Funcionamiento y Costos de los Aerogeneradores


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Funcionamiento y Costos de los Aerogeneradores


Bienvenido a esta página informativa de Mppt Solar. Esta página nació de la voluntad de Mppt Solar de ayudar a clientes y no clientes en el buen diseño de una planta eólica doméstica para la producción gratuita de energía eléctrica con el fin de hacer que todos quienes viven en zonas de viento sean libres energéticamente y de contribuir en la construcción de un mundo limpio y mejor.



¿Qué es una planta eólica?

Es una planta que transforma la energía cinética del viento, primero en energía mecánica a través de la rotación de palas eólicas y luego en energía eléctrica a través de la acción de un generador eléctrico conectado a las palas.



¿Qué son las plantas eólicas off grid?

Son el tipo de plantas eólicas independientes usadas en la producción de energía eléctrica para el autoconsumo; no están conectadas a la red eléctrica nacional pues están proyectadas para satisfacer completamente la necesidad de energía. Las plantas eólicas off grid son ideales para cabañas de montaña, pequeñas o grandes embarcaciones, alumbrado público, dispositivos de transmisión posicionados en condiciones ambientales particulares, viviendas no servidas por la red eléctrica nacional y muchas otras cosas. También hay personas que, a pesar de tener la posibilidad de conectarse a la red elctrica, utilizan exclusivamente el viento y el Sol para alimentar los servicios de sus casas. Estas personas se han liberado de los costos de las facturas de energía.



¿Cómo está constituida una simple planta eólica doméstica off grid?

Una simple planta eólica doméstica off grid es adecuada para proveer energía eléctrica doméstica y está constituida por las siguientes partes: generador eólico, regulador de carga para sistema eólico (mejor si es de tecnología MPPT), un banco de baterías de acumulación e inversores de onda sinusoidal pura.


esquema parque eolico offgrid


Aquí está explicado cómo ocurre la producción de energía eléctrica 230V 50Hz para nuestra vivienda, embarcación, cabaña de montaña,… el generador eólico gracias a la acción del viento, produce energía eléctrica trifásica, cuya tensión y corriente varían de acuerdo a la intensidad del viento. Una vez en el regulador de carga eólica de tipo MPPT, esta tensión se endereza (es decir, de tensión alterna se convierte en tensión continua), se regula y se controla para garantizar una carga segura y eficiente del banco de baterías. El regulador eólico MPPT permite, de hecho, una eficiencia de conversión del 90%. Una vez que la energía eólica es almacenada en las baterías, se puede convertir en tensión alterna de 230V con frecuencia de 50Hz fija adecuada para alimentar todos nuestros dispositivos eléctricos. Este paso ocurre a través de la acción del inversor de onda sinusoidal pura, que transforma los 24V continuos de la figura anterior, en 230V alternos, justo como los de las tomas de corriente eléctrica comunes. La elección de una planta a 24V en lugar de 12V viene dictada por la mejor eficiencia; de hecho, mayor es la tensión continua del sistema y menores serán las pérdidas de energía a lo largo de los cables eléctricos (si son de secciones pares). Gracias a nuestro cómodo programa de cálculo para el dimensionamiento de los cables eléctricos es posible ver el rendimiento de la planta en función de la tensión del sistema.



Veamos algunos datos técnicos y ejemplos

Tomemos como ejemplo un caso en el que se dispone de un generador eólico doméstico de 1000W, con tensión trifásica de 24Vac y corriente máxim de 39A. Considerando un banco de baterías de 24V 400Ah, tendremos una corriente máxima nominal de carga que no arruinará jamás la vida de las baterías, pues respeta la regla: Máxim corriente de carga < (Capacidad total de las baterías/10). De hecho, la corriente máxima de carga, al ser de 39A, es menor a 40ª (400Ah/10). Naturalmente, si la corriente máxima del generador en lugar de ser de 39A, hubiese sido de 41A o 42A, también habría sido tolerable, sin problemas.

Es bueno que el banco de baterías esté formado por baterías exclusivamente proyectadas para uso eólico/fotovoltaico pues soportan mayores ciclos de carga/descarga, tienen una baja autodescarga en el tiempo y tienen una vida más duradera. Un ejemplo son los acumuladores AGM. Estos acumuladores, de hecho, tienen placas internas de tipo plomo-calcio en las que se encuentra un material absorbente bañado en ácido; gracias a esta tecnología el electrolito se evapora durante la fase de carga y descarga (es decir, cuando la temperatura del interior aumenta) y una vez terminada la fase, las burbujas generadas se mezclan con el ácido. De este modo, la batería mantiene un rendimiento óptimo. En lo que respecta al inversor de onda pura sabemos que, si escogemos un inversor de 3000W, la corriente máxima que puede requerir del banco de baterías es de alrededor de 125A (3000W/24V). En este trayecto de la planta, es decir, entre las baterías y el inversor, es bueno usar un cable eléctrico de sección adecuada (más allá de 14 mm) para evitar dispersiones de energía valiosa a lo largo de los mismos cables.



Dispositivos eléctricos de ahorro energético

Los contratos normales de suministro eléctrico para viviendas ubicadas en España preveen una potencia máxima utilizable de 3,450W pero, ¿sabemos cuánto consume cada electrodoméstico moderno? Con la llegada de los electrodomésticos modernos de ahorro energético hemos entrado en una era en la que es posible alimentar muchos electrodomésticos con consumos bajísimos. Haz clic en este enlace para ver algunos de los muchos electrodomésticos y de los sistemas de iluminación de ahorro energético presentes en el mercado.


•   Portátil hp pavilion: consumo 20 W
•   Refrigerador Vitrifrigo C220MP: consumo 56 W
•   TV led samsung 27" SM-T27A300: consumo 64 W
•   Sistema de audio hi-fi Pioneer S-HM50: consumo 100 W
•   Estufa de pellets laminox mariachiara air 13,5kw W007A: consumo 50-150 W
•   Hierro Extrastar CL-258B: consumo 700 W
•   Horno de microondas Samsung GW71B: consumo 750 W


¿Dónde posicionar la planta eólica?

Para una buena producción de energía eléctrica es esencial escoger el mejor lugar para posicionar el generador eélico, considerando la altura de la torre, los edificios, los árboles, y demás, porque todo esto puede influir sobre la eficiencia del generador y por lo tanto sobre nuestra producción de energía. Normalmente, mientras más alta sea la torre y mayor sea la velocidad del viento, mayor será la producción de energía. Un buen consejo es posicionar nuestro generador eólico a al menos 5 metros del suelo, o 5 metros por encima del obstáculo. Junto a la elección correcta de la altura es importante la seguridad de la planta. De hecho, hay que escoger el lugar considerando también que la rotación de las palas del generador eólico no pueda causar daños accidentales a personas y animales. El mejor material para la torre de nuestro generador eólico es un poste tubular de acero.


Altura de un Aerogenerador



¿Es necesaria alguna autorización municipal o permiso para instalar un generador eólico doméstico?

Al tratarse de una planta micro eólica, no hace falta ninguna autorización ni permiso para instalar un generador eólico. Lo importante es respetar la altura máxima del poste de soporte, que no debe superar los 10 metros.



¿Cuáles son los costos de la planta eólica del ejemplo?

Para la planta eólica del ejemplo (de 1000W), el costo total debe tomar en cuenta los siguientes productos y materiales: generador eólico de 1000W, poste de soporte, tirantes, cables eléctricos de sección de 6mm o más para las conexiones, base para el anclaje del poste en el terreno, regulador de carga eólico, 4 baterías AGM 12V 200Ah, un inversor de onda sinusoidal pura de 3000W. La planta eólica del ejemplo tiene un costo de alrededor de 5000 euros. Normalmente, para plantas pequeñas (0-20 kW), el costo es de 5000 €/kW. Si en cambio quisieras usar el generador eólico solo para la iluminación del jardín, entonces es posible excluir el costo del inversor, pues algunos reguladores eólicos mppt presentan la función crepuscular en grado de encender automáticamente las luces (conectables a la salida DC) apenas el Sol cala y de apagarlas automáticamente apenas el Sol sale.




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