Diseño y construcción de un prototipo académico de generación eólica para su instalación en el laboratorio de maquinas de la escuela de ingeniería Eléctrica de la Universidad de Carabobo

AUTOR:  Eduardo J.Uribe

Fernando L. Rodríguez P.

TUTOR: Ing. MSc. Eva Monagas

FECHA: 05-2008

Planteamiento del Problema

A partir del último siglo se ha creado una dependencia casi absoluta de los hidrocarburos como base para el avance energético, social, económico y tecnológico a nivel mundial, principalmente por los países más desarrollados por ser mayores consumidores de energía. Sin embargo en los últimos años países en vías de progreso y otros que por causas políticas y económicas; antes no eran considerados grandes consumidores de petróleo, se han volcado hacia la dependencia del mismo, como por ejemplo China, que en apenas 10 años ha duplicado su consumo energético y la India que le sigue los pasos [2]. En vista de lo antes mencionado se ha originado un debates acerca de cómo sería la situación a nivel mundial a partir del momento que se empiece a evidenciar la escasez del petróleo, tomando en consideración que actualmente se está hablando de que la producción mundial del petróleo ha llegado a su valor pico y que a partir de ese momento empezaría el declive del mismo. Esto se corrobora a través de la “Teoría del Punto de Hubbert” [1] que expone lo siguiente: la producción mundial de petróleo llegará a su cenit y después declinará tan rápido como creció, resaltando el hecho de que el factor limitador de la extracción de petróleo es la energía requerida y no su coste económico. Aplicando la utilización de su modelo pronosticó en 1956 que este punto para las reservas de EE.UU. ocurriría en 1970. Esto se hizo notar a partir del momento en que EE.UU. pasó a ser un país importador de petróleo a principios de los 70, cuando sus propios pozos empezaron a dar síntomas de agotamiento. El punto de Hubbert para las reservas mundiales indica que estamos a 45 años de que se terminen al ritmo actual de consumo [1], lo cual ha provocado entre otras cosas, incrementos del precio del Problema barril del petróleo así como el aseguramiento de los países exportadores de generar y guardar reservas. Por su parte, las energías solar y eólica producen en este momento el 1% de la electricidad que se consume a nivel mundial, un porcentaje bajo que se espera ampliar en el futuro, cuando se consiga superar el nivel de rendimiento máximo de las células fotovoltaicas, actualmente de un 13% (transforma en electricidad el 13% de la energía solar recibida), aunque ya se ha conseguido en laboratorio un 25% [3].

Ahora Bien, Venezuela como país exportador y consumidor de petróleo entra en este grupo de países que hace esfuerzos por estudiar la factibilidad de una participación importante de las Energías Alternativas en el balance energético en base a su potencial de explotación, al análisis del sistema energético nacional y las políticas del Estado donde actualmente se impulsan el proyecto PODER y el proyecto parque eólico de Paraguaná (www.menpet.gob.ve). Para el desarrollo y puesta en marcha de estos y futuros proyectos que requieren la implementación de nuevas tecnologías; se observan las siguientes debilidades: a) El personal profesional es tímidamente formado en el uso de energías alternativas, la tecnología involucrada, los parámetros para diseñar y construir este tipo de generación. b) La Universidad de Carabobo, que es la tercera más importante casa de estudio en Venezuela, por cobertura geográfica y matrícula, no ofrece cátedras teóricas o prácticas en el área de energías alternativas. c) Sin el talento humano formado no es posible alcanzar objetivos concretos en el desarrollo de proyectos, fundamentar normas de diseño y construcción, supervisar e inspeccionar obras en el área de energías alternativas.

Actualmente, la Universidad de Carabobo posee varias investigaciones relacionadas con este tipo de tecnología aplicada en distintos escenarios que no se enfocan en la implementación de un programa académico que permita el estudio de estas tecnologías para su desarrollo, diseño e implementación. Esto representa un problema por que sin la base de conocimientos prácticos y teóricos, la preparación de los profesionales a futuro en esta rama es insuficiente lo cual resultaría en: 1) Apertura a profesionales extranjeros en plazas locales 2) Poco desarrollo tecnológico Venezolano en el área. 3) Divorcio entra las tendencias mundiales y locales en el área de este tipo de conocimiento. 4) Retraso tecnológico. El pensum de la escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Carabobo, responde a necesidades en el área de transmisión, distribución y generación de energía eléctrica, basados en conocimientos en fuentes de generación establecidos desde hace años, sin tomar en cuenta las nuevas tendencias a nivel mundial como son la generación de energía a partir de panales solares, turbina mareomotrices o generadores eólicos.

En este caso, se debe realizar una inclusión al pensum de una materia electiva que permita el estudio de las distintas variables para el manejo de este tipo de tecnologías para lograr el desarrollo de las mismas con un conocimiento impartido en las propias casas de estudio del país Ahora bien, lo que se plantea con el siguiente trabajo es el diseño y construcción de un prototipo académico de generación eólica, con el fin de proponer un plan de estudio de este tipo de generación en la Universidad de Carabobo, y entre otras cosas, con la finalidad de que se profundice el estudio de la misma como alternativa de generación energética, y como base para prueba piloto en el desarrollo de cátedras. Esta investigación se realizara para responder: ¿ Cuales serán las características de un prototipo académico de baja potencia a instalar en el laboratorio?, ¿Qué variables deben ser consideradas para el diseño?, ¿Cómo el diseño y construcción del prototipo puede reflejar un modelo a mayor escala?, ¿Cómo simular condiciones que reflejen un escenario real?, ¿Cómo construir un generador eólico de baja potencia?, ¿Qué recomendaciones se pueden presentar para realizar practicas de laboratorio con el prototipo instalado?. Asimismo, el trabajo presentará las diversas tecnologías en el desarrollo de unidades de generación de baja potencia, diseño de las instalaciones eléctricas en el laboratorio de máquinas de la Universidad de Carabobo (el cual será utilizado como carga de prueba), y las mediciones del sistema así como las especificaciones de construcción.

Palabras claves: Aerogenerador, turbina de viento.

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