V 33 N 70

More documents

Recommendations

Info

ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA. Vol. 33 NÚM. 70. PP. 74-80 MAR. 2018 ISSN 0185-6294 ANÁLISIS COMPARATIVO DE AEROGENERADORES UTILIZANDO DATOS DE VIENTO: CASO DE ESTUDIO Canché Ventura 1 , Yamile Guadalupe; May-Cen 1 , Iván de Jesús; Tamayo Loeza 1 , Erick del Jesus; Novelo Cetina 1 , Edylu y Mezquita Martínez 1 , Ramón Salvador 1 Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico Superior Progreso, Boulevard Víctor Manuel Cervera Pacheco S/N x 62, Progreso, Yucatán, México, C.P. 97320, Tel/Fax: (01969) 934 30 23 Autor de contacto: yamilegpecanche25@gmail.com; imay@itsprogreso.edu.mx; etamayo@itsprogreso.edu.mx; enovelo@itsprogreso.edu.mx; rmezquita@itsprogreso.edu.mx Recibido: 23/febrero/2018 Aceptado: 18/marzo/2018 Publicado: 31/marzo/2018 RESUMEN El presente documento tiene como contenido una evaluación cuantitativa del potencial eólico en el Puerto de Progreso, Yucatán con el fin de conocer las posibilidades que tiene dicha área de estudio para la instalación de un aerogenerador eólico que abastezca a un hotel y a un minisuper ubicados en el malecón de la ciudad. Además, utilizando datos de velocidad de viento de la región y de curvas de potencia, se desarrolló un software con la finalidad de efectuar una comparación cuantitativa entre cinco distintos modelos de aerogeneradores, para poder seleccionar el modelo más adecuado, proporcionando certeza al usuario para decidir por el dispositivo correcto con la capacidad de abastecimiento requerido, contribuyendo de esta forma a disminuir el consumo que tienen estos y determinar los tiempos para el retorno de la inversión necesaria. Palabras clave: aerogenerador, curvas de potencia, potencial eólico, velocidad del viento. ABSTRACT The present paper has as a content a quantitative evaluation of the wind potential in the Port of Progreso, Yucatán to know the possibilities that this study area has for the installation of a wind turbine that supplies a hotel and a supermarket located in the boardwalk in the city. In addition, using wind speed data of the region and power curves, software was developed with the purpose of making a quantitative comparison between five different models of wind turbines, to be able to select the most appropriate model, providing certainty to the user to decide by the correct device with the required supply capacity, contributing in this way to reduce the consumption they have and determine the times for the return of the necessary investment. Key words: wind turbine, power curve, eolic potential, wind speed. INTRODUCCIÓN Actualmente en el planeta ha existido un excesivo uso de energía proveniente de los combustibles fósiles provocando que estos cada día vayan disminuyendo. Por este motivo muchos países están incursionando en las energías renovables como Noruega, Suecia, Letonia son las principales naciones que generan energías renovables, según la organización REN21 (Global Status Report REN21, 2018), como opción tanto para no seguir dañando y contaminando nuestro planeta como para aprovechar los recursos limpios que la propia naturaleza proporciona dando como resultado la energía eólica, solar, geotérmica, biomasa y otros. De esta manera, es muy importante que la comunidad internacional asuma decisiones estratégicas para contrarrestar el consumo excesivo y la dependencia a estos hidrocarburos. Estudios recientes, en países de América Latina (Castañeda, Fajardo & Cardona, 2017) y en particular México (Magar, González-García, & Gross, 2017), han concluido de manera positiva acerca de la factibilidad para emplear generadores de energía renovable como una herramienta para combatir el calentamiento global y el consumo excesivo de combustibles fósiles. Sin embargo, como todo instrumento, existen diversos modelos que se presentan en el mercado, lo cual hace factible el tener opciones entre una gran lista de modelos con diferentes curvas de potencia (Pagnini, Burlando y Repetto, 2015). Aunque existen diversos estudios afirmando la factibilidad de la implementación de aerogeneradores en ciertas áreas del mundo (Castañeda, Fajardo & Cardona, 2017; Magar, González-García, & Gross, 2017), aún no se dispone de alguna aplicación automatizada o software que contribuya a una mejor toma de decisión para los usuarios en potencia. Asumir de manera óptima esta decisión, es decir, definir el tipo de aerogenerador que es conveniente, es una labor compleja debido a que cada modelo tiene costos de generación diferente dependiendo del lugar donde se requiera la instalación, y esto provoca que algunos se vuelvan inaccesibles económicamente o incorrectos para las necesidades del usuario. T E C N O L Ó G I C O N A C I O N A L D E M É X I C O . I. T. M É R I D A
ANÁLISIS COMPARATIVO DE AEROGENERADORES UTILIZANDO DATOS DE VIENTO: CASO DE ESTUDIO El puerto de Progreso, Figura 1, es uno de los 106 municipios que conforman el estado mexicano de Yucatán, se ubica al norte del estado y es uno de los puertos más importantes del Golfo de México. Se toma como lugar de estudio y de prueba un hotel y un minisúper ubicados en el malecón de Progreso, debido a que este sitio cuenta con un gran consumo de energía eléctrica, por consiguiente, los pagos son muy altos haciendo que el negocio tenga pérdidas económicas. Esta situación, genera un área de oportunidad para utilizar energías renovables, las cuales comienzan a conocerse y utilizarse en la comunidad local. mucha energía cinética que es posible aprovechar de muchas maneras, una de ellas es la producción de electricidad (Johnson, 2001). Todas las fuentes de energía renovables (excepto la mareomotriz y la geotérmica), incluyendo la energía de los combustibles fósiles, provienen, en último término, del sol. Se estima que 3.48x1015kW de la energía proveniente del sol es convertida en energía eólica (Burton, 2011). El viento ha sido utilizado desde tiempos antiguos por el ser humano como una fuente de energía, utilizado en barcos, molinos de viento, y ahora en la producción de energía eléctrica. La potencia del viento es la característica que define cuánta energía contiene (Hansen, 2015). Esta depende, de las presiones que se le apliquen, de la temperatura del ambiente, la altura y área de estudio. Este tema en particular es de mucho interés, ya que de aquí se define la cantidad de energía que se podrá sustraer del recurso natural. Una masa de aire m con movimiento uniforme unidireccional de velocidad v tiene una energía cinética: E = 1 2 mv² Figura 1. Ubicación del puerto de Progreso en México. Fuente: Elaboración propia. Los alcances de este trabajo fueron: la obtención de datos de potencial eólico de la zona del puerto de Progreso, en el estado de Yucatán proporcionados por la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), los cuales se utilizaron como datos de entrada para el software desarrollado. La información necesaria para el levantamiento de cargas para la obtención del consumo de energía eléctrica y la simulación del aerogenerador, son datos reales obtenidos en el sitio de estudio. El principal resultado obtenido, es la verificación de disminución de consumo después de procesar la información y la simulación en el software. Las principales limitaciones que evitaron el progreso de este proyecto consistieron en la dificultad de obtener los datos de velocidades de viento en la región y los pocos modelos de aerogeneradores de la capacidad requerida, debido a que la mayoría maneja a partir de 10 kW. El objetivo de este trabajo es el de aplicar conocimiento estadístico, conocimiento de energía eólica y programación en Matlab TM (Singh et al, 2014), para evaluar el potencial eólico de la zona costera de Progreso, Yucatán, tomando en cuenta diversos modelos de aerogeneradores comerciales. Fundamento teórico El viento es el resultado de diferencia de presiones y temperaturas en la atmósfera terrestre, que da como resultado el movimiento de las masas de aire, los cuales llevan consigo Si ρ es la densidad del aire de la corriente, la energía por unidad de volumen de la masa es: e = 1 2 ρv² El flujo volumétrico Q a través de una superficie de control estacionaria de sección frontal A es: Q = Av Luego, el flujo de energía o potencia eólica de la corriente a través de A es: P = eQ = 1 2 ρAv³ Esta expresión, muestra la dependencia que tiene la potencia con respecto a la velocidad del viento, y con esto la conveniencia de operar a nivel del mar, donde la masa de aire está libre de obstáculos, evitando turbulencias (Burton, 2011). Aerogeneradores Los aerogeneradores son las máquinas que transforman la fuerza cinética del viento en electricidad. Reciben varios nombres: Turbinas eólicas, Aerogeneradores y por la historia de sus predecesores, también se les conoce como Molinos de viento. Se dividen en dos grupos (Hansen, 2015): REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO MÉRIDA Vol. 33 NÚM. 70 75
Page 1 and 2:
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E I
Page 3:
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E I
Page 7 and 8:
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN REVISTA
Page 9 and 10:
HERRERA GURRUTIA, M.A., CHAN Y DÍA
Page 11 and 12:
Page 13 and 14:
Número de ramas Biomasa verde (kg/
Page 15 and 16:
Page 17 and 18:
Aspecto visual (Escala 0 -5) MAGAÑ
Page 19 and 20:
MAGAÑA BENÍTEZ, W., MOGUEL ALDÁN
Page 21 and 22:
IDENTIFICACIÓN DE ALGAS EN PROGRES
Page 23 and 24:
Page 25 and 26:
Page 27 and 28:
Page 29 and 30: INCIDENCIA DE LAS POLÍTICAS PÚBLI
Page 35 and 36: MONITOREO DE RUIDO EN LA REMODELACI
Page 37 and 38: MONITOREO DE RUIDO EN LA REMODELACI
Page 39 and 40: RELACIÓN ENTRE INNOVACIÓN SOCIAL,
Page 49 and 50: ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN REVISTA
Page 51 and 52: RIVAS MORALES, C. Y WIDMAN AGUAYO,
Page 57 and 58: UTILIZACIÓN DE SISTEMAS “CAD”
Page 59 and 60: UTILIZACIÓN DE SISTEMAS “CAD”
Page 61 and 62: EL PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS DEL ING
Page 67 and 68: MÉTODOS DE CONSISTENCIA TERMODINÁ
Page 73 and 74: ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN REVISTA
Page 75 and 76: GARCÍA GUTIÉRREZ, C.R., PEREYRA C
Page 77 and 78: GARCÍA GUTIÉRREZ, C.R., PEREYRA C
Page 79: GARCÍA GUTIÉRREZ, C.R., PEREYRA C
Page 83 and 84: ANÁLISIS COMPARATIVO DE AEROGENERA
Page 87 and 88: ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN DIVULGA
Page 91 and 92: ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE UNA IGLESI
Page 97 and 98: GUÍA PARA AUTORES REVISTA DEL CENT
Page 99 and 100: GUÍA PARA AUTORES descritos de tal
Page 101: SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERI
show all

V 33 N 70

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?