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Energía eólica

Antecedentes hist√≥ricos. Circulaci√≥n general. Tipos de vientos. Velocidad del viento. Ley exponencial de Hellmann. Energ√≠a √ļtil del viento. Curvas de potencia. Representaci√≥n estad√≠stica del viento. Distribuciones de Rayleigh y Weibull
Fuerzas sobre un perfil. Polar de un perfil. Fuerzas de arrastre y ascensional en perfiles fijos. Acción del viento sobre el perfil, potencia y rendimiento. Nomenclatura de perfiles. Fuerzas de arrastre y ascensional en perfiles móviles. Fuerzas de par y axial. Par motor. Rendimiento aerodinámico de las hélices. Potencia y par motor máximos. Modelo teórico de Betz. Rotor multipala. Fuerza axial de una hélice multipala. Cálculo de la fuerza de par y par motor. Teoría turbillonaria de hélices eólicas. Optimización de una central eólica


M√°quinas e√≥licas de eje horizontal y de eje vertical. Aerogeneradores de eje horizontal. Cargas que act√ļan sobre el rotor. Vibraciones. Materiales de construcci√≥n. Dimensionado de las palas. Sistemas cl√°sicos de regulaci√≥n de la velocidad de giro. Mecanismos de orientaci√≥n. Tendencias actuales en el dise√Īo de la altura de la torre y di√°metro del rotor. Torres flexibles y r√≠gidas. Tendencias actuales en el dise√Īo de aerogeneradores: paso variable y paso fijo, velocidad variable y fija. Deslizamiento variable. Velocidad variable con generador de inducci√≥n doblemente alimentado. Velocidad variable con generador s√≠ncrono multipolo.
Par√°metros pr√°cticos utilizados en el dise√Īo de m√°quinas e√≥licas. Relaci√≥n de velocidad perif√©rica TSR. Relaciones pr√°cticas entre Cx y Cy. Factor de actividad. Rendimiento aerodin√°mico. Coeficiente de par. Dimensionado de un rotor e√≥lico: area frontal barrida por la pala, tama√Īo de las palas (coeficiente de solidez). Resistencia aerodin√°mica del rotor: fuerza centr√≠fuga. Resistencia aerodin√°mica de la pala: momento flector de la pala. Momento de torsi√≥n del eje de giro. Dise√Īo y c√°lculo simplificado de aerogeneradores e√≥licos r√°pidos de eje horizontal: di√°metro del rotor, acoplamiento rotor e√≥lico-generador el√©ctrico. Solidez y n√ļmero de palas. Perfil de la pala. C√°lculo del coeficiente ascensional m√°ximo. Longitud de la cuerda, y c√°lculo de la relaci√≥n (R/L) de la pala. Correcci√≥n del √°ngulo de incidencia. C√°lculo del √°ngulo de calaje. Dise√Īo y c√°lculo simplificado de aerogeneradores e√≥licos lentos de eje horizontal. Molinos multipala. Descripci√≥n y posibilidades de los aerogeneradores de eje vertical: anem√≥metros, aerogeneradores Savonius y Darrieux. Otros tipos de m√°quinas e√≥licas: difusores, alas delta, generador Andreu-Enfield, sistemas tornado, chimenea e√≥lico-solar, rotor Savonius con difusor

El programa americano: Aerogenerador Smith-Putnam de 1,25 MW
Percy Thomas de 6,5 MW, experimentales MOD 0 de 100 kW, MOD 1 y MOD 2. Aerogeneradores experimentales de 4, 6,2 y 7,5 MW. Finlandia, Rusia, Hungr√≠a, Holanda, Italia, Suecia, Dinamarca: Aerogenerador de Tvind, NIBE, Volund, Kurian, Holger Danske y Dansk Vindkra√≠t. Alemania: Aerogeneradores Growian de 265 kW y 3 MW. Francia: Aerogenerador Andreau Enfield, Best Romani de Noi-le-R√©gent de 800 kW, Neyrp√≠c de 132 kW y de 800 kW de St. R√©my des Landes (Manche), Aerowatt , Enag y Aeroturbine.- Inglaterra: Aerogenerador de Smith (Isla de Man), Aerogenerador de 3,7 MW en las islas Orkney. Espa√Īa: Actualizaci√≥n al a√Īo 2000. Parques e√≥licos de La Muela (Zaragoza), Estaca de Bares (La Coru√Īa), Cabo Creus (Gerona), Monte Ahumada (C√°diz), Cabo Villano. Aerogenerador AE20.. Condiciones de venta a la red. Proyectos ut√≥picos, Heronemus, Edgar Nazare, Aurora, Heidmann, Valioukine, Obert, Herter

Opciones de dise√Īo en generadores y conexi√≥n a red. Opciones de velocidades del generador: velocidad constante, velocidad pr√°cticamente constante y Velocidad variable. Sistema de refrigeraci√≥n y control. Velocidad de la aeroturbina: Funcionamiento por variaci√≥n del √°ngulo de paso (\"Pitch control\"), control por p√©rdida aerodin√°mica (‚ÄúStall control‚ÄĚ), control activo por p√©rdida aerodin√°mica (‚ÄúActive stall control‚ÄĚ), control de la potencia. Aerogeneradores de velocidad constante: comportamiento respecto a la red. Aerogeneradores de velocidad variable: con control pitch, con generador as√≠ncrono de rotor devanado y convertidor electr√≥nico entre el rotor y la red. Comportamiento respecto a la red con control de paso de pala, equipados con generador s√≠ncrono, acoplados directamente al eje de la turbina √≥ a trav√©s de una caja multiplicadora. Comportamiento respecto a la red: conexi√≥n rotor-alternador. Sistemas de conexi√≥n a la red: Conexi√≥n indirecta de aerogeneradores a la red, generaci√≥n de corriente alterna (AC) a frecuencia variable, conversi√≥n a corriente continua, conversi√≥n a corriente alterna de frecuencia fija. Filtrado de la corriente alterna. Ventajas de la conexi√≥n indirecta a red; velocidad variable. Desventajas de la conexi√≥n indirecta a red. Comportamiento ante los huecos de tensi√≥n: Generador jaula de ardilla, generador as√≠ncrono doblemente alimentado y generador s√≠ncrono de velocidad variable. Otros componentes: controlador electr√≥nico de la turbina e√≥lica, comunicaci√≥n con el exterior, comunicaciones internas. Mecanismos de autoprotecci√≥n. Control de la calidad de la potencia en aerogeneradores, control de la potencia reactiva, compatibilidad electromagn√©tica. Anexos: Aeroturbinas con generadores s√≠ncronos. Sistema de acoplamiento directo aeroturbina-generador s√≠ncrono. Cambio de la velocidad de rotaci√≥n del generador. Aeroturbinas con generadores as√≠ncronos (inducci√≥n): rotor de jaula de ardilla como motor y como generador. Deslizamiento del generador. Cambio del n√ļmero de polos del generador. Generador de n√ļmero de polos variable, dos velocidades. Generadores de deslizamiento variable. Nomenclatura y esquemas el√©ctricos y electr√≥nicos


Concepto de parque eólico. Impacto ambiental de los aerogeneradores eólicos: efectos meteorológicos sobre el microclima y sobre la fauna y flora. Ruido, Interferencias con ondas de televisión y radiocomunicaciones. Consumo de energía, seguridad y utilización del terreno. Protección contra el rayo.- Formas de conexión de parques eólicos a la red eléctrica: aerogeneradores con máquina de inducción doblemente alimentada y red de MT, aerogeneradores con máquina de inducción y compensación de reactiva centralizado, aerogeneradores con control de velocidad individual a través de una red interna de continua, aerogeneradores sin control de velocidad individual con una red interna de continua. Efectos de la conexión de un parque eólico a la red eléctrica. Variación de la tensión en la conexión de los aerogeneradores. Parques off-shore. Aerogeneradores flotantes.
Se hace un recorrido por distintas culturas antiguas, sobre algunos dispositivos que utilizaban la energía del viento para moler, regar o navegar, y se concluye en el siglo XIX con molinos europeos y americanos

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