?Universidad de San Carlos de Guatemala
Facultad de Ingeniería
Escuela de Mecánica Eléctrica
FACTIBILIDAD DEL DISEÑO DE UN AEROGENERADOR A BAJA ESCALA EN EXTRACTORES EÓLICOS ATMOSFÉRICOS DE TURBINA.
MARIO JOSÉ CASTRO TAKS 200010949
Asesorado por Ing. Byron Arrivillaga
GUATEMALA, 18 MAYO DE 2015
INTRODUCCIÓN
Los sistemas de restitución energética eólica son opcionesrentables en la optimización de los vientos del planeta. Un extractor atmosférico eólico hace uso óptimo del flujo de aire en diferencia de dos ambientes, intercambiando mecánicamente el ciclo de temperaturas entre ellos. La acción mecánica circular de estos, es una variable importante en el diseño de aerogeneradores, sistemas que restituyen la acción mecánica en energía eléctrica y es motivo deestudio para ser una fuente de generación alternativa de energía.
La primera etapa de desarrollo es el análisis de los factores físicos que inciden en la acción del intercambio de aire y temperatura entre dos medios y como estos influyen en los movimientos mecánicos. También se observará el entorno geográfico de implementación de estos extractores, viento y temperatura; variables muy importantes porsus implicaciones en las curvas de desempeño de los sistemas de ventilación y aerogeneradores.
La segunda etapa se estudiará la mecánica estructural de los extractores eólicos de turbina y su connotación ante un elemento de carga adicional que formará parte del sistema del aerogenerador, las perdidas en la eficiencia debidas al torque adicional por acción de una caja multiplicadora en relación1:50 en conjunto a un motor de alta velocidad.
La tercera etapa consiste en diseñar un sistema aerogenerador, en baja escala, que produzca energía de corriente directa en su salida de potencia, usando caja multiplicadora en el elemento rotativo, elementos rectificadores para optimizar la entrada y capacitivos para el almacenaje y potencia.
Un sistema de control automático de velocidades ytemperaturas para el óptimo aprovechamiento del movimiento mecánico producido por el aire y la presión en diferencia de temperaturas ambientales en dos escenarios con la inclusión de un microcontrolador Para hacer la etapa de control de velocidad, temperatura, conexión y desconexión del aerogenerador así como la regulación del sistema de potencia. Los temas a evaluar en el diseño se basan en:
1.Componentes.
1.1. Elementos que formaran los sistemas de control del aerogenerador.
2. Sustentación.
2.1. El sistema debe ser autosustentable, es decir la energía producida debe permitir el funcionamiento de los componentes electrónicos y dar un excedente considerable.
3. Pérdida y resistencia.
3.1. Observar las ganancias de desempeño del sistema aerogenerador y extractor eólico.
4. Suma develocidades.
4.1. Verificar velocidades nominales, frenado y superficiales
5. Aerodinámica del rotor.
5.1. Al ser un extractor a turbina su análisis se basa en el la velocidad de giro y sus alcances y límites.
6. Control de potencia.
6.1. La etapa de captura, rectificación y almacenaje
7. Torres.
7.1. En función en que área estará instalado y su posible adaptabilidad con el aerogenerador.
8. Tamaño deturbinas.
8.1. Existen extractores de diferentes tipos, la adaptabilidad a un cierto tipo de estos con el aerogenerador será planteado en el diseño
9. Seguridad en turbinas y trabajo.
9.1. Se analizarán y diseñaran sistemas de control para el óptimo funcionamiento en el acople turbina-generador.
Las tres etapas darán un plano más claro de la factibilidad de la utilización de generar esta energíarenovable en sistemas de ventilación preexistentes en el mercado industrial y del hogar en muchos casos.
JUSTIFICACIÓN
El efecto invernadero y el calentamiento global por contaminación de hidrocarburos y otros gases han dado repercusiones al planeta por su uso prolongado como fuente de energía. Esto hace que se plantee la necesidad de sustituirlo por formas de…