Fabricación Aerogenerador Casero - Capítulo III - Dimesionamiento de la Torre de Soporte

Después de haber preparado el generador necesitamos un soporte sobre el que colocar la "superficie-placa" en la que vamos a anclar este, para poder instalarle posteriormente las palas que van a hacer girar nuestro rotor sin que el propio giro de estas sea un riesgo.

Para ello se ha decidido realizar una torre con un tubo de acero atirantado, con los vientos colocados entre sí a 120º, como la que se puede observar en el render, que nos va a permitir darle la estabilidad necesaria frente a los vientos que van a incidir sobre el mismo y a su vez transmitir al terreno los esfuerzos producidos en las palas cuando el viento incide sobre ellas; empleando para ello la normativa EHE-CTE y CTE DB-SE A y exigiendo para cada elemento estas características:

• TORRE: Tubo de acero S235, con 200 mm de diámetro y 8 mm de espesor. 5 m.

• TENSORES: Varilla de acero de diámetro 18 mm S235 o Cable de acero LA-180. 24 m.

Como se puede observar en el Plano 5.

También se ha dimensionado la cimentación que tiene que soportar todos los esfuerzos; empleando para ello la normativa EHE-CTE y CTE DB-SE A, hormigón de la clase HA-25 y control reducido así como Acero B400S y control reducido para la cimentación, Acero B400S para los Pernos y Acero S235 para las placas de anclaje.

Como se puede observar en el Plano 6.

Todos los cálculos justificativos se pueden observar en el siguiente documento, donde se desarrolla la estabilidad y cumplimiento de las normas (EHE-CTE y CTE DB-SE A) para toda la estructura.

Todo este proceso de cálculo ha sido realizado con programas de licencia libre como CYPE y similares.

ENCUESTA: MÉTODOS DE GENERACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES

¿Cuál de estos tipos de generación de energía eléctrica crees tú que debería tener mayores ayudas en España para su desarrollo y consagración en el sector de las energías renovables?

PINCHA AQUÍ

INNOVACIÓN EN ENERGÍAS RENOVABLES: HECHO EN ASTURIAS

Con el título de este post, se realizó el pasado martes 22 de Junio, una jornada técnica organizada por la Fundación Metal. En ella estuvieron diversos representantes de varias empresas asturianas que actualmente desarrollan alguna línea de negocio relacionada con las energías renovables. Como detallo a continuación, la jornada se dividió en 4 bloques:

1. Innovación en la Energía Termosolar: Ingeniería Aplicada al Desarrollo eficaz de la Energía Termosolar (ASTURMATIC SYSTEMS) y Innovando el Modelo de Negocio Termosolar (IDEAS EN METAL).
2. Energía Solar Fotovoltaica: Nuevas Soluciones Fotovoltaicas basadas en Nanotecnología (Fundación ITMA) y Desarrollo de Microsistemas de Control en Sistemas de Generación de Energía Fotovoltaica (IDEAS EN METAL).
3. La energía del mar y del viento: Energía Undimotriz, de la ola al cable (HIDROFLOT) y Tendencias actuales en la Energías Marinas (IDESA).
4. Biomasa: PSE Eco-Combos. Desarrollo Tecnológico para aprovechar Residuos Forestales en procesos de Co-combustión (Fundación Asturiana de la Energía - FAEN).

A continuación me gustaría dar una idea de los temas que se trataron en la jornada, porque personalmente creo que en Asturias se están haciendo muy bien los deberes en lo que a I+D+i y Fabricación de Componentes y Equipos se refiere, para las diferentes Tecnologías Renovables.

INGENIERÍA APLICADA AL DESARROLLO EFICAZ DE LA ENERGÍA TERMOSOLAR

Asturmatic Systems desarrolla el control en plantas termosolares, realiza ensayos en los bancos de pruebas que disponen para la certificación ISO 9001 de componentes de energía solar y eólica, trabajan mano a mano con un tecnólogo de aerogeneradores para desarrollar un nuevo sistema de pitch de palas basado en tecnología hidráulica, gestionan el desarrollo de un sistema de regulación para realizar el seguimiento continuo en plantas termosolares así como el diseño de un nuevo modelo de helióstatos hidráulicos para incorporar en las plantas termosolares de concentración, entre muchas otras cosas. Realmente Rubén Menéndez (Director Comercial) nos quiso transmitir que desde Asturmatic Systems se está apostando muy fuertemente por el I+D+i en energías renovables desde hace unos años, cosa que actualmente les está empezando a dar los frutos deseados y que les está permitiendo vislumbrar un futuro exitoso.

INNOVANDO EL MODELO DE NEGOCIO TERMOSOLAR

Juan José del Campo Gorostidi (CEO de IDEAS EN METAL) dio una visión de la política tomada por la empresa a la hora de organizarse como tal para afrontar una época cambiante como la actual. Teniendo en cuenta que ellos fabrican todos los productos en España, no subcontratando ninguno de los procesos, y habiendo realizado para ello varias inversiones tanto en Asturias como en el resto de España disponiendo así de la tecnología necesaria para cubrir la demanda de pedidos del negocio termosolar, comentaba que la forma de combatir contra las compañías de bajo coste (MADE IN CHINA) es mediante la innovación, la creatividad y la tecnología.

Él exponía que la clave según su experiencia está en la adaptación a los nuevos requerimientos del mercado, que actualmente son rapidísimos; por lo que IDEAS EN METAL es una compañía que se ha estructurado para adecuarse muy rápido a los cambios del mercado.

AGILIDAD - CREATIVIDAD - INNOVACIÓN - TECNOLOGÍA

Actualmente IDEAS EN METAL tiene una cartera de pedidos que significa el 30% o 35% del total de los proyectos termosolares españoles, lo que la hace la 2ª empresa a nivel nacional que subministra estructuras, seguidores y otros muchos componentes del sector termosolar que ellos mismos se encargan de instalar a sus clientes en la modalidad "llave en mano".

NUEVAS SOLUCIONES FOTOVOLTAICAS BASADAS EN NANOTECNOLOGÍA

Pascal Sánchez (Investigador del Área de Energía y Director del Proyecto Industrial ATON. Fundación ITMA) nos explica los nuevos avances, sobre tecnología fotovoltaica, en los que se están centrando para el desarrollo de esta.

La energía solar fotovoltaica actualmente no posee una eficiencia muy alta, pero no solamente se está trabajando en aumentar la eficiencia sino que también se está trabajando en reducir los costes de montaje de los módulos. Y es aquí donde se centran los trabajos de la Fundación ITMA, que actualmente están investigando en la 3ª Generación de Módulos Fotovoltaicos, que son más simples a la hora de fabricarlas que las de 1ª y 2ª Generación. Englobados en esta 3ª Generación nos podemos encontrar:

• Células de Colorantes Sensibles
• Células Orgánicas
• Células Nanocristalinas

Que frente a las de 1ª Generación: Silicio Cristalino (Más laboriosas, en lo que a su fabricación se refiere), y las de 2ª Generación: Cristalino Amorfo, Indio-Cadmio y Telurio de Cadmio (Algo menos laboriosas que las de 1ª Generación, pero que se degradan mucho antes que estas) serían menos costosas de fabricar y con un montaje más económico. Por ejemplo, una aplicación es la integración de estos nuevos módulos fotovoltaicos en las tejas de los tejados.

Actualmente se están centrando todos los esfuerzos en conseguir alargar su vida útil, ya que se encuentra en torno a 4 veces menos que la de los de 1ª Generación. Pero ellos ya han fabricado y ensayado células de 3ª Generación del tipo "nip" y "pin", obteniendo eficiencias de en torno al 8%.

DESARROLLO DE MICROSISTEMAS DE CONTROL EN SISTEMAS DE GENERACIÓN DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA

Javier Ruiz de Velasco (Responsable de I+D+i en Mecatrónica del Grupo IDEAS EN METAL) expuso lo que su compañía se encuentra fabricando y comercializando actualmente, así como explicó ambos productos:

• Seguidor Solar de un eje (5 kW): Siendo su principal característica el seguimiento solar efectivo en cualquier ubicación del mundo, debido a un novedoso equipo de control que incorpora seguimiento "azimutal" y seguimiento "de ángulo de elevación".
• Farola Solar Autónoma (100%): Incorpora luminarias con tecnología LED que acompañadas de una Batería con Fuste suponen un gran avance en este tipo de equipos de mobiliario urbano, que mundialmente pueden suponer entre más del 10% del consumo de energía eléctrica.

ENERGÍA UNDIMOTRIZ: DE LA OLA AL CABLE

Ricard Prats (Director General de HIDROFLOT) explicó la historia de esta empresa, importante para poder valorar su potencial. Se fundó en el año 2005 como una empresa de ingeniería con potencial crecimiento dedicada a las energías renovables, con tecnología propia de para el diseño y suministro de Centrales de Energía Eléctrica accionadas mediante las olas del mar. Tras años de estudios y ensayos en este sector emergente, han llegado a la fase de construcción de la primera planta piloto a escala real para su instalación en las costas oceánicas. Para este cometido se han asociado con la empresa asturiana ASTURFEITO con la que han constituido la sociedad promotora ASTURFLOT mediante la que pretenden promover la 1ª Central Undimotriz con la tecnología de HIDROFLOT.

Como se publicó desde SOLUCIÓN RENOVABLE en este post, aún es algo muy novedoso, pero que entre otras ventajas se encuentran:

• Se puede obtener hasta el 160% de la energía de una ola.
• La energía marina es una energía muy predecible, ya que hay un sistema nacional de predicción de mareas y oleajes.
• De una ola de 1 metro se pueden obtener unos 35 kW, funcionando hasta con olas de 6 metros.

Entre otras muchas, lo que hace que esta tecnología tenga un alto potencial...que se puede desarrollar perfectamente en las costas del mar Cantábrico. Siendo recomendable echar un vistazo a la ponencia.

TENDENCIAS ACTUALES DE LAS ENERGÍAS MARINAS

IDESA es una empresa importante en I+D+i y fabricación de equipos especiales, pero también en I+D+i en energías renovables. Andrés Castro de Benito (Jefe de I+D+i) quiso centrar su exposición en la amalgama de temas en los que se encuentran investigando, desarrollando e innovando, entre los que me gustaría destacar el hincapié que se hizo en la investigación y desarrollo de:

• Métodos de pintado y mantenimiento que han de emplearse para la fabricación y posterior mantenimiento de torres para aerogeneradores Off-Shore (El pintar una sola torre después de 2 años tiene un coste muy elevado).
• Plataformas hincadas y plataformas flotantes para aerogeneradores Off-Shore, con la combinación en esta última de la tecnología undimotriz. Así como la propia tecnología Undimotriz.
  

También es recomendable echar un vistazo a esta ponencia.

PSE Eco-Combos. DESARROLLO TECNOLÓGICO PARA APROBECHAR RESIDUOS FORESTALES EN PROCESOS DE CO-COMBUSTIÓN

Indalecio González Fernández (Responsable del Área de Energías Renovables de la FAEN) quiso comenzar la ponencia explicando en que consiste la Co-Combustión: Combustión de combustible Fósil más otro combustible Natural en las Centrales Térmicas. Se puede diferenciar la misma en tres tipos:

• DIRECTA: Se mezcla el carbón y la Biomasa antes de quemarlos.
• INDIRECTA: Se mezclan el carbón y la Biomasa en estados no sólidos antes de quemarlos.
• PARALELA: Se quema cada combustible en un sistema independiente de combustión, pero se emplea la misma turbina.

Con esta pequeña introducción, se adentró a exponer a todos los presentes en la sala las líneas que está siguiendo este proyecto y que a continuación se comentan, pero no sin antes señalar que esta fue la ponencia que más atrajo a toda los presentes.

El proyecto se plantea para la zona Norte de España, donde existen en la actualidad mayor número de centrales térmicas y mayores superficies forestales, y que mantienen como propósitos la generación de empleo en el entorno rural y la generación de una mejor estructura energética con una menor contaminación de CO2. A su vez, este proyecto se divide en 6 subproyectos en los que colaboran diversos centros de I+D+i y muchos colaboradores (HUNOSA, HC ENERGÍA, ...).

Las actuaciones se están enfocando a:

• FABRICACIÓN DE MAQUINARIA, especial para la recogida de Biomasa en montes (que suelen tener elevadas pendientes y desniveles).
• SISTEMAS LOGÍSTICOS, ya que la Biomasa posee una baja densidad energética es necesario disponer de amplias cantidades de esta para suministrar a las Centrales Térmicas, por lo que se hace necesario un buen sistema de logística.
• SISTEMA DE RESERVAS, que se está calculando en base a los resultados obtenidos en diversas pruebas en las que se analizan los tiempos de consumo.
• EMPRESA GESTORA DE PELETS, la cual se encuentra en fase de creación y mediante la que se pretende que se regulen todos los mecanismos: compra de Pelets a pequeños o grandes productores, venta de Pelets a los grandes consumidores. Para ello se está desarrollando un Software necesario para la gestión de los diferentes lotes, en función de: Características, Origen, Destino, ...
• PRUEBAS FUNCIONALES, mediante las que se están simulando el funcionamiento de la Co-Combustión en las centrales de ABOÑO y la PEREDA. También se están realizando simulaciones mediante ordenador en los laboratorios del INCAR.
• FOMENTO DE PLANTACIONES, para la obtención de Pelets fuera de Asturias. Para ello HUNOSA está realizando cultivos ecológicos en escombreras de sus minas de Lugo y del Norte de León.

Con este maravilloso programa, empresas y profesionales todos los presentes pasamos una buena mañana en la que pudimos palpar los grandes avances que se están consiguiendo en I+D+i de Energías Renovables en Asturias.

Por último agradecer a la FUNDACIÓN METAL la jornada organizada.

Descargar programa y ponencias.

CATASTROFE NATURAL GOLFO DE MÉXICO - ¿ESTO ES NORMAL?

Hace ya un par de meses, 20 de abril del 2010, algunos nos despertamos escuchando la catástrofe que se acababa de producir en el "Golfo de México", una fuga en una plataforma petrolífera explotada por la multinacional petrolera BP que derrama el equivalente a 5.000 barriles de crudo diarios. Muchos no lo dieron importancia, alegando que había mejores cosas en las que centrar la atención (crisis nacional-mundial de los mercados financieros). No quiero dar pie a conjeturas periodísticas sobre intereses ocultos de la petrolera, ya que hay que creer en la buena fe de los directivos de la misma, porque también hay que tener en cuenta que su cotización en bolsa descendió un 20% y la de sus aseguradoras corrió la misma suerte (incluida la española Mapfre, la cual se dice que se encontraba reasegurando alguna parte de las Pólizas de Responsabilidad Civil de BP).

Se han oído declaraciones de todo tipo al respecto, como las del propio Presidente de la petrolera "pidiendo perdón por no tener prevista ninguna medida contra una catástrofe o desastre ambiental, así como por la lenta actuación para reponer los daños causados". Pero lo único que yo creo que se ha de tener en cuenta es el estado actual de la zona y los años o décadas que tienen que pasar para que el "Golfo de México" se recupere de esté duro golpe contra el medio ambiente.

¿No vamos a aprender de ello? ¿No se merece BP que le retiren todos los permisos de explotación tanto de plataformas petrolíferas, oleoductos y todos los negocios vigentes que tiene relacionados con productos altamente contaminantes? Yo creo es lo mínimo que se merecen, entre otras cosas por no respetar uno de los principios que se le exigen a cualquier compañía, por pequeña que sea. "El respeto al medio ambiente".

Esto me hace plantearme de nuevo ciertas cosas:

• La primera, ¿hay más control medio ambiental en el sector de las renovables debido al impacto visual de este tipo de plantas, qué en las plantas que se explotan, gestionan o transportan productos altamente contaminantes?
• La segunda, ¿no es mejor sembrar ahora en energías renovables, véase generación de energía o electricidad y coche eléctrico, para que en un futuro nuestros herederos recojan "bienestar" y no "catástrofes"?
• Y por último, ¿no estaremos ante un caso parecido con las "muy seguras centrales nucleares"?

Para reflexionar sobre el futuro que deseamos a nuestros hijos, nietos ... y próximas generaciones, os dejo unas fotografías del desastre en el "Golfo de México", que por cierto, también está afectando ya a la desembocadura del Mississippi y a las costas de Florida.

Para descargate el resto de fotografías pulsa aquí.

Eficiencia Energética - Capítulo IV - La eficiencia de los electrodomésticos en el ahorro energético

Los electrodomésticos, aunque no son aparatos de gran potencia, ocupan un lugar importante en el consumo energético. En un hogar medio, aproximadamente el 15% del consumo de electricidad corresponde a la iluminación, el 25% a los pequeños electrodomésticos y el 60% a los electrodomésticos de línea blanca. Dentro del grupo de los pequeños electrodomésticos se encuentran los aparatos electrónicos como el televisor, reproductor de DVD, equipo de música, ordenador, etcétera. Y dentro de los electrodomésticos de línea blanca están la lavadora, el frigorífico, el lavavajillas, etcétera. El funcionamiento simultáneo de todos estos aparatos en miles de hogares supone un importante gasto energético. Por lo que en este sector la eficiencia energética desempeña un importante papel. Los equipos electrónicos generan corrientes armónicas que introducen en las redes de alimentación unas deformaciones que deterioran la calidad de la energía. La mayoría de los países europeos están implantando la norma EN 61000-3-2 sobre armónicos, con el objeto de controlar las perturbaciones y obtener la máxima eficiencia energética.

Nos estamos familiarizandos con el término "eficiencia energética", que es lo que se entiende como la adecuada administración de la energía con el objeto de ahorrar la que no produce un trabajo útil, como consecuencia de algunos tópicos como el cuidado del medio ambiente, el ahorro económico y el agotamiento de las fuentes de energía de combustibles fósiles. Un punto importante de la eficiencia energética lo ocupan los electrodomésticos de nuestras viviendas, que, si bien, no son aparatos de gran potencia, hay que pensar que son cientos de miles los que en cada momento están funcionando simultáneamente. Entendiendo por electrodoméstico todo aparato de uso doméstico alimentado con electricidad, si bien, los podemos clasificar en dos grandes grupos: los pequeños electrodomésticos (que en su mayoría son aparatos electrónicos como el televisor, el DVD, el equipo de música, el ordenador, etcétera) y los electrodomésticos de línea blanca (lavadora, frigorífico, lavavajillas y demás).

En 1994 entró en vigor en España una directiva comunitaria que exige el etiquetado energético de lámparas de uso doméstico y los electrodomésticos de línea blanca como frigoríficos, congeladores, lavadoras, lavavajillas, etcétera. Desde entonces, todos los fabricantes tienen que identificar los electrodomésticos con una letra de la A a la G, que es indicativa de su nivel de eficiencia energética. La A indica la máxima eficiencia y la G, la mínima, según se refleja en la tabla 1.

Para entender como se regulan las categorías existentes en la eficiencia energética para electrodomésticos hemos de tener presente como se regula el voltaje nominal. El voltaje nominal europeo es actualmente de 230 V 50 Hz. Formalmente, 240 V en el Reino Unido y 220 V en el resto de Europa. El límite de voltaje armónico en Europa es de:

230 V -10% +6%

Es decir, una variación de voltaje armónico comprendida entre 207 V y 243,8 V, tomando como valor para la mayoría de los países europeos 220 V, mientras que para el Reino Unido el valor es de:

230 V -6% +10%

Esto le permite una variación comprendida entre 216,2 V y 253 V, tomándose en el Reino Unido el valor nominal de 240 V. Con el objeto de que los equipos europeos cumplan con ambos límites, se admite oficialmente desde el año 2003 como límites:

230 V ± 10%

Esto se traduce en unos valores de tensión comprendidos entre 207 V y 253 V, que son distintos para el resto del mundo y dependen de la zona: América del Norte, México, Australia, etcétera.

Pero aparte de esto, hay que tener en cuenta el "factor de potencia" y el "cos ϕ". En general, el factor de potencia y el cos ϕ son lo mismo y se puede hablar de uno y de otro indistintamente. Si bien, hay que precisar que esto es cierto sólo en el caso de que no estén presentes señales armónicas, es decir, cuando tanto la señal de corriente como la de tensión sean señales senoidales.

Tabla 2. Ejemplo de pegatinas según la clasificación energética.

Según la norma UNE EN 50160:1996, una tensión armónica es una tensión senoidal cuya frecuencia es múltiplo entero de la frecuencia fundamental de la tensión de alimentación.

Cuando en una instalación hay armónicos, significa que aunque la señal sea de 50 Hz, contiene componentes de alta frecuencia. Y, en general, la tensión de alimentación contendrá armónicos cuando no sea perfectamente senoidal, es decir, cuando presente deformaciones con respecto a una tensión senoidal perfecta. Por tanto, podemos decir que el factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente:

FDP = Potencia activa / Potencia aparente

Mientras, el cos ϕ es la relación entre la componente fundamental de la potencia activa y la componente fundamental de la potencia aparente.

Cos ϕ = Potencia activa fundamental / Potencia aparente fundamental

La relación entre el FDP y el cos ϕ viene dada por el factor de distorsión o factor de deformación (FDD):

FDD = FDP / cos ϕ

Además,

FDD = Valor de la fundamental (H1) / Valor eficaz

Por lo que:

FDP / cos ϕ = Valor fundamental (H1) / Valor eficaz

De donde:

cos ϕ = FDP x Valor eficaz / Valor fundamental (H1)

Donde el valor eficaz = √(H12 + H22 + H32 + H42 +…..+ Hn2), viene dado como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las componentes armónicas. Sólo en el caso de que no se presenten armónicos se cumplirá que:

Valor eficaz = √(H12) = H1

Y entonces:

cos ϕ = FDP x H1 / H1

Quedando:

FDP = cos ϕ

Y en este caso, las tensiones y corrientes son perfectamente senoidales y el factor de distorsión (FDD) es igual a la unidad. Pues se cumple que:

FDD = FDP / cos ϕ = cos ϕ / cos ϕ = 1

En las instalaciones domésticas el factor de potencia y el cos ϕ están habitualmente muy próximos, aunque se produzcan armónicos, ya que, si bien, la señal de corriente en presencia de armónicos está muy deformada, la señal de tensión tendrá menor distorsión armónica. Esto en la práctica se traducirá en que el factor de potencia y el cos ϕ tienen valores cercanos.

La producción de armónicos en las instalaciones domésticas se debe fundamentalmente a la conexión de equipos que presentan una característica tensión-corriente no lineal como equipos informáticos, electrodomésticos con control electrónico y, en general, cualquier aparato electrónico.

El efecto de los armónicos sobre las potencias puestas en juego quedará más clarificado si utilizamos el conocido triángulo de potencias, pero en este caso en tres dimensiones (tabla 3).

Si representamos por:

S, la potencia aparente.

Q, la potencia reactiva.

P, la potencia activa.

D, la distorsión de potencia armónica.

De todas estas potencias, la única que produce trabajo útil es la potencia activa P. De forma que la potencia de distorsión armónica D, y la reactiva Q de la instalación no producen trabajo. Y vienen relacionadas por la expresión:

S²= P²+ Q² + D²

De donde la distorsión armónica de potencia viene dada por:

D² = S²- (P² + Q²)

Su efecto generalizado es el aumento de la corriente eficaz. A su vez, el efecto pelicular o efecto skin reduce la sección efectiva de los conductores a medida que aumenta la frecuencia del armónico, lo que produce un calentamiento generalizado de la instalación.

Tabla 3. Relación de Potencias.

Ya por último, solamente queda diferenciar las cargas lineales de las no lineales para aclarar así la explicación anterior.

Una carga se denomina lineal cuando la corriente que absorbe tiene la misma forma que la tensión que la alimenta. Como esta corriente no tiene componentes armónicos, la carga lineal no distorsiona la señal de corriente. Estás están compuestas por componentes pasivos, es decir, car-gas resistivas, inductivas y capacitivas. En definitiva, cargas RLC que no deforman la señal, por lo que si la tensión en bornas de estas cargas es senoidal, la corriente consumida por la carga también es senoidal, si bien puede que esté desfasada con respecto a la tensión en un valor que depende de la proporción entre cargas resistivas, inductivas y capacitivas. Es el caso de los motores sin convertidores de frecuencia, iluminación incandescente, resistencias de estufas, etcétera.

Por otro lado, se denomina no lineal cuando la corriente que ella absorbe no es de la misma forma que la tensión que la alimenta. Esta corriente es rica en armónicos y su espectro es función de la naturaleza de la carga. Las cargas no lineales están compuestas por componentes pasivos y componentes activos, es decir, por cargas electrónicas. Las cargas no lineales producen una deformación de la onda de corriente, o sea, si la tensión en los bornes de estas cargas es senoidal, la corriente que absorben no lo es, y pueden, además, estar desfasadas. Estas cargas son los variadores de velocidad, controladores de iluminación, tubos fluorescentes, equipos informáticos y electrodomésticos con componentes electrónicos. Las cargas no lineales se caracterizan por consumir corriente a impulsos. Esto es cuando la forma de onda alcanza su valor máximo, o su valor mínimo es cuando la carga no lineal conduce, produciendo señales pulsantes que circulan por cables, diferenciales y magnetotérmicos que, en principio, sólo estaban diseñados y dimensionados para señales de corriente de tipo senoidal.

Fuente: Juan Manuel Oliveras Sevilla

Este tipo de cálculos podrían aplicarse y tenerse en cuenta en sistemas de generación de energía, siempre que exista la posibilidad de la generación de armónicos debido a un mal filtrado en la electrónica de potencia de los sistemas de generación.

Energía Solar Fotovoltaica - Capítulo II - Cálculo de disponibilidad de instalaciones

Mediante este post, se pretende dar una ligera idea de los pasos que es necesario dar para calcular la disponibilidad en las instalaciones de generación de energía solar fotovoltaica. Para ello, el cálculo de la disponibilidad se puede realizar tanto para el dispositivo generador (teniendo en cuenta el inversor o contador correspondiente) como para la planta completa (teniendo en cuenta el contador correspondiente).

DISPONIBILIDAD DE DISPOSITIVO

Se considera que hay varios dispositivos del mismo tipo (homogéneos), calculándose la disponibilidad por comparación de cada dispositivo con el resto. En el caso de inversores la homogeneidad implica que sean del mismo fabricante y la misma potencia nominal, y en caso de contadores basta con que se encuentren midiendo la energía generada por uno o varios inversores que sumen la misma potencia nominal.

En una instalación con M dispositivos homogéneos se calcula la disponibilidad de un dispositivo 'j' para un día como la media disponibilidad 'i' en N intervalos horarios:

Siendo:

• Disponibilidad 'j': la disponibilidad del dispositivo 'j' en el día.
• Disponibilidad 'jt': la disponibilidad del dispositivo 'j' en el intervalo 't'.
• N: el número de intervalos horarios desde que se cumplan alguno de los siguientes criterios:

1. La radiación acumulada es superior a un umbral. Por defecto el umbral es de 100 (Wh/m2).
2. SUMATORIO(j=1,M) Ej >= UmbralCoef (%) * M * Potencia Nominal Dispositivo (kW) * 1 (h)

UmbralCoef es un coeficiente configurable que tiene por defecto el valor del 20%.

Hasta que dejen de cumplirse ambos criterios ininterrumpidamente hasta el final del día (teniendo en cuenta que sino existe sonda de radiación solamente se considerará el criterio 2).

La Disponibilidad 'jt' en un intervalo i para un dispositivo j se calcula como:

Siendo:

• Ejt: la producción del dispositivo j en el intervalo horario t.
• UmbralProducción: un coeficiente en % configurable. Por defecto el 80%.
• SUMATORIO(J=1, M-1) Ejt: el sumatorio de la producción de todos los dispositivos, menos la del dispositivo j.

DISPONIBILIDAD DE PLANTA

Partiendo de la disponibilidad de un dispositivo j, la disponibilidad de la planta k es:



Es decir, se da un peso en el cálculo de la disponibilidad de planta en función de la potencia nominal del dispositivo. Donde M es el número de dispositivos (inversores o contadores) de la planta.

DISPONIBILIDAD DE INSTALACIÓN

Partiendo de la disponibilidad de una planta k, la disponibilidad de la instalación es:



Es decir, se da un peso en el cálculo de la disponibilidad de instalación en función de la potencia pico de cada planta. Donde P es el número de plantas de la instalación.

Como me imagino, existirán otros criterios para realizar los cálculos de disponibilidad propuesto, por lo que sería bueno que comentaseis al respecto para poder globalizar aún más la idea.

QUIJOTES DEL SIGLO XXI

Trabajan a más de 100 metros de altura. Su misión: se encargan de que los cientos de aerogeneradores instalados en nuestro país estén siempre a punto. Acompañamos a un equipo de estos operadores durante una jornada de trabajo. ¿Quién dijo miedo? En su perfil ha de figurar que no tienen miedo...al menos a los espacios cerrados y las alturas, dos elementos con los que se enfrentan los operadores: estos aerogeneradores pueden elevarse hasta 120 metros del suelo (con el nuevo modelo G10X del tecnólogo Navarro GAMESA). Su misión es revisar que todo funcione correctamente. Estos modernos bosques de aire son capaces de generar actualmente más del 15% de la energía que se consume en España.

Actualmente se considera como una de las principales profesiones de futuro, para desempeñar la misma, los operadores reciben cursos de formación, tienen de media 35 años y hacen guardias en las que están localizables las 24 horas. Todos viven a menos de una hora del complejo, por si hay emergencias. ¿Lo peor del trabajo? Si toca ir a un aerogenerador de madrugada, con temperaturas de hasta -20º C. ¿Lo mejor? es un puesto de trabajo con un índice de accidentes muy bajo. Tienen unas condiciones salariales superiores a la franja "mileurista", así como importantes paquetes de beneficios sociales.

Cada 6 meses y durante varios días, cuatro técnicos revisan más de cien elementos del molino, desde la presión hasta el cambio de aceite o el análisis de telemetría. Los operadores antes eran camioneros, electricistas, gasolineros o informáticos, pero el desarrollo tecnológico y la pretensión empresarial para ajustar los costes lo máximo posible, implica que actualmente se requieran perfiles concretamente formados.

¡¡Un apasionante trabajo en el que se adquieren conocimientos sobre la última tecnología empleada en los aerogeneradores!!

FUENTE: XL SEMANAL Nº 1.172

Avión Solar - Capítulo II - Altos vuelos

Ayer por la mañana a las 10:27, el Solar Impulse HB-SIA despegó del aeródromo de Payerne (VD) en su vuelo inaugural.

Bajo la mirada de miles de espectadores de toda Suiza, el Solar Impulse HB-SIA subió lentamente hasta 1200 metros, y durante 87 minutos el piloto de pruebas, Markus Scherdel, estuvo familiarizándose con el comportamiento en vuelo del prototipo y realizando los ejercicios de vuelo inicial antes de hacer el primer aterrizaje en la pista del Cantón de Vaud. La ejecución de estas diversas maniobras (giros, simulando la fase de aproximación) fue necesario para que el piloto de pruebas palpase y obtuviese las primeras sensaciones del funcionamiento de la aeronave y verificando en todo momento todos sus equipos de control.

"Este primer vuelo fue para mí un momento muy intenso!" Exclamó Solar Impulse prueba piloto Markus Scherdel, todavía bajo la emoción del evento, al dimitir de la aeronave. "El HB-SIA se comportó como el simulador de vuelo nos dijo! A pesar de su inmenso tamaño y el peso pluma, la controlabilidad de la aeronave altura de nuestras expectativas! "

"Este primer vuelo ha sido sin duda la fase más arriesgada de todo el proyecto. 1 hora y 27 minutos de emoción intensa después de 7 largos años de investigación, ensayos y perseverancia. ¡¡Nunca un avión eléctrico tan grande alimentado por energía solar había volado antes!! El objetivo era verificar el comportamiento del prototipo, para probar su reacción a diversas maniobras. El éxito de este primer vuelo, nos permite contemplar el proyecto con mayor serenidad ", dijo un satisfecho André Borschberg, CEO y Co-fundador del proyecto.

"Todavía tenemos un largo camino por recorrer hasta que los aviones alimentados por energía solar puedan volar durante la noche y más aún antes de volar alrededor del mundo, pero hoy, gracias a la extraordinaria labor de todo un equipo, se ha dado un paso esencial hacia el logro de nuestra visión", añadió el Presidente y Co-fundador de Solar Impulse Bertrand Piccard. "Nuestro futuro depende de nuestra capacidad por adaptar rápidamente la utilización de energías renovables. Solar Impulse pretende demostrar qué ya se puede hacer mediante el uso de estas energías y la aplicación de nuevas tecnologías capaces de proteger los recursos naturales".