Diseño de un aerogenerador de muy baja potencia para la alimentación de sistemas eléctricos aislados

[ES]En este Proyecto se desarrolla el diseño y la optimización de un aerogenerador de muy pequeña potencia enfocado a alimentar sistemas eléctricos aislados; concretamente, un sistema de iluminación. Se analizan todos los componentes del sistema aerogenerador, comparando las diversas alternativas posibles y eligiendo soluciones sencillas, baratas y eficientes para cada uno de ellos. Asimismo, se lleva a cabo un primer dimensionamiento de los mismos. El esfuerzo de diseño se ha centrado en las palas, por considerarse el componente más crítico y menos normalizado. Se han estudiado herramientas para su análisis detallado y su optimización desde el punto de vista aerodinámico, y éstas han sido implementadas en Matlab. Esto ha permitido generar un diseño óptimo ajustado a las necesidades del sistema. Asimismo, se han realizado las correspondientes tareas de planificación, analizado los múltiples beneficios de tipo técnico, económico, social y ambiental que la ejecución del presente Proyecto reportará, haciendo una programación completa del mismo y un análisis de los costes que supondrá.

Diseño y cálculo de la torre y la cimentación de un aerogenerador

El objeto del estudio consiste en el diseño y el cálculo de la torre y de la cimentación de un aerogenerador. El aerogenerador formará parte de un parque eólico que constará de 9 aerogeneradores ubicado en la zona de pico Bedures y Pico El peñón, en el municipio de Vegadeo, perteneciente a la comunidad autónoma de Asturias.

METAMODELO PARA LA SIMULACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE SECUENCIAS DE ATORNILLADO EN UNIONES DE TORRES DE AEROGENERADOR

Esta Tesis Doctoral presenta un metamodelo para la estimaci�n del fen�meno de interacci�n el�stica en las uniones atornilladas de torres de aerogenerador, cuya principal particularidad geom�trica es la existencia de un hueco entre bridas. El metamodelo permite conocer la p�rdida de carga que cada tornillo de la uni�n experimenta durante la secuencia de atornillado a consecuencia de la interacci�n el�stica ocurrida. El metamodelo consta de cuatro par�metros (resortes lineales) que simulan la respuesta de la uni�n durante la secuencia, y cuyos valores se obtienen a partir de dos an�lisis est�tico-lineales. Se ha creado un algoritmo que, a trav�s del metamodelo, permite llevar a cabo la simulaci�n de secuencias de atornillado; dicho proceso consiste en reproducir una determinada secuencia de atornillado a partir de las cargas introducidas en los tornillos, de forma que, a trav�s de la estimaci�n de las interacciones el�sticas ocurridas durante la secuencia, proporciona como resultado las cargas finales en los tornillos. Tambi�n se ha desarrollado una metodolog�a que, mediante su correspondiente algoritmo, permite optimizar secuencias de atornillado. El proceso de optimizaci�n consiste en calcular las cargas a aplicar a los tornillos a lo largo de una determinada secuencia a fin de obtener en ellos una determinada distribuci�n final de cargas, que generalmente se desea uniforme y se denomina precarga. Combinando los procesos de simulaci�n y optimizaci�n, el metamodelo permite definir la secuencia �ptima para una determinada uni�n. Los resultados obtenidos han sido validados mediante modelos param�tricos de elementos finitos. Por �ltimo, debe remarcarse que, adem�s de proporcionar buenos resultados, tanto el proceso de simulaci�n como el de optimizaci�n se llevan a cabo con un coste computacional muy bajo gracias a la simplicidad del metamodelo.

Diseño mecánico de un aerogenerador eólico

Diseño mecánico de los componentes que se encuentran en el interior de la góndola de un generador eólico de eje horizontal. Cálculo del mecanismo de control activo del cambio de paso de las palas y de orientación de la torre. Diseño del chasis de apoyo de los componentes de la góndola. Estudio de la torre del aerogenerador.

Aerogenerador de eje vertical

Este proyecto nace de la necesidad de tener energía eléctrica en cada hogar, debido al aumento de nuevos aparatos eléctricos, del aumento del coste de la energía por parte de las compañías eléctricas y de la inminente desaparición de los materiales fósiles como el petróleo o el carbón para la generación de electricidad. Para ello se crea este proyecto, para que comunidades de vecinos o viviendas aisladas, tengan la posibilidad de autoabastecerse de energía eléctrica. A pesar de un primer desembolso de dinero para su implantación, tras su implantación se verá reducida la factura de la luz. Este proyecto se compone de dos grandes subgrupos, la parte mecánica y la parte eléctrica o electrónica. De estas dos, nos hemos centrado en la parte mecánica. Que se descompone en varios subconjuntos que son; la base del aerogenerador, la jaula completa y el posicionamiento o la parte superior del aerogenerador. Cada subconjunto se divide en mas subconjunto y finalmente en cada componente. Para ello se ha realizado un pequeño estudio aerodinámico de las zonas ideales de colocación del aerogenerador, altura mínima de colocación para una optima generación. Por otra parte, para la elección del numero de alabes del rotor se ha tomado en cuenta un estudio realizado en un túnel de viento realizado por Ben F. Blackwell, Robert E. Sheldahl y Louis V. Feliz. En la que se llega a la conclusión que mas alabes no aumenta la eficiencia del aerogenerador. Por lo que se optó por un aerogenerador de dos alabes. Puesto que la eficiencia era pequeña debido a que cuando el aire golpea en un rotor desnudo, disminuye la velocidad de giro de éste por que el aire golpea en sus partes cóncavas y convexas generando fuerzas en sentidos opuestos. Por lo que se desarrollo un estator para la canalización del flujo del aire a los alabes del rotor. Este estator es de aberturas regulables según el caudal de aire que se disponga, también funciona como mecanismo de seguridad en caso de velocidades muy grandes de viento, para evitar que el rotor se embale y genere daños dentro de este. Este mecanismo de posicionamiento de los alabes del estator se regulan mediante un PLC que tiene varios sensores por el aerogenerador para abrir o cerrar el estator cuando haga falta. Debido a que el estator es semiautomático, se han previsto una serie de medidas de prevención de riesgos para evitar daños físicos. También es necesario que se coloque una barandilla que limite el espacio del aerogenerador o por el contrario delimitar el acceso de las azoteas a personal autorizado. El posicionamiento de los alabes del estator se controlan desde la parte superior del aerogenerador, mediante un motor step, un reductor y un disco del cual salen vástagos con garfios en el extremo que se unen al alabe móvil. La fijación entre vástago y garfio se realiza mediante un pasador. El motor step es quien proporciona un torque pequeño que al pasar por el reductor aumenta hasta darnos el par necesario para mover el conjunto de los alabes del estator con rachas de viento hasta . El motor step va fijado mediante una brida metálica al soporte de reductor para evitar que se mueva. El reductor se fija a la pieza mediante la cual pivota el disco de posicionamiento. La pieza de pivote se le han realizado una serie de rebajes disminuir el peso, por lo que para su conformado se realizará mediante inyección de plástico al igual que el garfio y el disco de posicionamiento. El aerogenerador esta sujeto mediante seis pilares inferiores y un pilar central que se encarga de sustentar el rotor. Estos pilares reparten el peso del aerogenerador y a su vez sostienen la pletina exterior que esconde los elementos que hay debajo como; la multiplicadora, el alternador, el cardan y el PLC. La pletina tendrá una abertura por la que el operario tendrá acceso a sus partes. La pletina exterior estará formada por varias láminas de acero unidas por cordones de soldadura. La pletina estará sujeta mediante tornillería a los pilares. El montaje de los subconjuntos se realizarán en el sitio donde se vaya a colocar el aerogenerador a excepción del reductor que es posible su montaje en taller. Previamente se tendrán que colocar barras roscadas en el suelo de la azotea para la posterior colocación y amarre de los pilares. En ese instante se colocará la multiplicadora y el alternador. La jaula junto con los alabes se montará encima de los pilares y a su vez se colocará el rotor. Posteriormente se colocará la tapa y el mecanismo de posicionamiento de los alabes y la cúpula. Una vez fijado el rotor se colocará el cardan que unirá rotor y multiplicadora. Se colocará el acople entre alternador y la multiplicadora. Se finalizara con el cierre de la pletina. Se colocarán los aparatos electrónicos que harán que el aerogenerador se comporte como un aparato semiautomático. En un compartimento dentro del edificio se colocarán baterías que acumularán la energía generada. En este habitáculo se colocará un aparato donde se visualice la potencia que se esta generando así como la velocidad de rotación y la velocidad del viento. Junto a este aparato un pulsador de parada de emergencia. Alrededor del aerogenerador se colocarán señales que indiquen los peligros que se pueden dar así como, las precauciones a tener en cuenta. Las medidas vendrán escritas en un documento junto con los mantenimientos que se han de dar. En la puerta de acceso a la azotea y en la ventana de acceso a los interiores del aerogenerador habrá un resumen del documento anteriormente descrito.

Diseño mecánico de los elementos de transmisión de un aerogenerador de 1, 3 MW

Partiendo de la potencia que ha de generar se pretende realizar el diseño de los distintos elementos de transmisión de un aerogenerador con el fin de garantizar un funcionamiento óptimo del mismo.

Modelo de canal para caracterizar la señal dispersada por un parque eólico en la banda UHF e influencia sobre la calidad de servicio de DVB-T

288 p. : il.

Análisis del comportamiento de diferentes tecnologías de aerogeneradores ante ráfagas de viento y huecos de tensión

[ES]Ante el desarrollo que está experimentando la energía eólica en la actualidad, suponiendo un porcentaje cada vez más elevado de la totalidad de la potencia instalada, la adecuación de los requisitos técnicos que ha de cumplir esta tecnología para minimizar su impacto sobre la red eléctrica se ha convertido en una prioridad. Para aprovechar al máximo los beneficios medioambientales que presenta el aprovechamiento del viento como fuente de energía, se deben estudiar alternativas para mejorar su comportamiento ante ráfagas de viento y huecos de tensión. En este documento se incluye una breve explicación del funcionamiento de las tres diferentes tecnologías de aerogeneradores, así como los problemas que derivan de la aparición de huecos de tensión y el comportamiento que presentan ante variaciones en la velocidad de viento. Se comprueba, a su vez, el modo de operación y la eficacia de las posibles soluciones que existen en la actualidad para minimizar el impacto que los inconvenientes de la energía eólica tienen sobre la red y la calidad del suministro eléctrico mediante la realización de simulaciones.

Análisis del comportamiento de un rodamiento de vuelco mediante elementos finitos y técnicas de subestructuras

[ES]estudio del comportamiento de un rodamiento de vuelco situado en la unión buje-pala de un aerogenerador mediante diferentes técnicas de modelización por elementos finitos y su comparación. Los análisis realizados son: estático con contacto Rough, estático con contacto Bonded y mediante técnicas de subestructuras. En el estudio se ha utilizado ANSYS Mechanical APDL.

Proyecto de un parque eólico para la alimentación de las bombas de la central hidráulica de Belesar (Lugo).

[ES]El proyecto consiste en el estudio de las necesidades energéticas de las bombas de una central hidráulica y la construcción de un parque eólico para satisfacer dichas necesidades. Para ello será necesario llevar a cabo un estudio del área y así encontrar el lugar más adecuado para ubicar los aerogeneradores, teniendo en cuenta la frecuencia, velocidad y dirección de los vientos predominantes del lugar. Después habrá que estudiar el mercado y elegir el aerogenerador adecuado para las condiciones del lugar y del viento, atendiendo también a otras cuestiones de relevancia. Se estudiará, además, la posibilidad de inyectar un posible exceso de electricidad a la red general. Una vez hecho esto, habrá que calcular el coste del proyecto.

Estudio del abastecimiento energético del municipio de Abadín mediante un sistema eólico.

[ES]Este trabajo tiene como objetivo satisfacer la demanda de energía del municipio de Abadín, situado en la provincia de Lugo, aprovechando los recursos eólicos de la zona. Para ello será necesario un análisis de la demanda total de la población y de las condiciones del viento en la zona. Después se elegirá el emplazamiento donde las condiciones de viento sean adecuadas para instalar el sistema eólico. Conocidos estos datos, se elegirá un aerogenerador y se calculará la potencia que proporciona en función de sus características. Por último, se concluirá si el sistema eólico diseñado cubre las necesidades energéticas del municipio o no.

Estudio de viabilidad financiera de un proyecto de inversión en energías alternativas

A través de este estudio se ha querido buscar una alternativa a la dependencia de la red eléctrica dada la escasez de combustible fósil y el encarecimiento de las tarifas eléctricas. Es por ello, que tras una larga búsqueda de energías renovables y eligiendo la energía solar y eólica como las más factibles, se ha hecho un estudio sobre la viabilidad financiera que supondría una instalación de bien paneles solares o bien un aerogenerador. En cuanto al proceso que conlleva la instalación, ha sido necesaria una rigurosa revisión de las legislaciones vigentes referentes a la instalación de este tipo de sistemas, para así, poder estimar el coste del procedimiento de la instalación, incluidas las tasas además de los costes de legalización. También se ha evaluado el consumo de la familia en una vivienda unifamiliar con el fin de estimar la potencia necesaria para hacer frente a dicho consumo. Una vez obtenido el consumo y la necesidad energética se ha realizado una compra de paneles solares y un aerogenerador. Para hacer frente a la suma de gastos se ha recurrido a un préstamo como única fuente de financiación. Por último, con el fin de estimar la viabilidad financiera, se han creado dos escenarios en los cuales por una parte estimaremos los rendimientos bajo el supuesto de que nos abasteceremos únicamente a través de los paneles solares o aerogenerador, y por la otra suponiendo que durante cuatro meses al año no vamos a recibir toda la electricidad necesaria y tendremos que recurrir a la red eléctrica; y como métodos de valoración se han utilizado el payback y TIR. Idioma: castellano.