Proyecto Final WINDDIFFUSER
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miércoles, 1 de febrero de 2012
domingo, 9 de octubre de 2011
viernes, 30 de septiembre de 2011
 Energía eólica | |
La energía eólica es la energía que posee el viento y que puede ser aprovechada directamente o ser transformada a otros tipos de energía, como por ejemplo, a energía eléctrica. El primer uso que se conoce del aprovechamiento del viento data del año 3.000 a.C. con los primeros barcos veleros egipcios. Unos milenios más tarde (s. VII en Persia) surgirán los primeros molinos de viento que permitirán moler grano o bombear agua. Hoy en día puede producirse electricidad con gran eficiencia, gracias a aerogeneradores de grandes dimensiones, también denominados turbinas de viento. Un aerogenerador está formado por un conjunto de aspas (normalmente tres) conectadas a un rotor que, mediante un sistema de engranajes, está conectado a un generador eléctrico. Toda esta maquinaria (turbina de viento) se coloca a la cima de un mástil o torre donde hay más influencia del viento. La longitud de las aspas definirá el diámetro del área de barrido de las mismas y, cuanto mayor sea esta área, mayor será la potencia que puede generar un aerogenerador. Podemos encontrar desde pequeños aerogeneradores de 400 W y 1m aproximadamente de diámetro de aspas, hasta inmensos aerogeneradores de los grandes parques eólicos de 2.500 kW y 80 m de diámetro de aspas. Para pequeñas instalaciones de uso doméstico o agrario los aerogeneradores más útiles y asequibles son los que tienen un diámetro de barrido de 1 a 5 m, capaces de generar de 400 W a 3,2 kW. Presentan la ventaja, además, que pueden arrancar a una velocidad de viento más baja que los de mayor tamaño, pudiendo aprovechar vientos más lentos (como brisas marinas o vientos de montaña) y producir más cantidad de energía. Necesitan una velocidad del viento mínima de 11 km/h para arrancar (frente a los 19 km/h de los más grandes), consiguen su máximo rendimiento a los 45 km/h y se paran con vientos de más de 100 km/h para evitar daños, desgastes o sobrecalentamiento en su mecanismo. Para conseguir un buen rendimiento es necesario que la ubicación de los aerogeneradores esté en una región muy ventosa, con viento la mayoría de días del año y con una velocidad media anual superior a los 13 km/h. Molinos de viento Cuando un aerogenerador se conecta directamente a una carga, sustituyendo su generador eléctrico, se denomina molino, y su función más extendida es el bombeo de agua. Es muy usual encontrar molinos para bombear agua con muchas palas, de 15 a 40, que consiguen aprovechar mucho mejor el viento a bajas velocidades. Los molinos más eficientes pueden arrancar con una velocidad del viento de 4,8 km/h, y tienen la característica de no poder aumentar su velocidad de rotación al llegar a una velocidad del viento determinada, alrededor de 28 km/h. A partir de esta velocidad, no pueden aprovechar toda la energía del viento y bombean siempre la misma cantidad de agua, disminuyendo así la eficiencia del molino. Aunque no lo parezca, esta característica es interesante ya que permite conseguir bombear agua de forma más continua, aprovechando tanto los vientos fuertes como los débiles y evitando instalar grandes depósitos de agua. |
miércoles, 28 de septiembre de 2011
Vientos
La circulación atmosférica de la Tierra da lugar a los grandes sistemas de vientos planetarios (monzones, alisios, del O).
El desplazamiento de las masas de aire se produce desde las zonas de alta presión (anticiclónicas) a las de baja presión (ciclónicas).
Cuanto mayor es la diferencia de presión entre estas zonas, mayor es la velocidad del viento.
Por efecto de la rotación terrestre, estas masas de aire son desviadas (Fuerza de Coriolis) y adoptan la forma de vértices (remolinos, torbellinos) y vientos de intensidad variable.
La distancia que recorre el aire en movimiento por unidad de tiempo es la velocidad del viento. Se expresa en m/ seg. o en km /h, y también en nudos (millas marinas /h). Los vientos más suaves tienen una velocidad aproximada de 10 km /h y los más fuertes alrededor de 300 km/ h.
Los elementos que caracterizan a los vientos son su fuerza, dirección, temperatura y humedad, dependiendo también de la naturaleza física de las superficies sobre las que ha pasado.
Si un viento se ve forzado a pasar sobre una gran extensión de hielo y nieve se origina un viento katabático del tipo que sopla en la Antártida.
Los vientos katabáticos traen tiempo frío cuando soplan a través de hielo de la Antártida
La fuerza del viento se estima en función de la magnitud que corresponde a su velocidad de desplazamiento; se registra según sus efectos mecánicos con anemómetros, y se clasifican de acuerdo con la escala de Beaufort.
La dirección del viento se halla determinada por el punto de donde procede y al cual se dirige y se registra mediante veleta.
El viento recibe, por lo general, el nombre de la dirección o del lugar del cual procede, si bien existen numerosas denominaciones de tipo local.
Que un viento sea agradable o desagradable no sólo depende de su fuerza, sino también de su temperatura y humedad. Los vientos alisios que soplan sobre los océanos y zonas costeras de los trópicos son los responsables de las buenas condiciones reinantes en zonas como Hawai y el Caribe, su velocidad de alrededor de 15 m/ seg. alivia el calor opresivo y la humedad. Estos a veces son interrumpidos por vientos cálidos y húmedos que van acompañados de grandes lluvias de carácter repentino y duración variable.
El viento es la principal fuerza generadora del oleaje y de las grandes corrientes oceánicas y además también el complejo modelo de las corrientes secundarias y remolinos costeros, mediante una compleja interacción de la rotación de la Tierra, la forma de su cuenca oceánica y la física del movimiento de los fluidos.
Los Vientos son uno de los Elementos del Clima.
lunes, 26 de septiembre de 2011
El Viento
Viento | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Una gran capa de aire llamada atmósfera rodea la Tierra. El aire dentro de esta capa se mueve de un lugar a otro cuando se calienta o se enfría. Este movimiento de aire que se conoce como viento. Los vientos se mueven humedad y el calor de todo el mundo y también producen gran parte de nuestro tiempo. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Como sabemos, la fuerza del viento puede variar enormemente. A veces, el aire se mueve lentamente y el viento apenas se nota. Cuando el tiempo está claro que pueden experimentar una suave brisa, cuando el viento sigue siendo muy ligero, pero podemos sentirlo en la cara y en el pelo, y podemos oír susurro de las hojas. En otras ocasiones, el aire puede moverse muy rápidamente y convertirse en una tormenta o huracán, derribando árboles y dañando vehículos y edificios. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mundial de patrón de vientoTodos estos vientos son parte de un sistema de aire de circulación global que actúa para equilibrar la temperatura y la presión en todo el mundo. Ya sabemos que las diferentes partes del mundo reciben diferentes cantidades de calor del sol (ver el sol, para más información). Este calentamiento diferencial en los resultados a su vez, las diferencias de temperatura y presión de aire en todo el mundo que impulsa los vientos del mundo. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Como las zonas ecuatoriales se calientan más, el aire se calienta por encima de ellos y se eleva a medida que se vuelve más ligero que el aire circundante, provocando un área de baja presión. En las zonas más frías, el aire se hunde porque es más pesado y los resultados en un área de alta presión. Los vientos soplarán como el aire es aplastado por el aire frío y se hunde bajo el dibujado en el aire caliente que sube. Cualquier diferencia en la temperatura como esta siempre hará una diferencia en la presión del aire - y por lo tanto, los vientos soplan voluntad. Una buena expresión para recordar es que: "Soplan vientos de alta a baja" (es decir: de alta presión a baja presión). Así que si sabes la temperatura y la presión en diferentes áreas, usted siempre será capaz de predecir la dirección del viento. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estos movimientos como resultado un patrón de viento global, con aire que se mueve entre las diferentes áreas en todo el mundo y también a diferentes alturas en la atmósfera. Aire más frío de los polos tiende a hundirse y se mueven hacia el ecuador cerca de la superficie de la Tierra. Por el contrario, el aire caliente del ecuador se levanta y se mueve hacia los polos en la alta atmósfera porque es más ligero. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 | Esto crea las células como los patrones de viento en todo el mundo, como se ve en el diagrama de la izquierda. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sin embargo, los vientos no se limitan a volar en línea recta de norte a sur. Por el contrario, se inclinan por el giro de la Tierra:
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| Los barcos de vela también se han identificado otras áreas del mundo por sus patrones de viento único - por ejemplo, las calmas ecuatoriales. Las calmas ecuatoriales son un área de baja presión que ocurren en los vientos alisios encuentran a lo largo del ecuador. Los vientos aquí suelen ser tranquilas o muy claro y por lo tanto los barcos que evitar la zona, ya que sólo sería empujado hacia adelante muy lentamente. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Otro grupo de famosos vientos son conocidos como los cuarenta rugientes. Estos son los vientos del oeste muy fuertes que soplan casi continuamente en el hemisferio sur. Estos fuertes vientos se encuentran a una latitud de 40 º - de ahí su nombre. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Otros vientos nombre también se puede encontrar en una escala menor. Estos vientos locales, también tienen un efecto importante sobre el clima en diferentes partes del mundo, por ejemplo, el Chinook en América del Norte. Algunos otros ejemplos son los siguientes: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Según la tabla de abajo se puede ver cuánto más frío que el viento te puede hacer sentir. Esta medida es particularmente importante para los montañistas y exploradores en las regiones frías, donde la sensación térmica puede afectar su salud y supervivencia. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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De manera similar, usted puede haber notado que el lavado se seca más rápido en un día ventoso. Esto es debido a que el viento se lleva el vapor de agua que se evapora de la superficie de la ropa mojada. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hechos viento- Viento leyenda - los antiguos griegos pensaban que el viento era la Tierra inhalar y exhalar. Ahora sabemos que es sólo aire en movimiento.- Energía eólica - molinos de viento por lo general de cara al viento predominante, es decir: la dirección sopla el viento en la mayoría de las veces. - La fuerza del viento - ventoso lugar del mundo es la Antártida, donde los vientos soplan a más de 100 km/h durante cinco meses del año. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energía eólica
Más de 15.000.000 millones de KV/H de electricidad se generan anualmente en todo el mundo. De esto, cerca de el 65% es producido quemando combustibles fósiles y el resto se obtiene de otras fuentes, incluyendo nuclear, hidroelectricidad, geotérmica, biomasa, solar y el viento. Solamente cerca del 0.3% de esta energía es producida convirtiendo la energía cinética del viento en energía eléctrica, sin embargo, el uso del viento para la producción eléctrica se ha estado extendiendo rápidamente en años recientes, debido en gran parte a las mejoras tecnológicas, la maduración de la industria y una creciente preocupación por las emisiones asociadas a la quema de combustibles fósiles. Todavía hay mucho lugar para crecer, pues solamente una porción pequeña del recurso utilizable del viento está siendo aprovechada. Mediante las regulaciones a la industria eléctrica, así como con incentivos por parte de los gobiernos, desempeñan un importante papel determinante en cuan rápidamente se adoptará la energía eólica. Las políticas eficaces ayudarán a allanar el camino y asegurarán de que la energía eólica pueda competir con otras fuentes de energía en el mercado de la electricidad.
Ventajas de la energía eólica
La energía eólica tiene muchas ventajas que la hacen una fuente de energía atractiva tanto en gran escala como para pequeñas aplicaciones. Las características beneficiosas de la energía eólica incluyen:
- Energía limpia e inagotable: La energía del viento no produce ninguna emisión y no se agota en un cierto plazo. Una sola turbina de viento de un megavatio (1 MW) que funciona durante un año puede reemplazar la emisión de más de 1.500 toneladas de dióxido de carbono, 6.5 toneladas de dióxido de sulfuro, 3.2 toneladas de óxidos del nitrógeno, y 60 libras de mercurio.
- Desarrollo económico local: Las plantas eólicas pueden proporcionar un flujo constante de ingresos a los terratenientes que arriendan sus campos para la explotación del viento, y un aumento en la recaudación por impuestos territoriales para las comunidades locales.
- Tecnología modular y escalable: las aplicaciones eólicas pueden tomar muchas formas, incluyendo grandes granjas de viento, generación distribuida, y sistemas para uso final. Las aplicaciones pueden utilizar estratégicamente los recursos del viento para ayudar a reducir los riesgos por el aumento en la carga o consumo y costos producidos por cortes.
- Estabilidad del costo de la energía: La utilización de energía eólica, a través de la diversificación de las fuentes de energía, reduce la dependencia a los combustibles convencionales que están sujetos a variaciones de precio y volatilidad en su disponibilidad.
- Reducción en la dependencia de combustibles importados: la energía eólica no esta afectada a la compra de combustibles importados, manteniendo los fondos dentro del país, y disminuyendo la dependencia a los gobiernos extranjeros que proveen estos combustibles.
El Viento
¿De dónde proviene la energía del viento?
Como la mayoría de las fuentes de energía terrestres, en última instancia viene del sol. El sol irradia 174.423.000.000.000 kilovatios/hora de energía a la tierra. Es decir, en una hora la tierra recibe 1.74 x 1017 vatios de energía.
Aproximadamente entre el 1 y el 2 por ciento la energía que proveniente del sol es convertida en viento. Ésa cantidad es de 50 a 100 veces más que la energía convertida en biomasa por todas las plantas de la tierra.
Las diferencias de temperatura conducen a la circulación de aire. Las regiones alrededor de ecuador, de latitud 0°, son calentadas por el sol más que el resto del planeta. El aire caliente que es más ligero que el aire frío y se eleva hasta alcanzar aproximadamente 10 kilómetros (6 millas) de altitud y se separará en dos corrientes una se dirige hacia el norte y otra al sur. Si el globo no rotara, el aire simplemente llegaría al Polo Norte y al polo sur, bajaría, y volvería al ecuador.
Los vientos predominantes se combinan con factores locales, tales como la presencia de colinas, montañas, árboles, edificios y masas de agua, para determinar las características particulares del viento en una localización específica. Puesto que el aire posee masa, el aire en movimiento en forma de viento lleva con él energía cinética. Una turbina del viento convierte esta energía cinética en electricidad. El contenido de energía de un volumen determinado de viento es proporcional al cuadrado de su velocidad. Así, al duplicarse la velocidad con la cual este volumen de aire pasa a través de una turbina de viento dará lugar a un aumento de cuatro veces la potencia que se puede extraer de este aire. Además, al duplicarse la velocidad del viento permitirá que dos veces el volumen de aire pase a través de la turbina en la misma cantidad de tiempo, dando por resultado un aumento de ocho veces la potencia generada. Esto significa que con solo un leve aumento en velocidad del viento puede obtenerse aumentos significativos en la producción de energía.
Ek = ½ m·v2
La cantidad de energía cinética de una masa de aire (Ek) es igual a la mitad del producto de su (m) total y el cuadrado de su velocidad (v).
P ~ v3
La cantidad de la potencia (p) ejercida por el viento es proporcional al cubo de su velocidad (v).
Historia del uso del viento
Las primeras máquinas que aprovecharon el viento fueron probablemente los molinos de viento de eje vertical usados para moler granos en Persia (actualmente Irán) alrededor del 200BC. Tenían un cierto número de brazos en los cuales se montaban velas, las cuales originalmente estaban hechas de cañas.
Los molinos de viento de eje horizontal aparecieron en la región mediterránea alrededor del el siglo 10 y estaban emplazados de forma permanente de cara a los vientos marítimos que predominantes.
Los primeros molinos de viento europeos aparecieron en el siglo décimo tercero, y poseían un mecanismo manual que rotaba todo el molino de viento para orientarlo frente al viento. Estos molinos eran utilizados para moler granos y bombear agua.
El molino de viento holandés del siglo 15 tenía un cuerpo fijo y un casquillo rotativo con un veleta que apuntaba las paletas al viento.
Estas máquinas tenían paletas con diámetros de hasta 25 m y salidas de energía de hasta 30 kilovatios con vientos favorables. En general, tenían alrededor de un cuarto de la eficacia de los de turbina del viento generadores modernos.
Estas máquinas llegaron a extenderse mucho hasta final del siglo diecinueve cuando, por ejemplo, Holanda tenía cerca de 9000 molinos. Menos de 1000 de estas máquinas aún continúan funcionando.
Aprovechar el viento para la generación en gran escala de energía eléctrica es un desarrollo relativamente reciente. El viento ha sido utilizado por centenares de años para la navegación y para accionar molinos de viento, pero no fue hasta fines del siglo XIX que se construyo la primera turbina eólica para la producción eléctrica. Este molino de viento fue construido por Charles Brush (inventor del clave de varias tecnologías de la naciente industria eléctrica de ese entonces), Este molino tenia 17 metros de alto y un rotor de 144 paletas, completamente construido de madera del cedro. Poco después de eso, el danés Poul la Cour, descubrió que las turbinas del viento que rotaban rápidamente y poseían rotores con pocas paletas generaban electricidad más eficientemente que las turbinas de viento de movimiento lento con rotores de muchas paletas.
Esto abrió la puerta en un número de avances de la turbina del viento durante el siglo 20. Éstos avances incluyen la introducción de los generadores de Corriente Alterna, la estandardización del modelo con rotor a barlovento (el rotor de cara al viento), de los equipos de orientación electromecánicos para asegurarse de que el rotor siempre este directamente frente al viento, y de frenos de control para prevenir que el rotor se de vuelta demasiado rápido frente a fuertes vientos. Las turbinas eólicas modernas hacen uso de muy pocas paletas pero muy largas para capturar energía del viento. Como éstas son máquinas grandes, su rotación es relativamente lenta, pero generan grandes cantidades de energía al hacerlo.
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