El documento resume la historia y características de la energía eólica. Explica que los egipcios fueron los primeros en aprovechar la energía eólica para moler grano y regar campos. Más tarde, en el siglo XIX, se desarrollaron molinos de viento más avanzados y en la actualidad se usan aerogeneradores para producir electricidad de forma renovable. El documento también analiza factores como la velocidad y densidad del viento necesarios para generar energía eólica de manera eficiente.

1. ENERGÍA EÓLICA
José Luis Galante Martín
Ruymán Hernández Herrera

2. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 2
Historia
• Primer aprovechamiento: Egipcios
• En el siglo VII d.C. surgen molinos elementales
en Persia para el riego y moler el grano
• A partir de los siglos XII-XIII empieza a
generalizarse el uso de los molinos de viento
• Estos molinos se mantienen hasta el siglo XIX
• En1802, Lord Kelvin, asoció un generador
eléctrico para obtener energía eléctrica.

3. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 3
• En la segunda mitad del siglo XIX aparece el
Molino multipala tipo americano que sentará las
bases para el diseño de los modernos
generadores eólicos
• Entre las guerras mundiales cuando aparecieron
los proyectos de grandes aerogeneradores de
dos o tres palas
• El bajo precio del petróleo determina la
suspensión de los grandes proyectos en todo el
mundo
• Con la primera crisis del petróleo se reinician los
proyectos

4. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 4
Características generales
• La energía eólica es una energía renovable, es
decir que nunca se acaba
• Forma indirecta de energía solar, las diferencias
de temperatura y presión en la atmósfera por
absorción de la radiación generan el viento
• Las zonas más favorables, regiones costeras y
grandes estepas, donde hay vientos constantes,
velocidad media >30 Km/h

5. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 5
Disposición a lo largo de la
línea de costa

6. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 6
Cuantificación de la energía
existente en el viento
• Un aerogenerador obtiene su potencia de
entrada convirtiendo la fuerza del viento
en un par actuando sobre las palas del
rotor
• Depende de la densidad del aire, del área
de barrido del rotor y de la velocidad del
viento.

7. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 7
Ecuación de la potencia
P = 1/2ρAv3
P = Potencia en W
ρ = densidad del aire en Kg/m3
A = Superficie en m2
V = Velocidad del viento en m/s

8. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 8
Coeficiente de potencia
Cp = PA(v) / (1/2ρAv3 )
Limite de Beltz = 59%

9. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 9
Variables a tener en cuenta
• Velocidad media del viento y distribución
de frecuencias de la velocidad
• Distribución de frecuencias en las
diferentes direcciones (rosa de vientos)
• Variación del viento con la altura.
• Valores extremos (ráfagas).

10. Expresión para evaluar la
velocidad del viento
V=V0 (h/h0)n
V= velocidad del viento, a la altura h respecto al suelo
V0= velocidad del viento conocida a un altura h0
h= altura a la que se desea estimar la velocidad del viento.
h0= altura de referencia.
n= valor que depende de la rugosidad del terreno.

11. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 11
Valores de n
Tipo de terreno
n
Liso (mar,arena,nieve) 0,10-0,13
Moderadamente rugoso 0,13-0,20
Rugoso (bosques, barrios) 0,20-0,27
Muy rugoso
(ciudades, edificios altos) 0,27-0,40

12. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 12

13. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 13
Tipos de aerogeneradores
• Eje horizontal
• Eje vertical
Darreius
Giromill

14. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 14
Aerogenerador Darreius
(eje vertical)

15. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 15
¿Cómo funciona un
aerogenerador de eje horizontal?
• Componentes
Torre
Rotor
Multiplicador
Generador
Góndola
Sistemas hidráulico
Sistemas eléctrico
Anemómetro y veleta

16. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 16
Aerogenerador de eje horizontal

17. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 17
• Góndola
• Contiene los componentes clave del aerogenerador
• El personal de servicio puede entrar en la góndola desde la torre de
la turbina
• A la izquierda de la góndola está el rotor del aerogenerador, es
decir, las palas y el buje
• Palas
• Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje
• En un aerogenerador moderno de 1000 kW cada pala mide
alrededor de 27 metros de longitud
• Buje
• El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del
aerogenerador

18. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 18
• Eje de baja velocidad
• Conecta el buje del rotor al multiplicador
• El eje contiene conductos del sistema hidráulico para permitir
el funcionamiento de los frenos aerodinámicos
• Multiplicador
• Permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha
gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad
• Eje de alta velocidad
• Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m.
• Equipado con un freno de disco mecánico de emergencia

19. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 19
Generador

20. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 20
• Controlador electrónico
• Monitoriza las condiciones del aerogenerador y controla
el mecanismo de orientación
• En caso de cualquier disfunción para el aerogenerador y
llama al ordenador
• Sistema de orientación
• Activado por el controlador electrónico, que vigila la
dirección del viento utilizando la veleta

21. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 21
Torre

22. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 22
Tipos de torres
• Torres tubulares de acero
• Torres de celosía
• Torres de mástil tensado con vientos

23. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 23
Veleta

24. TECNOLOGÍA
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Ventajas
• Es una fuente de energía segura y renovable.
• No produce emisiones a la atmósfera ni genera
residuos, salvo los de la fabricación de los equipos y el
aceite de los engranajes
• Se trata de instalaciones móviles, cuya desmantelación
permite recuperar totalmente la zona
• Rápido tiempo de construcción (inferior a 6 meses)
• Es una buena fuente de energía para sitios aislados.
• Beneficio económico para los municipios afectados
(canon anual por ocupación del suelo). Recurso
autóctono
• Su instalación es compatible con otros muchos usos del
suelo
• Se crean puestos de trabajo

25. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 25
Inconvenientes
• Impacto visual: su instalación genera una alta
modificación del paisaje
• Impacto sobre la avifauna: principalmente por el choque
de las aves contra las palas, efectos desconocidos
sobre modificación de los comportamientos habituales
de migración y anidación
• Impacto sonoro: el roce de las palas con el aire produce
un ruido constante, la casa mas cercana deberá estar al
menos a 200 m. (43dB(A))
• Imposibilidad de ser zona arqueológicamente
interesante
• Fuente de energía aleatoria e intermitente, resulta
arriesgado depender de ella si no se cuenta con algún
sistema que la acumule

26. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 26
Contaminación producida por
diferentes tipos de energía

27. TECNOLOGÍA
ENERGÉTICA 27
Evolución de la energía eólica en
España (2003-2005)
CA
Hasta 2003
(MW)
En 2004
(MW)
%04/03
En 2005
(MW)
%05/04
TOTAL a
31/12/2005
(MW)
% sobre
TOTAL
Andalucía 234,63 127 54,13% 86,61 23,95% 448,24 4,47%
Aragón 1027,845 179,09 17,42% 200,2 16,59% 1407,135 14,03%
Asturias 122,24 23,77 19,45% 18 12,33% 164,01 1,64%
Baleares 0 3,65 0,00% 0 0,00% 3,65 0,04%
Canarias 123,535 5,95 4,82% 0 0,00% 129,485 1,29%
Castilla La Mancha 854,46 731,04 85,56% 432,16 27,26% 2017,66 20,12%
Castilla y León 943,62 579,55 61,42% 293,7 19,28% 1816,87 18,12%
Cataluña 86,45 7,92 9,16% 49,5 52,45% 143,87 1,43%
Comunidad Valenciana 20,49 0 0,00% 0 0,00% 20,49 0,20%
Galicia 1656,265 445,94 26,92% 267,07 12,70% 2369,275 23,63%
La Rioja 271,87 75 27,59% 61,75 17,80% 408,62 4,07%
Murcia 32,47 16,5 50,82% 6 12,25% 54,97 0,55%
Navarra 747,76 102,1 13,65% 49,5 5,82% 899,36 8,97%
País Vasco 84,77 0 0,00% 59,5 70,19% 144,27 1,44%
TOTAL 6206,405 2297,51 37,02% 1523,99 17,92% 10027,905
100%