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Caracterización de generador de inducción para un generador eólico de media y baja potencia
El artículo que se presenta a continuación es resultado del trabajo de investigación del semillero GEOM para el desarrollo de generadores eólicos de media y baja potencia. Se planteó la necesidad de generar y desarrollar propuestas de prototipos que contribuyeran desde la innovación y la investigación al desarrollo de las energías renovables no convencionales. Se estudió el comportamiento de un generador eléctrico de inducción con el objetivo de utilizarlo en el diseño e implementación de un generador de energía eólica o aerogenerador de baja y media potencia. El estudio se caracterizó por plantear dos puntos de vista: mediante el uso del análisis teórico de la máquina y, en segundo lugar, mediante la implementación virtual con herramientas tecnológicas, para lo que se empleó el software Simulink. El modelo que resultó se ajusta a las condiciones climatológicas de la ciudad de Bogotá, donde se presentan fenómenos óptimos para el aprovechamiento de la energía del viento, tomando el concepto de potencia total disponible como referencia para el análisis del generador. Se analizaron las ventajas y desventajas tanto eléctricas como de aplicación. Finalmente, se determinó, con base en los procesos de análisis, que es más conveniente el uso de una máquina de inducción en comparación con una síncrona, para efectos de realizar futuras implementaciones que sean óptimas y eficientes, que apoyen al proceso de estudio y desarrollo de las energías renovables no convencionales y, muy particularmente, al desarrollo de la energía eólica.
I. INTRODUCCIÓN
La necesidad de dar solución a los problemas energéticos de la sociedad ha llevado al estudio, diseño y aplicación responsable de nuevas tecnologías para la generación de energía, como es el caso de las energías renovables, lo anterior dado que “las sociedades humanas para poder existir han dependido de los usos que han dado a las diversas fuentes de energía” [1]. Esto conduce a plantear ideas sobre la necesidad de realizar propuestas innovadoras alrededor de prototipos que permitan mitigar los efectos causados por el uso indiscriminado de los recursos energéticos de origen fósil [1-2].
Los generadores eólicos, o aerogeneradores, son sistemas alternativos de generación de energía eléctrica no convencional que aprovechan la fuerza del viento para convertir energía mecánica en energía eléctrica. Los sistemas de generación eólicos aplicados a generación de media y baja potencia serian ideales para instalaciones domésticas, donde podrían solventar el consumo de energía disminuyendo la dependencia de la red eléctrica. Dicha conversión se produce gracias a una máquina eléctrica muy común, denominada generador eléctrico [2-4].Un generador es una máquina eléctrica capaz de convertir la energía mecánica en forma de movimiento de rotación, en energía eléctrica de corriente alterna (fenómeno conocido como conversión de energía), con una frecuencia que en la mayoría de los casos no es constante [5]. Este fenómeno se produce cuando existe inducción eléctrica en una bobina bajo un efecto de campo magnético en movimiento o variable, generando una corriente eléctrica.
Autores: Camacho-Quintana, Julián-Esteban; Salamanca-Céspedes, Jorge-Enrique; Gallego-Torres, Adriana-Patricia
Idioma: Inglés
Editor: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia - UPTC
Año: 2020
Disponible con Suscripción Virtualpro
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 77
Citaciones: Revista facultad de Ingeniería Vol. 29 No. 54
Este documento es un artículo elaborado por Julián-Esteban Camacho-Quintana, Jorge-Enrique Salamanca-Céspedes, Adriana-Patricia Gallego-Torres (Universidad Distrital “Francisco José de Caldas”. Bogotá, Distrito Capital, Colombia) para la Revista Facultad de Ingeniería Vol 29, Núm 54. Publicación de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia - UPTC. Colombia. Contacto: revista.ingenieria@uptc.edu.co
El artículo que se presenta a continuación es resultado del trabajo de investigación del semillero GEOM para el desarrollo de generadores eólicos de media y baja potencia. Se planteó la necesidad de generar y desarrollar propuestas de prototipos que contribuyeran desde la innovación y la investigación al desarrollo de las energías renovables no convencionales. Se estudió el comportamiento de un generador eléctrico de inducción con el objetivo de utilizarlo en el diseño e implementación de un generador de energía eólica o aerogenerador de baja y media potencia. El estudio se caracterizó por plantear dos puntos de vista: mediante el uso del análisis teórico de la máquina y, en segundo lugar, mediante la implementación virtual con herramientas tecnológicas, para lo que se empleó el software Simulink. El modelo que resultó se ajusta a las condiciones climatológicas de la ciudad de Bogotá, donde se presentan fenómenos óptimos para el aprovechamiento de la energía del viento, tomando el concepto de potencia total disponible como referencia para el análisis del generador. Se analizaron las ventajas y desventajas tanto eléctricas como de aplicación. Finalmente, se determinó, con base en los procesos de análisis, que es más conveniente el uso de una máquina de inducción en comparación con una síncrona, para efectos de realizar futuras implementaciones que sean óptimas y eficientes, que apoyen al proceso de estudio y desarrollo de las energías renovables no convencionales y, muy particularmente, al desarrollo de la energía eólica.
I. INTRODUCCIÓN
La necesidad de dar solución a los problemas energéticos de la sociedad ha llevado al estudio, diseño y aplicación responsable de nuevas tecnologías para la generación de energía, como es el caso de las energías renovables, lo anterior dado que “las sociedades humanas para poder existir han dependido de los usos que han dado a las diversas fuentes de energía” [1]. Esto conduce a plantear ideas sobre la necesidad de realizar propuestas innovadoras alrededor de prototipos que permitan mitigar los efectos causados por el uso indiscriminado de los recursos energéticos de origen fósil [1-2].
Los generadores eólicos, o aerogeneradores, son sistemas alternativos de generación de energía eléctrica no convencional que aprovechan la fuerza del viento para convertir energía mecánica en energía eléctrica. Los sistemas de generación eólicos aplicados a generación de media y baja potencia serian ideales para instalaciones domésticas, donde podrían solventar el consumo de energía disminuyendo la dependencia de la red eléctrica. Dicha conversión se produce gracias a una máquina eléctrica muy común, denominada generador eléctrico [2-4].Un generador es una máquina eléctrica capaz de convertir la energía mecánica en forma de movimiento de rotación, en energía eléctrica de corriente alterna (fenómeno conocido como conversión de energía), con una frecuencia que en la mayoría de los casos no es constante [5]. Este fenómeno se produce cuando existe inducción eléctrica en una bobina bajo un efecto de campo magnético en movimiento o variable, generando una corriente eléctrica.
Descripción
El artículo que se presenta a continuación es resultado del trabajo de investigación del semillero GEOM para el desarrollo de generadores eólicos de media y baja potencia. Se planteó la necesidad de generar y desarrollar propuestas de prototipos que contribuyeran desde la innovación y la investigación al desarrollo de las energías renovables no convencionales. Se estudió el comportamiento de un generador eléctrico de inducción con el objetivo de utilizarlo en el diseño e implementación de un generador de energía eólica o aerogenerador de baja y media potencia. El estudio se caracterizó por plantear dos puntos de vista: mediante el uso del análisis teórico de la máquina y, en segundo lugar, mediante la implementación virtual con herramientas tecnológicas, para lo que se empleó el software Simulink. El modelo que resultó se ajusta a las condiciones climatológicas de la ciudad de Bogotá, donde se presentan fenómenos óptimos para el aprovechamiento de la energía del viento, tomando el concepto de potencia total disponible como referencia para el análisis del generador. Se analizaron las ventajas y desventajas tanto eléctricas como de aplicación. Finalmente, se determinó, con base en los procesos de análisis, que es más conveniente el uso de una máquina de inducción en comparación con una síncrona, para efectos de realizar futuras implementaciones que sean óptimas y eficientes, que apoyen al proceso de estudio y desarrollo de las energías renovables no convencionales y, muy particularmente, al desarrollo de la energía eólica.
I. INTRODUCCIÓN
La necesidad de dar solución a los problemas energéticos de la sociedad ha llevado al estudio, diseño y aplicación responsable de nuevas tecnologías para la generación de energía, como es el caso de las energías renovables, lo anterior dado que “las sociedades humanas para poder existir han dependido de los usos que han dado a las diversas fuentes de energía” [1]. Esto conduce a plantear ideas sobre la necesidad de realizar propuestas innovadoras alrededor de prototipos que permitan mitigar los efectos causados por el uso indiscriminado de los recursos energéticos de origen fósil [1-2].
Los generadores eólicos, o aerogeneradores, son sistemas alternativos de generación de energía eléctrica no convencional que aprovechan la fuerza del viento para convertir energía mecánica en energía eléctrica. Los sistemas de generación eólicos aplicados a generación de media y baja potencia serian ideales para instalaciones domésticas, donde podrían solventar el consumo de energía disminuyendo la dependencia de la red eléctrica. Dicha conversión se produce gracias a una máquina eléctrica muy común, denominada generador eléctrico [2-4].Un generador es una máquina eléctrica capaz de convertir la energía mecánica en forma de movimiento de rotación, en energía eléctrica de corriente alterna (fenómeno conocido como conversión de energía), con una frecuencia que en la mayoría de los casos no es constante [5]. Este fenómeno se produce cuando existe inducción eléctrica en una bobina bajo un efecto de campo magnético en movimiento o variable, generando una corriente eléctrica.