Energía renovable

Tipos de aerogeneradores domésticos, cómo seleccionar el tamaño, mantenimiento, etc.

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Después de largas discusiones, hemos estudiado mucho sobre la energía eólica y los parques eólicos. Ahora pensemos en los aerogeneradores que se ven en los parques eólicos. ¡Así que la energía eólica es una fuente de energía limpia y renovable! ¡Algo tan simple como una turbina eólica instalada en el techo de su casa podría reducir considerablemente sus gastos de electricidad! ¡Hay mucho viento soplando constantemente alrededor de tu casa! Este artículo puede ser una guía para turbinas eólicas domésticas que nos brinde una imagen clara de cómo seleccionar el tamaño de turbinas para el hogar, partes de aerogeneradores domésticos, su mantenimiento, tipos de los sistemas domésticos de viento, su velocidad, etc.

¿Quién no querría una solución ecológica para sus crecientes facturas de energía? ¿Podemos utilizar la energía eólica para alimentar nuestros hogares? La respuesta es sí’! Los pequeños sistemas eléctricos eólicos pueden hacer una contribución significativa a nuestras necesidades energéticas, pero deben planificarse con cuidado. Es adecuado para ubicaciones remotas fuera de la red donde los métodos convencionales de suministro son costosos o poco prácticos. Dependiendo del recurso eólico, una turbina eólica doméstica puede reducir la factura de la electricidad entre un 50 y un 90 %, evitar cortes de energía y no contaminar.

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Cosas a tener en cuenta al planificar un HWT (Home Wind Turbine)

  • Debe decidir cuánta electricidad necesita producir, es decir, si desea complementar la electricidad que ya proporciona o si desea desconectarse completamente de la red.
  • ¿Tu casa es energéticamente eficiente? Reducir su consumo de energía reducirá el tamaño de la turbina eólica que necesita.
  • Debe haber suficiente viento donde vives, al menos 5 m/s o 12 millas por hora.
  • Las torres altas deben estar permitidas en su área, 30 pies por encima del árbol o edificio más cercano y a 300 pies de distancia de cualquier obstrucción en el suelo. Existen restricciones para estructuras altas permitidas en áreas residenciales, como un límite de altura de 35 pies.
  • Los vecinos pueden objetar una estructura que bloquee su vista o estar preocupados por el ruido producido por la turbina. El nivel de ruido de los HWT modernos es de alrededor de 52 a 55 decibelios.
  • Debe tener un espacio de al menos un acre para utilizar la densidad de energía eólica
  • Esta es una inversión a largo plazo y uno debe estar preparado para ello.

Cómo hacer que tu hogar sea más eficiente energéticamente

Hacer que su hogar sea energéticamente eficiente reducirá el tamaño de la turbina eólica que necesita y es más rentable.

  • Reduzca las necesidades de calefacción y refrigeración aislando adecuadamente su hogar.
  • Toma nota de tus ventanas. Las ventanas especiales con revestimiento de baja emisividad llenas de gas y doble panel reducen la pérdida de calor en climas fríos y los revestimientos espectralmente selectivos reducen la ganancia de calor en climas cálidos.
  • Mantenga y actualice sus sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado.
  • Utilice luces fluorescentes en lugar de las normales.
  • Use electrodomésticos de bajo consumo aprobados por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.

Cómo seleccionar el tamaño del aerogenerador

Dependiendo del propósito y la cantidad de energía requerida, el tamaño del HWT puede variar.

  • Pequeñas turbinas de 20 a 500 vatios pueden cargar baterías de vehículos recreativos y veleros.
  • Se utilizan turbinas de 1-10kW para bombear agua.
  • Las turbinas de 400 vatios a 100 kW están disponibles según la cantidad de energía que necesite generar.

Es necesario establecer un presupuesto energético. Una casa típica usa 10000 kW-hora de electricidad al año. Dependiendo de la velocidad promedio del viento en el área, se requeriría una turbina eólica con una potencia nominal de entre 5 y 15 kW para esta necesidad.

La electricidad generada se utilizará para alimentar el inversor conectado a la red y, por lo tanto, la turbina debe poder producir energía adicional para satisfacer las necesidades del hogar también.

Todos los fabricantes prueban sus turbinas en túneles de viento con velocidades de viento reguladas que soplan continuamente. Por lo tanto, es importante recordar que la información proporcionada por el fabricante puede no ser completamente confiable en condiciones naturales donde el viento es intermitente y la velocidad del viento varía durante el día y el año.

Partes básicas de una turbina eólica

El rotor, el generador, la torre, el cableado y los componentes del sistema, como controladores, inversores y baterías, forman la turbina eólica completa.

  • Las palas giratorias son 3 y están hechas principalmente de fibra de vidrio. El diámetro del rotor define su área de barrido y la cantidad de energía producida. Captura la energía cinética del viento y la convierte en movimiento giratorio para impulsar el generador.
  • La mayoría de las turbinas son máquinas contra el viento de eje horizontal.
  • La cola mantiene la turbina orientada hacia el viento.
  • El rotor, el generador y la cola están unidos al marco de la turbina.
  • La torre de altura de al menos 30 pies por encima de los obstáculos vecinos asegura que la turbina esté en un espacio para acceder a vientos más fuertes y evitar la turbulencia más cercana al suelo causada por colinas, edificios o árboles.
  • Las inversiones relativamente pequeñas en el aumento de la altura de la torre pueden generar altas tasas de rendimiento en la producción de energía.
  • Los dos tipos principales de torres son las autoportantes (independientes) y las torres arriostradas. La mayoría de las turbinas eólicas domésticas utilizan torres arriostradas.
  • Las torres arriostradas consisten en secciones de celosía, tubería o tubería y cables de arriostramiento de soporte. El aluminio debe evitarse ya que se daña fácilmente.
  • El radio de las riendas debe ser de la mitad a las tres cuartas partes de la altura de la torre.
  • Las torres inclinadas hacia abajo son más convenientes ya que ayudan a bajar la turbina y, por lo tanto, facilitan su mantenimiento. Durante clima tormentoso o peligroso, también se pueden bajar para proteger la turbina.
  • Debe evitarse el montaje de turbinas en los tejados. Las vibraciones de la turbina se transmiten a la estructura y pueden causar daños estructurales al edificio. El ruido de la turbina también causará perturbaciones.
  • Hay otras partes de una turbina además de la turbina montada y la torre se denomina ‘Equilibrio del sistema’. Las partes incluyen un controlador, baterías de almacenamiento, una unidad de acondicionamiento de energía o un inversor y cableado.
  • Las baterías se utilizan para almacenar el exceso de energía para su uso cuando el viento está en calma. Las baterías contienen productos químicos corrosivos y explosivos. Por lo tanto, estos deben mantenerse alejados de las áreas de vivienda. También deben protegerse de las temperaturas extremas.
  • El controlador de carga evita que las baterías se sobrecarguen.
  • Las pequeñas turbinas eólicas generan electricidad de CC. El inversor convierte esto en electricidad de CA que utilizan los aparatos convencionales estándar. Aunque el inversor reduce la eficiencia general del sistema, es una necesidad. Es imprescindible en los sistemas conectados a la red.

¿Cuál es el mantenimiento requerido?

  • Es necesario un mantenimiento anual del aerogenerador.
  • Los pernos y las conexiones eléctricas deben revisarse y apretarse si es necesario.
  • Las máquinas deben ser revisadas por corrosión.
  • Se debe verificar que los cables de sujeción tengan la tensión adecuada
  • Compruebe si hay bordes de ataque desgastados en las cuchillas.
  • Es posible que sea necesario reemplazar las cuchillas o los cojinetes después de 10 años.

¿Cómo evaluar la velocidad del viento en el sitio?

  • Monitoreo directo por un sistema de medición del recurso eólico
  • Comprobación de mapas de recursos eólicos para la región propuesta
  • Obtener información sobre la velocidad promedio del viento de un aeropuerto cercano: esto puede no ser confiable ya que las influencias locales del terreno pueden causar diferencias en la velocidad del viento en el aeropuerto y el sitio propuesto.
  • Observación de la vegetación del área – En los árboles, especialmente en coníferas y árboles de hoja perenne, se produce una deformidad denominada ‘flagging’, provocada por los fuertes vientos. Esto puede ser una deformidad permanente que va desde colocar banderas hasta lanzar alfombras, y puede ayudar a estimar aproximadamente la velocidad promedio del viento para un área.

Qué aumenta o disminuye la eficiencia del aerogenerador doméstico

  • altura de la torre
  • Distancia desde estructuras circundantes como colinas, edificios y árboles.
  • Longitud de la pala o diámetro del rotor
  • Longitud del cable que corre entre la turbina y la casa. Se puede perder electricidad debido a la resistencia en el cable si el cable es demasiado largo y esto ocurre más con la corriente continua.

Tipos de pequeños sistemas eólicos

Sistemas conectados a la red

Aquí su HWT está conectado al sistema o red de distribución de electricidad. El exceso de energía generada por su sistema se transfiere o vende a la red. La salida tiene que ser corriente alterna. Por lo tanto, se requiere una unidad acondicionadora de energía. Es posible que no se necesiten baterías.

Si la turbina no puede satisfacer completamente sus necesidades, la empresa de servicios públicos compensa la diferencia. Existen buenos incentivos para la venta del excedente de electricidad o para la compra de aerogeneradores.

Esto es adecuado si vive en un área donde la electricidad suministrada por los servicios públicos es costosa. Considere también si conectar su sistema a la red no es costoso.

Programas de medición neta: si su generador está produciendo más energía de la que necesita, su medidor eléctrico podrá retroceder. Su generación de energía puede compensar su consumo durante todo el período de facturación y recibir precios minoristas por más electricidad que genere. La medición neta varía según el estado y la empresa de servicios públicos.

Seguridad: la instalación y el funcionamiento de su aerogenerador están sujetos a los códigos eléctricos del gobierno local. Estos enfatizan el cableado adecuado y el uso de componentes certificados por la seguridad contra incendios y eléctrica por laboratorios de prueba aprobados.

La energía eólica entregada a la red debe coincidir con ella en términos de voltaje, frecuencia y calidad de la energía.

Si tiene una turbina eólica conectada a la red, debería dejar de suministrar electricidad automáticamente a la línea eléctrica durante un corte de energía. De lo contrario, podría provocar la muerte de los trabajadores de la línea que podrían comenzar a trabajar en una línea viva pensando que está ‘muerta’.

Sistemas autónomos o fuera de la red

Estos sistemas eólicos no están conectados a la red eléctrica y, por lo tanto, el exceso de energía se almacena en baterías. Estos son adecuados para lugares remotos donde es muy costoso conectarse a la red pública más cercana. Estos sistemas deben ser capaces de producir toda la electricidad necesaria para la casa o la granja.

Sistemas híbridos

Un sistema híbrido combina tecnología de energía eólica y solar. Esto proporciona energía fuera de la red confiable para hogares, granjas y, a veces, comunidades enteras. Esto es especialmente útil en los EE. UU. donde la velocidad del viento es baja en el verano cuando el sol calienta durante un período más largo. El viento es más fuerte en el invierno cuando hay menos luz solar disponible. Cuando ninguno está disponible, las baterías proporcionan la energía. También se puede incorporar un generador que utilice diésel para obtener energía adicional. La capacidad de almacenamiento del sistema híbrido también debe ser lo suficientemente grande.

Conclusión

Antes de comprar, es bueno revisar diferentes sistemas y encontrar cuál se adapta mejor a tus necesidades. Asegúrese de que las piezas de repuesto y el servicio estén disponibles cuando sea necesario. También consulte con otros propietarios de sistemas sobre los requisitos de rendimiento, confiabilidad, mantenimiento y reparación y las expectativas cumplidas. Es mejor que un instalador profesional que también sea electricista matriculado instale el aerogenerador que intentar hacerlo solo.

Antes de comprar, se recomienda conocer todas las restricciones y asignaciones de zonificación, los códigos eléctricos del gobierno local, los requisitos de seguro, los requisitos de interconexión de servicios públicos y los acuerdos formales, los acuerdos de indemnización, los cargos al cliente y varios otros sistemas establecidos por los gobiernos federal y estatal. Se puede obtener más información de la Asociación Americana de Energía Eólica (www.awea.org.)

Mientras uno esté completamente informado, quiera obtener independencia energética y generar energía limpia, ¡la energía eólica puede alimentar su hogar!

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