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VISTA GENERAL

En los últimos anos la producción de electricidad a partir de fuentes consideradas ambientalmente amigables se ha incrementado. En particular, el uso de sistemas de conversión de la energía del viento, se ha visto incrementado por una multitud de ventajas sobre otras tecnologías renovables.

Este tutorial persigue mostrar los aspectos fundamentales de los sistemas de conversión de energía del viento. Esto incluye aspectos técnicos, económicos y ambientales, además de presentar aspectos prácticos reales de aplicación de sistemas de conversión de energía del viento en Venezuela y el Mundo.

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FACILITADOR

Francisco M. González-Longatt PhD, The University of Manchester, Inglaterra

DURACIÓN

Veinticuatro horas académicas (24 h)

  
OBJETIVO
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OBJETIVOS GENERALES

  1. Mostrar los aspectos fundamentales de los sistemas de conversión de energía del viento.

  2. Esto incluye aspectos técnicos, económicos y ambientales, además de presentar aspectos prácticos reales de aplicación de sistemas de conversión de energía del viento en Venezuela.

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OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Descripción y manejo de los tópicos fundamentales que permiten comprender la conversión de energía del viento en electricidad y sus aplicaciones. Estos tópicos cubren un amplio rango, desde la meteorología pasando a través de temas ingenieriles hasta los concernientes a la economía y el medio ambiente.

 

2. Evolución de la tecnología. Hacer una panorámica de la tecnología hasta su estado actual.

 

3. Estudio del recurso eólico y su relación con la producción de energías, los principios de aerodinámica y explicar como la energía del viento provoca la rotación del rotor.

 

4. Tecnología de los aerogeneradores, incluyendo los diferentes subsistemas que intervienen en un aerogenerador y explicar la relación entre el rotor y el resto de la maquina.

 

5. Desarrollar una metodología para evaluar la viabilidad de Parques Eólicos. Se describen los métodos de análisis económicos y demuestra como la energía eólica pude ser comparada con las formas convencionales de generación.

 

 
requisitos

El participante, debe disponer de los conocimientos elementales de:

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Flujo de Potencia: Planteamiento del problema de flujo de potencia, ecuación de balance de potencia, métodos de solución (Newton-Raphson, Gauss-Seidel, Desacoplado), interpretación de la solución del flujo de potencia, perfiles de voltaje.

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Cortocircuito: Definición, tipos, clasificación, métodos de calculo (método de la FEM, método de Thevenin), componentes simétricas, redes de secuencia, métodos matriciales de solución. Especificación de interruptores y barras. Normas IEC 909, ANSI C37.

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Actividad de Planificación.

 
Dirigido A
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Todos los profesionales y técnicos, personas y corporaciones interesadas en aprendizaje teórico-práctico de inmediata aplicación en el tema de las energías alternativas. Interesados en identificar oportunidades de aplicación.

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Personas involucradas con la gerencia, cálculo, evaluación e implementación de aerogeneradores y/o parques eólicos.

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Empresas petroleras, de ingeniería, de instrumentación y control, empresas eléctricas, organizaciones públicas y privadas que detecten la necesidad de adiestrar y fortalecer a su personal en este tema y ejecutar o gerenciar proyectos de esta tecnología.

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Directivos de organismos e instituciones, especialistas con perfil mecánico, especialistas con perfil eléctrico, con perfil de control automático, especialistas con perfil económica. 

 
contenido

CONTENIDO DEL CURSO [Descargar]

 

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PARTE I. SOPORTE TEÓRICO

 

I.1. Desarrollo Historio y Estado Actual de la Energía Eólica

 

1. Introducción

2. Recuento Histórico

a. Generación de potencia mecánica

b. Generación de potencia eléctrica

3. Estado actual de la Energía Eólica a Nivel Mundial

a. Vista general de la generación a partir del viento conectada a la red.

b. Europa

c. Norte América

d. Centro y Sur América

e. Asia y el Pacifico

f. Medio Este y África

g. Vista general de la generación no conectada a la red (stand-alones)

h. Economía de la Energía Eólica

i. Aspectos ambientales

4. Estado actual de la tecnología de generación eólica.

a. Enfoque de diseño. 

I.2 Principios de Conversión de la Energía Eólica

 

1. Recursos Eólicos

a. Naturaleza y Causas del Viento

b. Variaciones a Largo Plazo y Turbulencia. Valores Medios

c. Caracterización de los Valores Medios. Curvas de Distribución de

d. Velocidad y Rosa de los Vientos

e. Variación del Viento con la Altura

f. Turbulencia atmosférica

g. Valores Extremos del Viento

h. Estimación de Recursos

i. Estelas de Aeroturbinas

2. Aerodinámica

a. Comportamiento Global de la Aeroturbina.

b. Teoría del Disco Actuador.

c. Parámetros Adimensionales más Importantes que Definen el Comportamiento de la Aeroturbina

d. Perfiles Aerodinámicos

e. Modelos de Cálculo Aerodinámico. Optimización del Diseño

f. Control de Potencia. Curvas Potencia-Velocidad

3. Calculo Energético

I.3. Tecnologías de Aerogeneradores

 

1. Tipos de Turbinas Eólicas

a. Rotores de Eje Vertical.

b. Rotores de Eje Horizontal.

2. Componentes Básicos de un Aerogenerador

a. Transformación de Energía. Rendimiento.

3. Rotor Eólico

a. Parámetros de Diseño de Rotores Eólicos.

b. Tecnología de Palas.

4. Sistema de Transmisión

a. Aspectos Generales

b. Configuración del Sistema de Transmisión

c. Apoyo del Sistema de Transmisión

d. Freno Mecánico

e. Caja Multiplicadora

5. Torre

a. Tipos de Torres

b. Accesibilidad

c. Desafío Estructural

d. Cimentación

6. Mecanismo de Cambio de Paso de Pala

a. Componentes Básicos

b. Sistemas Eléctricos de Cambio de Paso

c. Sistemas Individuales de Cambio de Paso

d. Sistemas Pasivos de Cambio de Paso

7. Mecanismo de Orientación

8. Generador Eléctrico

a. Aspectos Constructivos del Generador Asíncrono

b. Principio de Funcionamiento

c. Consideraciones Relativas al Funcionamiento del Generador Asíncrono

d. en Sistemas eólicos

e. Aspectos constructivos y Tecnológicos de los Generadores Sincrónico

f. Funcionamiento del Generador Sincrónico

g. Consideraciones Relativas al Funcionamiento del Generador Sincrónico en  Sistemas Eólicos

h. Tendencias y Desarrollos Futuros

 

I.4. Sistemas de Regulación y Control

 

1. Sistema Supervisor Del Aerogenerador

a. Modos de Operación

b. Seriales de Entrada al Sistema Supervisor

2. Sistema de Orientación

3. Sistemas Aerodinámicos de Control

a. Sistemas Pasivos de Limitación de Potencia

b. Sistemas Activos de Control de Potencia

4. Sistema De Regulación de Velocidad

a. Operación de Aerogeneradores de Velocidad Fija

b. Operación de Aerogeneradores de Velocidad Variable

c. Esquemas de Regulación de Control del Paso de Pala

5. Control Automático de la Generación.

 

I.5. Impacto Ambiental

 

1. Efectos meteorológicos sobre el microclima

2. Efecto de Fauna y Flora.

3. Efecto de los rotores al vuelo de aves locales y migratorias; estudios de proyectos requieren de análisis del paso de aves.

4. Ruido

5. Interferencias con ondas de TV y Radio

6. Seguridad

7. Impacto visual no estético

 

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PARTE II. PARQUES EÓLICOS

 

 

II.1. Instalaciones Eléctricas

 

1. Instalaciones Eléctricas de Baja Tensión de un Aerogenerador

a. Descripción y Clasificación de sus Componentes

b. Esquemas Eléctricos de Baja Tensión

c. Conexión del Generador

d. Dispositivos de Maniobra y Protección

2. Centros de Transformación

a. Situación

b. Transformador

c. Celdas de Media Tensión

3. Red de Media Tensión

a. Trazado

b. Zanjas

c. Selección De Cables

d. Optimización Técnico-Económica de la Red de MT

4. Subestación

a. Introducción

b. Transformador de la Subestación

c. Régimen de Neutro Media Tensión

d. Protecciones de Media Tensión

e. Evacuación en Alta Tensión

5. Protección Frente a Descargas Atmosféricas

a. Protección Externa

b. Instalación de Puesta a Tierra

c. Protección Interna

 

II.2. Aspectos Económicos de la Energía Eólica
 

1. Costos directos del aerogenerador: rotor, generador, fundaciones, otros.

2. Costos de instalación, operación y mantenimiento.

3. Tarifas eléctricas, incentivos regulatorios.

4. Empleo en la industria eólica.

 

II. 3. Recurso Eólico en Venezuela

 

1. Mapa eólico Venezolano.

2. Estadísticas de Viento en el Estado Aragua: Velocidad y dirección.

3. Factibilidad para la explotación de la energía eólica en Venezuela.

4. PDVSA: Caso Paraguaya.

5. CADAFE: Caso Falcón

 

II.4. Parque Eólico Off-Shore

 

1. Parque Eólico en Dinamarca: Horns Rev

2. Parque Eólico en Holanda: Egmond aan Zee

 

II.5. Parque Eólico On-Shore

 

1. Parque Eólico en Escocia: Hagshaw Hill

 

 
metodología
viñeta Clase magistral con interacción bidireccional con los participantes.
viñeta Presentaciones basadas en documentos digitales originales del facilitador.
viñeta Demostraciones prácticas empleando software para modelación y simulación. 
 
Evaluación
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La evaluación se efectuará por medio de dos (02) asignaciones prácticas durante el periodo de entrenamiento.

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Se otorgarán certificado de asistencia y de aprobación.

 
material
El material del curso estará descargable por poco tiempo. Se agradece respetar los derechos de autor.

Se agradece a los usuarios de este material respetar los derechos de autor. De igual modo, el Dr. Francisco M. González-Longatt, ha colocado este material de modo gratuito en la red para contribuir con la divulgación del conocimiento, comentarios son bien recibido, observaciones etc., a : fglongatt@fglongatt.org.ve

24 Octubre, 2010. www.fglongatt.org.ve

 

 

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