"Mi sistema minihidráulico"

Pruebas con turbina de 8 alabes a diferentes alturas: 

Pruebas con turbina de 6 alabes a diferentes alturas: 

CONCLUSIONES:

Considero que son muchos los factores que influyen en el funcionamiento correcto de una mini central hidráulica, empezando por localizar el punto, donde el potencial del agua brindara la energia cinética necesaria para que la turbina pueda convertirla en energia mecánica y el generador en energia eléctrica, otro factor importante es la selección de materiales que se deben utilizar en los componentes principales de generación, y que a su vez estos sistemas estén controlados por dispositivos capaces de controlar a los elementos cuando estos presenten eventualidades. Tanto la turbina hidráulica que es el equipo esencial de una central hidroeléctrica para convertir la energia cinética y potencial del agua como el generador eléctrico que es la parte medular en el proceso de generación de energía eléctrica. Como tal, el generador se considera equipo primario dentro de las plantas de generación, por lo cual se debe de contar con dispositivos que presenten un alto nivel de protección, así como un monitoreo continuo y detección oportuna ante eventualidades.

Como se observa en los gráficos entre más elevación tenga el contenedor de agua, este impactará con mayor fuerza los alabes de la turbina y la hará girar mas rápido y en consecuencia producirá mas potencial. Lo que si me sorprendió es que al aumentarle de alabes, de 6 a 8 pensé que iba a aumentar la generación de potencial y no solo se hizo mas estable y no tenia picos bruscos de potencial lo que si pasaba con la turbina de 6 alabes.

"Mi sistema Eólico"

 

Construcción de mi sistema eólico.

funcionamiento y medición de parámetros.

Graficas de mediciones.

Control eléctrico y almacenamiento

 

Material	Funcion	Referencia
Madera y carton	Orientacion del aerogenerador	F. D. Bianchi, H. De Battista, and R. J. Mantz, Wind turbine control systems: principles, modelling and gain scheduling design: Springer, 2007
Interruptor	Control de la energia generada.	E. Gonzalez, F. Vazquez, F. Morilla, and D. Diaz, "Modelo Matemático y Modos de Operación de un Aerogenerador de Velocidad Variable," presented at the IX Congreso Internacional sobre Innovación y Desarrollo Tecnológico, Cuernavaca Morelos, México, 2011.
bateria	Almacenamiento de energia.	Proyecto: CARGADOR DE BATERÍAS PARA AEROGENERADOR SAVONIUS HELICOIDAL. Vicente Pichardo Calbet (2010).
multimetro	Aparato para medir el voltaje producido	Proyecto: CARGADOR DE BATERÍAS PARA AEROGENERADOR SAVONIUS HELICOIDAL. Vicente Pichardo Calbet (2010)

Los sistemas de control aplicados a los Sistemas de Conversión de Energía Eólica (Wind Energy Conversion Systems WECS) no son una tarea fácil:

Estos pueden operar bajo dos modos:

 

Velocidad constante: En este caso la turbina eólica opera a una velocidad constante sin importar los cambios de velocidad y dirección del viento, almacenando la energía producida en una batería y transformándola por medio de un convertidor a una señal de corriente alterna con las características de voltaje y frecuencia de la red eléctrica; estos sistemas son utilizados cuando el WECS está alejado de la red eléctrica. Esta configuración es la más simple pero también la menos eficiente, ya que la potencia entregada se ve afectada por las ráfagas y turbulencias del viento.

 

Velocidad variable: Mediante el seguimiento de máxima eficiencia de potencia a bajas velocidades del viento, y la regulación de la velocidad angular y potencia de los valores nominales del generador eléctrico para fuertes vientos, esta configuración busca mejorar la eficiencia del sistema en modo de velocidad variable. Para lograr este objetivo se emplean configuraciones complejas que implica la utilización de convertidores de potencia para transformar la energía en una señal de corriente directa, para volver a transformarla en una señal de corriente alterna con los requerimientos de la red eléctrica; este modo de operación es útil para la interconexión a la red.

Controles de energia.

Un controlador o regulador de carga eólica serán los encargados de rectificar la corriente generada y de garantizar que tu turbina no sobrecargue la batería, además de limitar la velocidad a la que las palas de la turbina pueden girar cuando la batería está llena o cuando haya vientos fuertes. A menos que la turbina eólica tenga un sistema de seguridad incorporado, se debe utilizar un controlador de carga especialmente diseñado para operar con la turbina eólica de forma segura

Inversor:

El inversor es un elemento útil para convertir la energía eólica almacenada en las baterías o producida por los generadores de viento. es decir, convierte la corriente directa a corriente eléctrica (o alterna) de la casa.

Almacenamiento de energia.

Las baterías para energía eólica funcionan convirtiendo la energía eléctrica, mediante procesos químicos, para poder almacenarla. La electricidad como tal no se puede conservar, por lo que es necesario realizar distintos procesos, tanto químicos como mecánicos, para ello. Una vez almacenada, las baterías liberan la energía en forma de corriente continua, con procedimientos controlados, empleando tres componentes principales:

• Electrodo positivo
• Electrodo negativo
• Electrolito 

Los sistemas de almacenamiento eléctrico con baterías son una apuesta de futuro con mucho potencial gracias al abaratamiento de esta tecnología y la progresiva mejora de su eficiencia.

 

PROYECTO DE AERO GTENERADOR:

   

·         En el caso de mi aerogenerador la Orientación será mediante la cola del aerogenerador. Disposición a barlovento (con un palillo y un cartón.)

 

·         Para el control de energia eléctrica dotare el sistema de un interruptor para cortar la energia producida por el aerogenerador al sistema,

 

·         Para el almacenamiento de energia colocare una pila de recargable en el circuito.

 

·         El controlador lo sustituiré con un multímetro para ver cuanta carga está produciendo el sistema.

 

·         Y el inversor de corriente solo lo pondré como un elemento para señalar que ese elemento cambia la corriente directa a corriente alterna para ser utilizado en los hogares

Construcción de mi aerogenerador

 

ESQUEMATICO DE PROTOTIPO DE SISTEMA EOLICO.

En el diagrama esquemático podemos observar el diseño de un sistema eólico que será construido a base de materiales reutilizables seleccionados. Se observa para la base del prototipo se utilizará cartón, de igual forma para la casa, se construirá con cartón y se dotara de un foco led que simulara la carga de energia eléctrica a la cual se quiere satisfacer para la base del aerogenerador se ocupara cartón, para construir la torre se fijara un tubo de cartón o metal con orificio para pasar dentro los cables, en la partes superior de la torre, estará colocado un motor de carrito de control remoto de 3v a 6v, el cual simulara el generador, para las palas se utilizara madera o cartón reforzado con esmalte de uñas para dar la curvatura y dureza al material y así cuando reciba el aire pueda moverse y generar corriente directa. Adicional a este con un multímetro  vamos a medir cuanto voltaje nos estará produciendo esta turbina eólica a escala.

 

Los materiales serán los siguientes:

 

Cartón.

Esmalte de uñas.

Tubo metálico o de cartón.

Led

Cable eléctrico.

Plástico.

Palo de madera.

Motor 3v.

 

Herramientas:

Tijeras

lápiz

Regla.

Multímetro.

Cautín.

Estaño.

Pasta para soldar.

 

 

Bibliografías:

 

Hernán Reynoso, (2019) “construcción de generador eólico casero” Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=cgdhTouEPjk

 

Unhiro, (2021) “Haga un increíble modelo de generador eólico con reciclables” Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=OYYI84Aji-g

Componentes de un aerogenerador

 

La primer turbina la ubique en la llanura con una longitud de hoja de 40 m, con una torcion de medula de punta de 10° hoja blange, perfil ancho y grueso con una altura de 100 m la mejore con recina 3M, WPT Y WPA produce 324,667 vatios , con uan dencidad del aiere de 7.5, los costos de la generacion de vatios es de0.26 vatios /unidad y alimenta a 216 hogares.

 

La segunda turbina la ubique en la lmontaña con una longitud de hoja de 45 m, con una torcion de medula de punta variable con hoja blange, perfil ancho y superficie super delgada con una altura de 120 m; la mejore con Riblests, relleno Y WPA, produce 779,299 vatios , con una dencidad del aiere de 8.5, los costos de la generacion de vatios es de 0.24 vatios /unidad y alimenta a 520 hogares.

 

La tercer turbina la ubique en el mar con una longitud de hoja de 37 m, con una torcion de medula de punta 5°, sin hoja blange, perfil delgado y superficie super delgada con una altura de 60 m; la mejore con Riblests, relleno Y WPA, produce 264,038 vatios , con una dencidad del aiere de 6.5, los costos de la generacion de vatios es de 0.19 vatios /unidad y alimenta a 176 hogares.

 

Como me pude dar cuenta la que cumple el requerimiento es el aerogenerador #2 el cual esta ubicado en una colina, y es el que satisfase la demanda de los 400 hogares.

MAPA EOLICO DE MEXICO

 

Mapa eólico actual de México.

Los estados que actualmente están produciendo energía eólica son lo siguientes:

• Baja California: 196 MW  con una velocidad promedio del viento de 12.5 km/h.
• Sonora: 2 MW con una velocidad promedio del viento de 16.5 km/h.
• Coahuila: 397 MW con una velocidad promedio del viento de 12.6 km/h.
• Nuevo León: 524 MW con una velocidad promedio del viento de 12.2 km/h.
• Tamaulipas: 1,163 MW con una velocidad promedio del viento de 12.2 km/h.
• San Luis Potosí: 200 MW con una velocidad promedio del viento de 12.5 km/h.
• Zacatecas: 230MW con una velocidad promedio del viento de 28.8 km/h.
• Jalisco: 179 MW con una velocidad promedio del viento de 16.7 km/h.
• Oaxaca: 2,756 MW con una velocidad promedio del viento de 17.5 km/h.
• Guanajuato: 105 MW con una velocidad promedio del viento de 18.3 km/h.
• Puebla: 287 MW con una velocidad promedio del viento de 12.5 km/h.
• Yucatán: 206 MW con una velocidad promedio del viento de 13.1 km/h.
• Quintana Roo: 1.5 MW con una velocidad promedio del viento de 11.5 km/h.
• Chiapas: 49 MW con una velocidad promedio del viento de 13.3 km/h.

Desde el punto de vista económico:

Para el 2021 el sector eólico estimó inversiones en nuestro país por 500 millones de dólares (mdd) desde los 1,300 mdd desembolsados el año pasado(2020). 

Además el sector eólico en México genera hoy 5.24 empleos por MW, para llegar a un total de 16 mil puestos laborales en todo el país.

Conclusión:

De acuerdo a mi investigación considero que México tiene la posibilidad de ser líder en la generación de energía eólica. como pude darme cuenta solo hasta 2019, México contaba con más de 6,237 mega watts instalados de energía eólica. La cual ubicó al país en el lugar 16° a nivel global, aunque en 2020 se llegó a superar la marca de los 7,000 mega watts. También pude conocer que la mayor parte de las plantas de energía eólica en función se ubican en Oaxaca. Sin embargo, esta es apenas una de las 14 entidades que cuentan con instalaciones para aprovechar el viento como fuente energética. En el 2020, Tamaulipas generaba 1,477 mega watts por medio del viento. No obstante, se tenía planeada la construcción de cuatro parques eólicos, con los cuales su capacidad aumentaría hasta los 1.9 giga watts.

 

Gracias a la promulgación de la Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética en 2013, las autoridades promovieron diversas regulaciones para promover el desarrollo de la energía eólica en México. Sin embargo, la actual administración ha impulsado cambios en las normas a fin de privilegiar la compra de energía generada por la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Podemos decir que nos encontramos en un momento histórico; en el que todos los sectores de la sociedad tenemos que mirar hacia las energías renovables como la alternativa más viable para lograr una transición energética con soberanía; en beneficio de México y del medio ambiente.

 

Línea del tiempo del panorama de la energía eólica en México: