentaci n La documentaci n tambi n da confiabilidad en el fabricante Tom mucho tiempo antes de que el fabricante le d informaci n Hay suficiente informaci n relacionada a la m quina Si la informaci n no es muy clara generalmente indica que el aerogenerador no es confiable Esto se aplica tambi n a los manuales de instalaci n Precio No hay m quinas muy baratas Es simplemente imposible fabricar una m quina muy econ mica que tambi n sea confiable Busque informaci n de algunas marcas conocidas El precio de los competidores muy por debajo del promedio debe tomarse con desconfianza Acabado del producto Algunos aspectos aparentemente superf

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