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Turbocompresores eólicos.

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mockba

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A estas alturas, si apenas fuera a nombrar este hilo para iniciar el debate, el nombre sería: "Impulsión eólica distribuida para un sistema hidráulico de desplazamiento positivo" y no "Turbocompresores eólicos". Pero bueno, eso ya no es lo que me importa, lo que importa es porfín ir sentando las bases físicas reales que puedan ser aplicadas al desarrollo de un proyecto materializable a pequeña escala.

Hola, abro este hilo para buscar opiniones, comentarios, consejos o ideas sobre el sistema que describiré a continuación:

Imaginemos un ducto hermético tubular sobre el cual montamos un turbocompresor, al final del ducto existe una única salida en la cual estaría instalada una turbina. A su vez, este turbocompresor es movido por un rotor eólico (diseño del rotor a discutir).

Al momento en que el viento hace rotar el sistema eólico, este comenzará a comprimir aire dentro del ducto y la sobre-presión dentro impusará la turbina para mover un generador. En otras palabras, el turbocompresor transmitirá energía a la turbina a través del fluido, que en este caso es aire. Al describir el sistema se piensa que más que ventajas habrá pérdidas de eficiencia, pero ¿Qué pasaría si acopláramos varios turbocompresores al mismo ducto para impulsar una única turbina central?.

Una de las ventajas que yo veo en usar de esta manera la energía eólica es que sólo se necesita una sola turbina central y un sólo generador que aprovecharía toda la potencia eólica recolectada dentro del ducto por muchos rotores eólicos en forma de compresión. Otra ventaja directa que veo a un sistema así es que los excedentes de compresión se podrían desviar a un tanque de reserva o a una turbina secundaria. Además podríamos combinar éste sistema con una etapa de concentración solar térmica para recalentar el aire de entrada de la turbina para aprovechar los días soleados aumentando la presión y temperatura del aire.

Los mecanismos que se necesitan para diseñar un rotor eólico puramente mecánico no son ni complicados de construir ni muy caros. No puedo decir los mismo de los turbocompresores, pero espero poder conseguir alguno en los deshechos del deshuesadero para hacer pruebas experimentales.

Espero sus opiniones.

Saludos...



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Jaime...z

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El aire es compresible, y al hacerlo se calienta, perdiendo así mucho rendimiento.

Me parecería mas interesante hacer eso mismo, pero bombeando agua, o utro fluido que degrade menos el material del que están hechas las bombas de agua y los conductos.









¡Paren el mundo, que yo me bajo!

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PPP

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Mockba, está bien que te estrujes continuamente la mente con propuestas novedosas e ingeniosas, como ésta última de los generadores turbocomprimidos. Yo me quedo más en la superficie. ¿No te parece que las grandes multinacionales que se dedican a este negocio (Vestas, Nordez, Gamesa, etc. etc.), cada una de las cuales tiene cientos de ingenieros especialistas, ya habrían entrado en ese asunto, si hubiesen visto una oportunidad? ¿Cuánto crees que ganarían en eficiencia, con ese invento?

Es sólo un par de preguntas.

Saludos

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eduardo37

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No sé, a mi me parece interesante la idea de centralizar la producción de electricidad en un solo generador grande y no en un montón de pequeños generadores individuales, uno por cada molino. De eso se trata la eficiencia.
Sí realmente los ingenieros de la compañias de energía fueran tan sagaces no que estariamos aquí discutiendo, ya tendrían todo resuelto.
Justamente, en relación a lo que plantea Mockba, estuve leyendo un artículo que desmiente lo que todo damos como un hecho sobre la mayor eficiencia de los generadores eólicos de eje horizontal sobre los de eje vertical. Afirma, entre otra cosa, que son más amistosos con la aves, ya que logran distinguirlos como objetos y pueden así evitarlo. También que pueden aprovechar corientes de aire muy débiles o de direción cambiante.
Quizás vendrían muy bien para lo que tú planteas. Son muy robustos ya que poseen solo una parte movible y se podrían adaptar tanto a la compresión de aire como al bombeo de agua.

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Alb

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Este invento lo patentaron dos leones hace cosa de un año. Ya lo hablamos en su dia, en algun lugar del foro esta la noticia, los enlaces a las patentes y algunos cometarios al respecto...

A mi no me parece viable.

Edito el mensaje para indicar el enlace al foro en cuestión:

En respuesta a los inventos del TBO

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eduardo37

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Creo que lo mismo se podría logra bombeando agua a un depósito elevado y haciendola pasar por una turbina al dejarla caer. Así se pueden usar los molinos de viento disponibles en el mercado que sirven para bombear agua.

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eduardo37

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Alberto ¿qué piensas de bombear agua en lugar de comprimir aire?
Como dice Jaime presenta menos problemas, además se pueden usar productos estandarizados del mercado como los molinos que se usan en el campo.
Lo del depósito elevado se puede solucionar con un sistema de pileta-pozo que es más económico, sería con una pileta en la superficie y un pozo profundo para dejar caer el agua. Luego podemos recuperar el agua del pozo usando la fuerza eólica de los molinos.

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mockba

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Por PPP:
¿No te parece que las grandes multinacionales que se dedican a este negocio (Vestas, Nordez, Gamesa, etc. etc.), cada una de las cuales tiene cientos de ingenieros especialistas, ya habrían entrado en ese asunto, si hubiesen visto una oportunidad?, ¿Cuánto crees que ganarían en eficiencia, con ese invento?


Talvés tengas razón PPP, pero hay que recordar que a mi no me interesan las multinacionales ni las mega estructuras, han probado ser problemáticas, monopólicas e insostenibles. El hecho de que algo no sea un negocio a gran escala no significa (al menos para mí) que no pueda funcionar descentemente a pequeña escala.

En cuanto a la eficiencia ganada, no puedo darte una respuesta pronta, ya que apenas estoy tratando de calcular las características de funcionamiento y dinámica de un turbocompresor y calcular el rendimiento de turbinas y hélices expuestas a corrientes en ducto. No es nada fácil tomar un libro de uan carrera ajena y tratar de entenderlo, pero ahí estoy de necio. De cualquier manera, antes de poder dar una respuesta tendría que probarlo físicamente, porque los cálculos no siempre reflejan la realidad.

Por Alb:
A mi no me parece viable.


Alb, Entiendo que no te paresca viable, pero ¿podrías mencionar algo que lo haga posible dificil de llevar a cabo? no me quiero cerrar a pensar que he ahí una solución parcial a la producción de energía o que es un buen invento sin tratar de pensar en las desventajas... me gustaría que me expresaran desventajas netas en un sistema como el que describo... talvés esas desventajas que no veo en un principio, pero que se hacen más evidentes conforme uno madura las ideas.

Por eduardo37:
se podrían adaptar tanto a la compresión de aire como al bombeo de agua.


eduardo37, también pensé en usar un ducto hasta el tope de agua (crear un ducto hidráulico) y en vez de instalar turbo-compresores sólo se instalan rodetes de bomba de agua de 1/2 caballo que venden en las ferreterías por $5.00 euros... cada vez que se mueva el rotor desplazará contínuamente el fluido dentro del ducto, tal y como lo hace un pistón hidráulico... de esa manera, podríamos evitar el uso de un tanque elevado.

Recuerden que la idea de esto es que entre muchos aparatos pequeños se pueda acumular suficiente energía transmitida a un fluido en un ducto común, para que cada uno de los pequeños dispositivos contribuya a impulsar un sólo dispositivo moto-generador. también recuerden que no sólo me encasillo en la energía eólica, sino que también se podría utilizar la energía solar-térmica para contribuir al aumento de presión y temperatura dentro del sistema.

Saludos...



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mockba

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Alb, he leído ya el artículo que posteaste en los invetos del TBO... Sólo lo describes como uno, pero no expones las desventajas que podría tener un sistema como ese o lo que lo hace no viable.

A decir verdad veo una ventaja en una planta que tuviera la capacidad de comprimir aire o agua a través de distintos sistemas de energías alternativas para hacerlos pasar por una turbina. La ventaja la veo en el hecho de que se puede usar una gran variedad de técnicas para obtener lo mismo, un ducto centralizado con un fluido desplazandose a presión que impulse una turbina y si se combinaran varias de estas técnicas para que todas contribuyan al desplazamiento del fluido en cuestión.

Por decir ejemplos, una serie de motores Stirling movidos por energía solar-térmica, comprimiendo aire en ese ducto centralizado hacia la turbina, intercalados con rotores eólicos que también comprimen aire dentro del mismo ducto, combinado con fases de recalentamiento solar-térmico para elevar la presión y temperatura del aire... etc... incluso en los días sin sol y sin viento (algo dificil en algunas zonas del mundo), se puede usar metano de biodigestor para calentar los Stirling y las fases de recalentamiento... etc

Saludos...



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eduardo37

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Mockba me parece que más que buscar las desventajas de los sistemas que estamos proponiendo deberemos buscar la ventaja de esto sobre los ya existentes, probados y comercializados.
La ventaja que le puedo ver a sistema de ductos que tu propones puede ser, a mi criterio, la de aprovechar lo vientos de baja velocidad, o para ser más exacto, aquellos que no son aprovechables actualmente con los generadores eólicos convencionales. con estos creo que solo se aprovecha el 40 % de los vientos que pasan por su radio de acción. Si emplearamos el bombeo de agua, que se realiza independientemente de las revoluciones del rotor creo que lograríamos aprovechar un rango mayor de los vientos disponibles. Pero yo no soy capaz de calcular la eficiencia total del proceso.

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mockba

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aduardo37, posiblemente si comenzamos entre varios a tratar de calcular y demostrar mecánicamente este sistema podamos avanzar un verdadero paso dentro del objetivo qeu es producr energía. ¿qué te parece si tratamos de calcular y diseñar un rotor eólico de eje vertical? para ir parte por parte y darle forma poco a poco al sistema (aunque sea en ideas). La ventaja directa que veo de este tipo de rotores para este caso es que no necesita orientación. Además puede desarrollar una gran potencia mecánica y aunque las velocidades alcanzadas no son muy altas, se pueden usar simples mecanismos simples (incluso piezas de bicicleta) para multiplicar las vueltas. Deberíamos intentar diseñar entra varios un rotor que pueda desarrollar, ¿que te parece un caballo de fuerza?. De esa forma podríamos ir estandarizando los datos que usaremos para calcular posteriormente otros factores generales. Por ejemplo, si usamos 10 rotores que a cierta velocidad de viente entrgan un caballo de fuerza ya sabemos que hay que hacer para obtener la potencia mecánica total de compresión que se tiene en el sistema.

Lo que mencionas de usar agua podría tener ventajas ante comprimir aire, pero al tener mayor densidad de masa el agua también se requiere de una mayor energía para desplazarla con cierta velocidad. Esa es la razón por la cual pienso que el agua de cualquier manera podría tener un resultado similar que al comprimir aire a través de compresores centrífugos.

Lo que es verdad es que creando un circuito hidráulico dentro del cual se desplaza agua a través de la turbina central cualquier pequeña velocidad alcanzada por el rotor eólico se traducirá en movimiento de la turbina. En cambio con la compresión de aire siempre se dependerá de cierta velocidad de funcionamiento del turbocompresor, que además requeriría da de una mayor complicación en el sistema de multiplicación de vueltas.

Saludos...



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eduardo37

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Mockba lamento tener que desilusionarte pero no soy capaz de realizar ese tipo de cálculos.
Creo que al tema energético hay que pensarlo "en grande", ya que esta es la magnitud del problema y por lo tanto esta debe ser la magnitud de las soluciones, aunque sean parciales.
De todos modo no creo que sea necesario para este sistema empezar desde cero.¿para que quieres tú diseñar un generador eólico de eje vertical, si ya está diseñado? creo que lo mejor sería conseguir uno y probarlo.
Pensandolo bien a mi me gusta más la idea de dos piletas a distintas alturas, hacerlo lo más simple posible, con productos ya probados. Los molinos para bombear agua se utilizan desde siempre. Si disponemos de una colina cerca podemos hacer una pileta en su base y otra en su cima. Luego bombemos el agua de la pileta inferior, con energía eólica de los molinos, a la superior. Cuando queremos electricidad la dejamos deslizarse por un tubo con una turbina dentro, hacia la pileta inferior.
lo que sí te puedo decir es que si quieres obtener electricidad de una turbina hidraúlica, deberás hacer pasar el agua a cierta velocidad porque las turbinas funcionan en determinado rango de revoluciones, igual que las turbinas eólicas.
>Igualmente no creo que estemos inventando nada, las empresas eléctricas tienen ya los piletones de almacenamiento de agua con las turbinas ya instaladas y seguro podrían comprar un par de molinillos y ver que pasa.
quizas nosotros podríamos probarlo en casa con el tanque de agua, pero no son datos fiables. varían mucho con algo a escalas mayores.
saludos.

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Akelarre SL

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Mockba, hay una empresa alemana que fabrica bombas de calor a partir de una turbina eólica, sin generar electricidad de por medio. Creo que incluye lo que tu propones, echa un vistazo:

¡enlace erróneo!

también tienen un sistema interesante para desalinizar agua.

¡enlace erróneo! un colombiano ha desarrollado un proyecto similar a lo que pretendes.

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mockba

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No importa que no sea facil calcular algunas cosas en el diseño y funcionamiento de un sistema como el que decribo, pero si es necesario tener una idea matemática más clara para poder intervenir concientemente en muchos de los factores críticos de diseño de cualquier sistema.

De cualquier forma, tampoco yo soy un experto en sistemas mecánicos ni en física avanzada. Conservo cerca de mí los conocimietnos básicos de física que hay en los libros, pero hasta ahora me atreví a tratar de estudiar y entender libros de temas especializados, como turbomáquinas y máquinas de fluidos.

De cualquier manera trataré de calcular, y si alguien en el foro sabe cómo o está dispuesto a tratar y a contribuir, adelante. Pero tienes razón, en muchas ocasiones es más fácil construir y probar...

Saludos...



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Paulino Cuevas

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mockba;Los turbocompresores son muy sensibles a los cambios del numero de revoluciones.Si no trabajan a regimen su rendimiento decrece rapidamente de forma exponencial.Si tenemos en cuenta que trabaja en su punto optimo,tendra un rendimiento del 85%,le turbina situada en tierra firme tendra un rendimiento del 90% ,perdida de carga en tuberias 2%, y rendimiento generador 85%,por lo tanto:
0,85 x0,9x0,85=0,65=65%.El rendimiento de un aerogenerador esta en torno al 85% ,por lo tanto:0,85-0,65=0,25=25% menos de rendimiento que el aerogenerador.
Para que te sirva de consuelo,si es posible montar turbos especiales (se adaptan con facilidad a pequeños cambios en el numero de revoluciones) y un horno solar para calentar el aire comprimido hasta los 1300ºk.Pero esto es otra cosa y quizas el costo de la instalación al dia de hoy no es rentable.
Saludos.

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mockba

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Pualino_Cuevas, gracias por aclara la menos eficiencia de acuerdo a lo que expones. Pero de acuerdo a la ley de Betz un aerogenerador tiene como máximo ideal 0.59 de eficiencia... entonces 0.59*0.85 del generador = 0.5015 = 50.15% de eficiencia.

Ok, voy armando realidades... 0.85 (compresor)*0.9 (turbina)*0.85 (generador)= 0.65*0.59(Betz)= 0.3835= 38.35% de eficiencia. Entonces tenemos que hay un 50.15% - 38.35% = 11.80% menos eficiencia.

Primer detalle a tratar, los turbocompresores dependen en gran medida de la velocidad de revoluciones (velocidad angular), cosa que eduardo37 trata de eliminar proponiendo utilizar agua como fluido circulante en vez de aire comprimido, ya que los dispositivos que se pueden emplear para circular agua no dependen tando de la velocidad angular. O ya bien sea, utilizar compresores a pistón que tienen una caida menos dramática de eficiencia ante cambios de velocidad.

Un detalle importante en cuanto a costos, es que es mucho más bataro diseñar y construir un rotor eólico con un compresor a pistón montado en él, que un generador eléctrico con el rendimiento óptimo de 85%. Por lo tanto aunque no sean más eficientes los compresores podría ser más barato construir muchos aerocompresores, que como resultado final pudieran concentrar más energía que un aerogenerador por el msimo costo. Quien sabe, creo que estoy exagerando...

Saludos...



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Paulino Cuevas

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Bueno la ley de Betz,se basa en que el aire no puede perder toda su velocidad al pasar por la maquina,ypor lo tanto el viento no cede toda su energia cinética.Lo que estamos tratando es lo que sucede "despues" con esta energia capturada.Tienes razón en cuanto a la posibilidad de montar compresores de desplazamiento positivo.Se puede mantener la presión constante mediante sistemas algo complicados pero muy eficaces.Todo el aire que se esta comprimiendo puede pasar a un calderin (por ejemplo a una presión de 12Kg/cm2, T=630ºk) se calienta a presión constante hasta los 740ºK,se introducen en la camara de combustión de una turbina se eleva la temperastura hasta los 1300ºK y se expanden.Los gases de escape de la turbina (T=760ºK) pasan por intercambiador a contracorriente para calentar el aire de salida calderin (630ºK).Rendimiento en relación a la energia térmica suministrada por el combustible:71%.Se deberia tratar de recuperar una parte de la energia perdida en los gases de escape (38Kcal/KG/gas +energia vapor de agua).Ahora te toca a ti mockba el tratar de aprovechar esta energia.

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Jaime...z

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¡Que pesimistas que estais hoy!

Mockba, tu idea es muy buena, lo que pasa es que al principio la planteaste solo para usar varios aerogeneradores, y lo lógico es montar uno de palas mas grandes con ese gran generador elécrico, y no había caido en que se podía mezclar con motores Stirling, o cualquier otra máquina que produzca movimiento.

Los turbocompresores no valdrían para acumular aire a presión directamente en un calderín, porque producen mucho caudal, y una presión muy baja.

Para este propósito hay que usar bombas de agua. Yo no tengo experiencia en comprobar la eficiencia que tienen, pero he leido a una persona que dice que ha trabajado muchos años con sistemas de transmisión hidraúlica, y dice que el rendimiento total del sistema de transmisión es del 90% o algo mas. Ha hecho un sistema de transmisión para bicicletas. El 90% es poco rendimiento comparado con una transmisión por cadena, pero tiene la ventaja de que ha hecho la bomba, de caudal variable, con lo que consigue tener un cambio variable, sin escalones al cambiar de marcha, sin ruido, sin mantenimiento, y sin que se pueda salir la cadena. Empezó montandolo en alguna bici de descenso, donde es mas importante poder cambiar de desarrollo con rapidez, y eliminar el riesgo de que se salga la cadena.

Ahora mismo no se si ya comercializa los kits para montar en las bicis, pero eso nos indica que tiene pocas pérdidas de rendimiento.

Además, con las bombas de agua, aunque no pongamos una bomba con caudal variable, si el aerogenerador gira a la décima parte de revoluciones que el motor Stirling, solo hay que montar una bomba de agua con la décima parte de caudal en el aerogenerador que en el motor Stirling.

Para evitar que cuando un sistema esté parado y el otro en marcha tengan que estar los 2 en movimiento por culpa del arrastre de la bomba, se puede montar un sistema como llevan los piñones de las bicis, que solo giran en un sentido. Venden cojinetes que solo giran en un sentido y son totalmente silenciosos, aunque son mucho mas caros que los cojinetes normales.

Otra opción para evitar que un sistema arrastre al que esté parado, sería hacer un circuito paralelo justo al pasar por al lado de cada bomba de agua, y poner una electroválbula que abra el paso del circuito paralelo y deje pasar el agua sin tener que mover la bomba que esté parada.

Y no hace falta diseñar nada nuevo, porque el aerogenerador solo hay que hacerlo igual que los hacen con generador eléctrico, solo que con bomba, y con la bomba de agua nos podemos acomodar a la velocidad de giro que tenga. El diseño es muy simple: 2 bidones o tubos gordos cortados por la mitad, unidos, y con un par de cojinetes para que gire.

Y para acumular aire a presión sería mas eficiente mover un compresor de aire con una bomba de agua, siempre que no tengamos solo una máquina que genere movimiento, porque la eficiencia del aire comprimido es muy baja, y montar un compresor en cada máquina sale casi igual de caro que montarles generadores eléctricos.

¡Alb no conseguirá desanimarnos! jejeje :-).









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Roca

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El importante es que esta eficiencia energetica global es mas del 30-35 % porque tambien se podria almacenar muy bien..con el calor latente de fusion de la sal de cocina

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eduardo37

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`Mockba me quedé pensando varias horas en tu propuesta. Realmente me parece muy interesante.

Creo que hay que dividir las aguas.

Para aprovechar la energía térmica me parece mejor la torre solar, allí sí que nos vendrá bien todo el aire caliente que podamos producir.

Ahora con respecto a lo que tu primera propuesta, la energía eólica es básicamente energía mecanica y mientras menos trasnformaciones tenga mejor.

Se me ocurrió este sistema.

Acá cerca yo tengo un rìo, con barrancas a sus costado de 50 o 60 mts de altura. Tenemos viento de baja intensidad y direcciones cambiantes, no aprovechables para generadores eólicos.
Pués bien, creo que con los molinos de viento ubicados a lo largo del rìo se podría subir el agua hacia arriba de la barranca, volcarla en un canal a cielo abierto que recorra toda la costa, por sobre la barranca. Al ser a cielo abierto podremos aprovechar también el agua de lluvia. Todos los molinos descargan hacia el mismo canal. Este por su declive va colectando el agua, cuando el caudal es el adecuado de contruye un pequeña pileta para regular el suministro.
Paso final: se deja descender el agua entubada accionando una turbina de generaciòn eléctrica y devolviendo el agua al río.

Sería un sistema eó-hidráulico o más bien hidro-eólico.

Las ventajas: subimos el agua con energía mecánica, la juntamos y trasladamos mecánicamente por la pendiente del canal, cae por la gravedad en forma mecánica y solo hacemos una transformación energética al producir electricidad, con un solo generador.
otra ventaja: es por demás de simple, todo se puede hacer con productos superprobados y comercializados.
otra ventaja: no debemos esperar a que la meteorología llene nuestros embalses, los llenamos con energía eólica.


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argentino

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Hace un par de años, cuando todavía no me interesaban estos temas leí una información acerca de un invento de unos técnicos argentinos que habían desarrollado un generador eólico con efecto venturi.
El principio era más o menos así: Se instalaban las paletas dentro de un canal por el que al pasar el viento generaba una depresíon por consiguiente un aumento de la velocidad del aire que hacía mover un segundo gupo de paletas en tandem con las anteriores. No me queda muy claro si ambos juegos de paletas estaban unidas a un eje comun o si se conectaban a 2 generadores diferentes. La idea que expusieron estos inventores en su momento era la de colocar varios juegos de paletas en tandem para así multiplicar la captación de energía por cada torre.
No es un turbocompresor pero creo que está relacionado con el tema.

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Teploysila

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Junior
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Hola, Amigos! Privet, tovarishi!
moscba y Jaime...z!

moscba, gracias por explicar la idea de uso de turbocompresores, y he leido ahora mismo los cometrarios de Jaime...z. Entiendo, y, si no, me corrigis, se trata del problema de acumulación o conservación de energias producidas por un medio o otro, en periodos de baja demanda?

Soy muy lento de analizar las cosas, y a lo mejor algo se ha escapado. Estoy de acuerdo con Jaime...z en el uso de aire comprimido y forma de generarlo por medio de un molino eólico. Aire comprimido , primero al comprimirse se calienta, son lees de termodinamica, si al comprimirlo solo acumulamos en un recipiente con termoaislante , no pasa nada, tendremos dos componentes de energia potencial: una presión, y otra-temperatura. Pero si no aislamos el recipiente, la temperatura va a desaparecer por conductividad de la pared.

La transformación de esta energia acumulada en la energía eléctrica , por médio de una turbina de aire comprimido+generador, tienbe un problema de calidad de parametros de frecuencia y tensión, la red mundial de distribuición y consumo final es 50 o 60Hz y 380 o 220 v. Turbina simple al bajar el caudal de aire, que va a ir de maximo a minimo, producira la energía de los parametros disminuyentes: baja presión en calderin, bajan las revoluciones turbina-generador, baja la tensió geberada y frecuencia, y como todas, maquinas termodinamicas, el rendimiento es variable en funcion a las revoluciones.

Mas me gustan nuevos molinos con generador, pero sin control de posionamiento de las aspas para mantener la velocidad de giro estable, por razones de frecuencia. Molino gira a la velocidad del viento, generador genera todo lo que puede en este momento en la energía eléctrica con tensión y frecuencia variables, todo esto pasa por rectificador y se acumula en las baterías convencionales, a la vez , según demanda, los convertidores converten la coriente continua de baterías con la tensión ya estabilizada a la coriente alterna para el consumo en la red.

Me parece , que cualquir que sea el intermediario mecánico entre molino y generador es siempre perdida y siempre esta perdida no llega al consumidor, pero favorece a los efectos de calientamiento global del planeta.

El problema de producir todo que se puede y acumular todo lo que sobra para su uso posterior es lo mas importante para avanzar las resoluciónes de crisis energético.

Veo una mayor ventaja en acumuladores tipo agua descompuesta en H2 y O2 y almacenada en los depósitos grandes a alta presión. Claro resolviendo los problemas de peligros que suponen. Para el consumo se produce el sintesis de agua o en la pila de combustión o la combustión directa en una tobera, después lo que sea: turbina de vapor, Stirling, termopar, etc.

Saludos a todos

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eduardo37

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Pués bien, las centrales hidroeólicas ya están inventadas.
Ver Central hidroeólica El Hierro, en las Canarias.
Esperemos verla pronto en funcinamiento.
Saludos.

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Jaime...z

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Este sistema que mockba propone está destinado para uso a pequeña escala. Para una aldea, o un grupo de vecinos. Para una sola casa también es viable, aunque se amortiza peor.

Está claro que es mas eficiente tener el generador eléctrico en el eje de la turbina y ahorrarnos perdidas en conversiones, pero si queremos tener un aerogenerador de tamaño modesto (o varios, si los pusieramos en los tejados de varias casas), y un motor Stirling (o varios), pues con unas bombas de agua nos ahorraríamos montar un generador eléctrico en cada máquina. Sobre todo en los aerogeneradores pequeños, nos saldrán mucho mas baratos hacerlos de esta forma.









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mockba

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Jaime...z, tu si entiendes los que busco con esto... enfocándome en lo que el trabajo celular puede hacer (muchas máquinas pequeñas que hacen un trabajo grande entre todas).

Recordemos que los rotores eólicos de gran tamaño para un hogar que no tiene gran espacio por estar en una zona completamente urbana (lo menciono porque vivo en una zona urbana), como por ejemplo uno de 3kW de eje horizontal a tres palas no se puede colocar en todos lados. Los rotores como este último que menciono requieren de una torre nada barata y debe tener una altura considerable, además es mucho más dificil y peligroso tener una estructura de cierto peso suspendida en la altura ya que en caso de un huracán fuerte puede desplomarse y causar un desastre.

El hecho de tener un generador montado sobre una turbina eólica de eje horizontal requiere de muchos cuidados en el diseño para tener las condiciones más seguras para el generador, ya que este tipo de aparatos deben estar bajo las duras condiciones climáticas y recordemos que los generadores son "delicados". Un sistema como el que describo podría brindar condiciones más seguras y controladas al generador ya que lo podríamos colocar en un lugar resguardado de las condiciones climáticas directas y si la estructura llegara a colapsar a causa de un viento huracanado, sólo se perdería la parte mecánica y no la turbina y el generador.

Comprar un rotor eólico con generador eléctrico de alta eficiencia de 400W en México puede costar en promedio unos $800 a $900 dólares y sin contar la torre y lo que cueste la instalación, al menos esos son los precios con los que he topado. Con el mismo dinero se puede comprar unos 12 compresores de 1/2hp con motor eléctrico y tanque incluido o unas 20 bombas de agua de 1/2hp con motor eléctrico incluido. Sin contar los tanques ni los motores eléctricos en los precios, comprar las puras piezas que se necesitan para comprimir aire o bombear agua a presión a través de un ducto es todavía más barato. Sin entrar en muchos detalles por el momento (ya que no quiero especular sin comprobar), construir un rotor eólico de unos 400W a velocidad media de 6m/s de potencia mecánica para bombear agua o comprimir aire podría costar unos 100 ó 130 dólares en México, poco más o poco menos.

Como pueden ver, lo que trato de buscar no es en sí la mayor eficiencia en un principio para los dispositivos eólicos, sino una mayor diponibilidad de energía para alimentar finalmente una turbina que demande esa energía disponible, tarto de abaratar la disponibilidad de energía para una turbina central con su respectivo sacrificio de eficiencia... Pensándolo un poco talvés pueda ser más caro eficientar un sistema que aumentar su disponibilidad.

Además, es mucho más facil y económico realizar modificaciones a un dispositivo pequeño o mediano que a uno grande. Si una modificación funciona aumentando el rendimiento de un dispositivo pequeño, será más facil y económico ir realizando las modificaciones a los demás dispositivos que trabajan colectivamente, es decir, esto tendría ventajas para experimentar en el futuro.

Aunque talvés muchos aquí ya las conozcan o no las necesiten, dejo a la dispocisión algunas fórmulas básica, pero muy útiles en el cálculo de sistemas eólicos. Si hay algun error por favor corríjanme ya que en verdad trato de calcular correctamente el proyecto y estas son las fórmulas que estoy usando. Garcias...

ρ = m/V
Po = (ρ*v3*A)/2 - Potencia del viento sin perturbaciones
Pmax = Po(0.59) - Potencia Máxima extraida del viento de acuerdo a la Ley de Betz
Pext = (ρ/4)(Vi2 - Vf2)(Vi + Vf)A - Potencia Extraida del Viento
Betz P/Po = (1/2)[1-(Vf/Vi)^2][1+(Vf/Vi)] fórmula para graficar y demostrar matemáticamente la Ley de Betz.

m = Masa en kg
ρ = Densidad del aire en kg/m3
v = Velocidad del viento en m/s
A = Área de acción eólica en m2
Vi = Velocidad antes del rotor eólico en m/s
Vf = Velocidad después del contacto con el rotor eólico en m/s

Gas Ideal. P V = n R T donde n = m/M y M es masa molecular.

P = Presión en atm
V = en cm3
T = Temperatura en Grados °K para temperaturas absolutas.
R = Constante Universal de los Gases (R = 0.0821 litro*atm/mol*K).


La fórmula para gases ideales en conjunto con la de densidad de masa nos pueden servir para calcular la densidad del aire seco o con humedad dependiendo de la temperatura y presión ambiental en conjunto con su masa molecular relativa a la humedad contenida en él. Con estos datos podemos hacer más preciso nuestro modelo matemático y determinar con mayor exactitud el tipo de aire/viento que impera en el clima en el que vivimos cada uno.

Saludos...



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mockba

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Por eduardo37:
Mockba lamento tener que desilusionarte pero no soy capaz de realizar ese tipo de cálculos


No te preocupes. Ya veremos la manera entre todos de realizar algo palpable y consistente. Por el momento yo tampoco, pero ya trabajo en eso. Además, aquí podríamos entre los interesados corregirnos unos a otros en el desarrollo matemático y al final alcanzar un resultado preciso de los cálculos...

Por Jaime...z:
Para evitar que cuando un sistema esté parado y el otro en marcha tengan que estar los 2 en movimiento por culpa del arrastre de la bomba, se puede montar un sistema como llevan los piñones de las bicis, que solo giran en un sentido. Venden cojinetes que solo giran en un sentido y son totalmente silenciosos, aunque son mucho mas caros que los cojinetes normales.


Eso podría funcionar... de hecho he pensado mucho en ¿Qué problemas podría traer en paralelo para cada uno de los compresores el ducto común?

Por argentino:
No me queda muy claro si ambos juegos de paletas estaban unidas a un eje comun o si se conectaban a 2 generadores diferentes. La idea que expusieron estos inventores en su momento era la de colocar varios juegos de paletas en tandem para así multiplicar la captación de energía por cada torre.


Si argentino, ese sistema que describes es una de las variantes de máquinas eólicas que yo conosco como intercambiador ciclónico, ya que es una de las variantes de las diferentes máquinas que se diseñan para tratar de crear un micro tornado dentro de un tubo creando una succión central capaz de mover una turbina a gran velocidad... existen modelos teóricos y experimentales brasileños que tratan de reforzar el efecto utilizando calor de quemadores auxiliares desde la parte inferior del sistema creando corrientes teóricamente mayores basadas en la convección de fluidos y de esa forma aprovechar energía eólica y térmica en el mismo sistema.

Por Teploysila:
...si al comprimirlo solo acumulamos en un recipiente con termoaislante , no pasa nada, tendremos dos componentes de energia potencial: una presión, y otra-temperatura. Pero si no aislamos el recipiente, la temperatura va a desaparecer por conductividad de la pared.


Este es un factor importante que podría llegar a encarecer un poco la instalación, pero para nada crea que sea algo que no valga la pena... gracias teploysila.

Por Teploysila también:
La transformación de esta energia acumulada en la energía eléctrica , por médio de una turbina de aire comprimido+generador, tienbe un problema de calidad de parametros de frecuencia y tensión, la red mundial de distribuición y consumo final es 50 o 60Hz y 380 o 220 v. Turbina simple al bajar el caudal de aire, que va a ir de maximo a minimo, producira la energía de los parametros disminuyentes: baja presión en calderin, bajan las revoluciones turbina-generador, baja la tensió geberada y frecuencia, y como todas, maquinas termodinamicas, el rendimiento es variable en funcion a las revoluciones.


Con respecto a esto, podría resolverse relativamente barato y facil a través del tratamiento electrónico adecuado. Gracias a la electrónica de potencia y a los sistemas análogo-digitales de control no es tan dificil manejar potencias de algunos kW con lo cual se puede diseñar un sistema rectificador para convertir con menos de un 1% de pérdida toda la energía generada en Corriente Directa y posteriormente procesar digitalmente la señal para transformarla en una señar senoidal con las características adecuadas para el consumo y con simples pero eficientes sistemas de protección y seguridad tanto como para el consumidor como para la turbina en sí.

Saludos...



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telecomunista

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Yo también opino que lo mas fácil para aprovechar la energía eólica de varios molinos en un solo generador es el sistema del agua.
Puesto que el objetivo es generar y no acumular energía , no es necesario que los dos tanques sean muy grandes ni estén a mucha diferencia de altura. En el sistema solo es necesaria una cantidad de agua igual a la suma de las cantidades de agua en el flujo ascendente y descendente más un poco para darle elasticidad y poder absorber picos de viento.
Hace unos meses comente un sistema parecido en plan rústico en el hilo de arbolástica. Ya que es fácil hacer una bomba de agua que aproveche un movimiento de vaivén. Salvo el generador y quizás las bombas (si quieres que sean eficientes), todo se puede hacer con materiales baratos y comunes, lo cual aumenta la TRE y la sostenibilidad.
AQUI



Sólo una economía priorizada podrá amortiguar el golpe y crear un sistema sostenible.

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mockba

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Despues de leer un poco más detenidamente textos y datos comparativos de física entre el aire y el agua como fluidos principales para procesos de máquinas fluídicas me doy cuenta de que talvés podría resultar más práctico y útil crear un ducto hidráulico en que se desplace agua para mover la turbina central. Además dentro de los cálculos necesarios para el diseño y construcción de un sistema hidráulico se eliminan todos los cálculos y fórmulas referentes a la "compresibilidad" ya que el agua es despreciablemente compresible haciendo relativamente más sencillo el cálculo. De cualquier manera mantengo cerca de mí los conceptos físicos y matemáticos de los gases para calcular los factores eólicos de diseño.

No me dispongo a dar clases de física con lo que presentaré a continuación, pero me gustaría que en el caso de cometer errores se me ayudara a corregir los cálculos que pudieran estar erroneos. Trataré de ir explicando de la manera más sencilla el uso de las fórmulas que expresé anteriormente para aquellos que estén oxidados o para los que quieran aportar más matemáticas y correcciones al diseño de este proyecto. Recordemos que si desarrollamos de manera acertada estos cálculos podríamos tener información en la cual apoyar nuestras investigaciones propias, además de brindar una información útil para todos.

Insisto en que no se ofendan por mostrar el desarrollo de fórmulas y procesos matemáticos básicos que para algunos podrían parecer muy sencillos. Recordemos que no todos podríamos tener el mismo nivel de conocimientos y el desarrollo detallado de un problema matemático podría ayudar a otros a que no tienen el conocimieto neto enteder algo que antes no entendían. Nota: todas las notas relacionadas con desarrollos matemáticos los iré mostrando con este color de fuente.

--Sección 01--

Comenzaré por una fórmula muy sencilla, para calcular la densidad de masa de un material, que para motivos de estudio relacionados con el diseño de una máquina eólca será convenientemente el "aire seco" en un principio. Posteriormente podríamos usar otras fórmulas para calcular la densidad del aire con cierto porcentaje de humedad.

ρ = m/V donde

ρ - Densidad de masa en kg/m³
m - Masa en Kg
V - Volumen en m³

Un dato muy utilizado en el cálculo de máquinas eólicas es la relación 1.225 kg/m³ para el "aire seco" a 15.36°C a una atm de presión, este dato se puede encontar en tablas de referencia. Sólo para calentar, calculemos el volumen de 1 kg de aire seco a una densidad de 1.225 kg/m³:

Despejando V = m/ρ = (1 kg)/(1.225 kg/m³) = 0.8163 m³

Lo cual significa que un 1 kg de material (en este caso aire seco a 15°C a una atm de presión) con una densidad de 1.225 kg/m³ ocupa un volumen de 0.8163 m³ ó 816.3 lts.

Ya que es determinante la utilidad de saber la densidad de un fluido en los cálculos que tendremos que realizar para diseñar nuestro sistema eólico, recordemos que la temperatura del medio ambiente no siempre será 15.36°C, por lo tanto debemos tener un medio para calcular cual será la densidad del aire seco a diferentes temperaturas.

Para este porpósito podemos utilizar la fórmula para los gases ideales:

P·V = n·R·T donde

n = m/M y M es masa molecular.
P = Presión en atm
V = en cm³
T = Temperatura en Grados °K para temperaturas absolutas.
R = Constante Universal de los Gases (R = 0.0821 litro·atm/mol·K).

Para ejemplificar el uso de esta fórmula qué mejor que plantear la comprobación de la temperatura de un kilo de "aire seco" a 15.36°C a una atm de presión.

P·V = n·R·T Despejando T = (P·V) /(n·R)

Para obtener "n" debemos expresar la masa en mol, es decir, masa molecular para lo cual se tiene:

n = m/M donde m = 1 kg = 1000 g y M para el aire seco es 29g/mol,
entoces tenemos n = (1000 g)/(29 g/mol) = 34.4827 mol

T = (1 atm x 816.3 lts) /(34.48 mol x 0.0821 litro·atm/mol·K) = 228.3628 °K - 273 = 15.36°C

Entonces, si queremos saber qué densidad tiene el aire dentro de una corriente de viento de acuerdo a la temperatura, sólo será necesario obntener mediante la fórmula anterior el volumen del gas y después sustituir el resultado en la fórmula para calcular la densidad de masa. Para comprobarlo:

¿Qué densidad de masa tendrá 1 Kg de "aire seco", a una presión de 1 atm y a una temperatura de 25°C?

P·V = n·R·T Despejando V = (n·R·T)/P

n = m/M = (1000 g)/(29 g/mol) = 34.48 mol

V = [34.48 mol x 0.0821 litro·atm/mol·K x (25°C + 273)]/ 1 atm = 843.5807 cm³ = 0.8435 m³

en donde ρ = m/V = (1 kg)/(0.8435 m³) = 1.1854 kg/m³

Espero correcciones, o comentarios... ya que en verdad quiero desarrollar los cálculos correctos y que nos puedan servir a todos a desarrollar un proyecto útil para producir energía. Si alguien tiene datos que aportar y puede expresar matemáticamente lo expuesto, será bienvenido.

Saludos...



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mockba

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Estaba pensando en cómo mejorar el sistema que trato de diseñar y se me ocurrió buscar información acerca de los volantes de inercia, para tratar de reducir las fluctuaciones de velocidad de rotación en los rotores eólicos celulares y tratar de aprovechar un poco mejor la potencia del viento. Una vez rota la inercia y alcanzada cierta velocidad el volante de inercia ha almacenado energía cinética, que al momento de disminuir la velocidad del viento será liberada nuevamente sobre el eje del rotor y mantendrá por un tiempo determinado la velocidad que se había alcanzado, dando tiempo de que una nueva ráfaga de viento impulse la máquina a una velocidad mayor.

Pienso que la aplicación de volantes de inercia en rotores eólicos de eje vertical no deberían tener una mayor complicación, incluso para experimentar se podría utilizar una rueda de bicicleta modificada. Creo que tendré que buscar información y averiguar qué fórmulas físicas me pueden servir para diseñar correctamente un volante de inercia y anexarlo a los cálculos del sistema en general. Si alguien ha calculado antes un volante de inercia, le agradacería que me enseñara como.

Saludos...



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mockba

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A continuación mostraré la aplicación de un grupo de fórmulas que sirven para determinar la cantidad de energía que existe en las corrientes de viento y la cantidad neta de energía que se puede extraer de estas:

--Sección 02--

Po = (ρ·v³·A)/2 - Potencia del viento sin perturbaciones
Pmax = Po(0.59) - Potencia Máxima extraida del viento de acuerdo a la Ley de Betz
Mfo = ρ·A·v - Flujo másico por segundo sin perturbaciones
Mf = ρ·A·[(vi + vf)/2] - Flujo másico por segundo a través de una máquina eólica.

donde

m = Masa en kg
ρ = Densidad del aire en kg/m³
v = Velocidad del viento en m/s
A = Área de acción eólica en m²
vi = Velocidad del viento sin perturbaciones (sin haber chocado con la máquina eólica)
vf = Velocidad después de haber chocado contra la máquina eólica.

Comenzaremos definiendo que podemos calcular la potencia sin perturbaciones, es decir, la potencia neta ideal del viento sin chocar contra una superficie o máquina eólica. Por ejemplo; calculemos la potencia que tiene una corriente de viento sin perturbaciones a una velocidad de 6.6 m/s, "aire seco" a 1 atm de presión y a 15.36°C, sobre una superficie imaginaria de 2 m²:

Sabemos de antemano que la densidad ρ del aire seco a 15.36 °C y a 1 atm es 1.225 Kg/m³:

Po = (ρ·v³·A)/2 = [1.225 Kg/m³ x (6.6 m/s)³ x 2 m²] x (1/2) = 352.18 W

Una vez obtenido este resultado, podemos calcular el máximo rendimiento teórico que puede obtenerse a través de una máquina eólica segun la "Ley de Betz" que se basa en el hecho de que no se puede quitar toda la velocidad al viento para transformala en trabajo mecánico. Segun esta ley sólo se puede obtener un máximo de 0.59 ó 59% de rendimeinto.

Pmax = Po(0.59) = (352.18 W) x 0.59 = 207.78 W

También podemos determinar la cantidad de masa por segundo sin perturbaciones que pasa a través del área imaginaria anteriormente mencionada de 2 m² si segimo susando la misma velocidad de 6.6 m/s y la misma densidad de aire por medio de la aplicación de al ecuación:

Mfo = ρ·A·v = 1.225 Kg/m³ x 2 m² x 6.6 m/s = 16.17 kg/s

Al igual que con la potencia, la velocidad del viento varía importantemente y por lo tanto el flujo másico que realmente pasa a través del rotor de cierta área de acción eólica. Por lo tanto la fórmula que se usa para calcular el flujo másico a través de la máquina eólica es:

Mf = ρ·A·[(vi + vf)/2]

Po lo tanto usando los mismo datos anteriores para las características del aire y suponiendo que tenemos una
vi = 6.6 m/s y una vf de 4.5 m/s podemos calcular:

Mf = ρ·A·[(vi + vf)/2] = 1.225 kg/m³ x 2 m² x [(6.6 m/s + 4.5 m/s)/2]
= 1.225 kg/m³ x 2 m²> [5.55 m/s] = 13.5975 kg/s

Como se puede observar, la complementación de las fórmulas mostradas en la --Sección 01-- con estas nuevas fórmulas, se basa en que se tiene un control matemático de la densidad del aire que recide en la corriente del viento. Podemos modelar matemáticamente una corriente de "aire seco" y después calcular su potencia a través de las últimas formulas.

Saludos...



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mockba

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--Sección 03--En esta sección aplicaré las ecuaciones con las que Betz determinó su ley de aprovechamiento máximo de la energía cinética del viento a través de una máquina eólica. Mediante las mismas ecuaciones podríamos determinar la eficiencia práctica para un rotor eólico diseñado por nosotros mismos. Para realizar esto se necesitaría un anemómetro que midiera la velocidad del viento sin perturbaciones y otro que midiera al mismo tiempo la velocidad del viento después de haber tocado nuestra máquina eólica. Los datos obtenidos con las mediciones de velocidades del viento antes y despés del rotor se vacían y se aplican en las ecuaciones. Pext = (ρ/4)(Vi² - Vf²)(Vi + Vf)·A - Potencia Extraida del Viento
Betz Pext/Po = (1/2)[1-(Vf/Vi)²][1+(Vf/Vi)] - Fórmula para graficar y demostrar matemáticamente la Ley de Betz.donde ρ = Densidad del aire en kg/m³
v = Velocidad del viento en m/s
A = Área de acción eólica en m²
vi = Velocidad del viento sin perturbaciones (sin haber chocado con la máquina eólica)
vf = Velocidad después de haber chocado contra la máquina eólica.Para determinar la potencia extraida del viento a través de la máquina eólica en cuestión, necesitaremos conocer las velocidades antes y después de pasar a través de ella. Para ejemplificar los cálculos tomaremos las velocidades del ejemplo de la --Sección 02--: Vi = 6.6 m/s y Vf = 4.5 m/s. También seguiremos tomando la densidad de 1.225 kg/m³ y el área de 2 m²:por lo cual tenemos Pext = (ρ/4)(Vi² - Vf²)(Vi + Vf)·A
= (1.225 kg/m³/4) x [(6.6 m/s)² - (4.5 m/s)²][6.6 m/s + 4.5 m/s] x (2 m²) = 158.4788 WAplicando la ecuación

Pext/Po = (1/2)[1-(Vf/Vi)²][1+(Vf/Vi)]obtendremos un valor adimensional que representará la eficiencia del sistema eólico en términos de porcentaje. esta misma fórmula nos permitirá generar una gráfica del rendimiento de nuestro rotor eólico en cuestión. Aplicando los datos hasta ahora utilizados para ejemplificar los cálculos tenemos:Pext/Po = (1/2){1-[(4.5 m/s) / (6.6 m/s)]²}{1+[(4.5 m/s)/(6.6 m/s)]} = 0.45 x 100 = 45% de eficienciaSaludos...



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Jaime...z

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Quote by mockba: Estaba pensando en cómo mejorar el sistema que trato de diseñar y se me ocurrió buscar información acerca de los volantes de inercia, para tratar de reducir las fluctuaciones de velocidad de rotación en los rotores eólicos celulares y tratar de aprovechar un poco mejor la potencia del viento. Una vez rota la inercia y alcanzada cierta velocidad el volante de inercia ha almacenado energía cinética, que al momento de disminuir la velocidad del viento será liberada nuevamente sobre el eje del rotor y mantendrá por un tiempo determinado la velocidad que se había alcanzado, dando tiempo de que una nueva ráfaga de viento impulse la máquina a una velocidad mayor.

Yo también había pensado en poner un volante de inercia para darle mas estabilidad a la velocidad de giro del generador eléctrico, pero poniendo un solo volante de inercia acoplado directamente sobre el mismo eje del generador.

Ponerlos en el tejado es mas complejo, porque tienes que hacer soportes que aguanten bastante peso, y no mejora el rendimiento, porque aunque estabilice la velocidad de giro de cada aerogenerador, cuando está girando sin viento, el volante de inercia está entregando energía para que este se mueva. La misma energía se gastará si un único volante de inercia mas grande tiene que mover ese aerogenerador que va mas despacio que el resto.

Ademas el volante de inercia único ayuda en los picos instantaneos de alto consumo, sin añadirle esfuerzo extra a las bombas de agua (por ejemplo, cuando arrancamos un motor eléctrico).


Creo que tendré que buscar información y averiguar qué fórmulas físicas me pueden servir para diseñar correctamente un volante de inercia y anexarlo a los cálculos del sistema en general. Si alguien ha calculado antes un volante de inercia, le agradacería que me enseñara como.

Yo calculé la potencia que hay que realizar para incrementar la velocidad de giro de un volante de inercia, pero hace años, y no me acuerdo de las fórmulas.

Grabé las formulas en una cinta con mi Amstrad CPC464 :-), aunque después copié las formulas en algún CD-ROM. Voy a buscar, a ver si lo encuentro.









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mockba

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Gracias Jaime...z, espero que encuentres las fórmulas, eso me haría salver un poco de trabajo. Ya que la verdad el hecho de estudiar las fórmulas que he posteado aquí me han llevado ya algunos días para poder desenmarañarlas de los libros para aplicarlas exclusivamente al diseño de una máquina eólica. Más aparte, me he dado cuenta de que tendré que esmerarme para calcular muchas otras cosas más en las diferentes partes del sistema (disciplinas con las que no estoy familiarizado), ya que tengo a la mano un libro de máquinas de fluidos y ya encontré algunas fórmulas relacionadas con el cálculo del desplazamiento de agua dentro de tuberías, como por ejemplo; gasto másico, velocidad del fluido, altura, gasto volumétrico, potencia de caudal y factores de fricción y pérdidas en general.

Espero que no sea mucho pedir Jaime...z, pero si encuentras las fórmulas, ¿Podrías tratar de recordar cómo calcular el volante de inercia para que puedas explicarmelo?. Y gracias por mencionar lo de los volantes individuales a cada rotor; supongo que debo analizar bien esa opción ya que no estoy totalmente familiarizado plenamente con el concepto.

Aprovecho para insistir en que sean tan amables de revisar los cáculos que expongo, ya que no soy un experto en física y aucnque reviso todo una y otra vez pudiera ser que un cálculo fallara, espero que no sea el caso. También espero animar a otros a que me ayuden a calcular datos que pudieran ser de utilizadad para el desarrollo del proyecto.

¡Y pensar que de niño odiaba la física!... jejeje Saludos...



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eduardo37

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Mockba lo de los volantes de inercia para los aerogeneradores realmente me parece genial. ¿como es qué a nadie se le había ocurrrido antes?
Estuve pensando que para el sistema de molinos de agua combinados, creo que al agua habría que verterla en una caño cerrado al vacío, de modo que el agua al descender, (luego de haber accionado el generador) producirá succión en el sistema y contribuirá a hacer ascender más agua.
Creo que con eso más los volantes de inercia ya tienes un buen sistema.


saludos y descansa un poco con las matemáticas, en mi caso no es que no la entienda sino que la odio, la repetí varias veces en la secundaria.

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mockba

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Gracias por preocuparte con eso de las matemáticas Eduardo37, yo también reprobaba mucho física y matemáticas, sin embargo me dí cuenta de que las reprobaba porque antes, cuando era niño de escuela, me preguntaba todo el tiempo, ¿Para qué demonios me sirve calcular la densidad del aire?. Ahora ya no me lo pregunto, ahora no descanzo hasta saber cómo calcular algo que necesito y lo "peor ó mejor" del caso es que me gusta. Una pregunta, ¿Si se entienden los desarrollos o los hago enredados? He tratado de escribir correctamente todos los exponentes y símbolos lo más estilizado posible para hacerlos lo más entendibles posible.

Lo de los volantes de inercia, ya se le ha ocurrido a varias personas para eficientar procesos energéticos y mecánicos en muchísimas aplicaciones, pero la verdad es que yo no lo relacionaba con rotores eólicos hasta este momento. He visto varios proyectos eólicos con volantes de inercia muy soficticados, que no sólo constan de masa, sino que además tienen incorporadas ingeniosas máquinas electromagnéticas computarizadas.

Hay que seguin investigando... Saludos...



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Jaime...z

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Encontré la fórmula en el primer CD que metí :-).

Lo que pasa es que ahí no están todos los caĺculos que hice. Tengo poco mas que la fórmula preparada para conseguir el resultado que quería a partir del rodillo que pensaba hacer.

Voy a buscar de donde salía todo, para poder hacer los cálculos con cualquier medida de volante de inercia.

El que yo calculé era de hierro macizo, de 50 cm de diámetro x 50 cm de ancho, y 765 Kgs de peso. Para este caso no va a hacer falta algo tan pesado.









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telecomunista

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Tened en cuenta que añadir un volante de inercia hace aumentar mucho el peso y por lo tanto el rozamiento y el desgaste. Esto disminuirá la TRE y creo que no compensa el beneficio que aporta de estabilizar la generación. Ésta creo que se puede conseguir mas fácilmente haciendo un poco mas grandes los depósitos de agua superior e inferior.



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eduardo37

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Coincido. Estuve viendo algunos molinos comerciales que dicen pode bombear 363 tn diarias de agua a unos 50 mts de altura, lo que si no me equivoco nos podría suministrar unos 50 kws diarios.
El diametro de las aspas es de 3,05 mts, por lo cual poniendo 1 cada 10 mts no da unos 5000 kw x km pero se podrían poner varias hileras. Yo cre q es interesante la cantidad de energía eléctrica que podrían suministrar y lo más importante es que arrancan con vientos muy leves.

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mockba

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Lo tomaré en cuenta telecomunista, gracias por el cometario. Recordemos que pienso utilizar un sistema eólico de eje vertical, lo cual podría tener ciertas diferencias en contra postura con un sistema eólico de eje horizontal. De verdad no se si esto representaría alguna diferencia en la aplicación de volantes de inercia en los diferentes tipos de sistemas. Es decir, ¿alguien sabe si los sistemas verticales y lo horizontales tienen diferentes factores de desgaste?. ¿Cuál de los dos tipos de eje se conserva en mayor medida al paso del tiempo?

De cualquier forma creo que servirá calcular las ventajas que podría traer un volante de inercia, después de todo, calcular es gratis y no aumenta o disminuye la TRE. Además podría proporcionar datos definitivos para tomar la decisión de colocar uno o no. De verdad agradecería que me hecharan la mano tratando de encontrar información acerca del cálculo de volantes de inercia y otros factores que pudieran ser de utlidad práctica en la consecución de este proyecto.

Algunos de los cálculos que hay que realizar son para determinar la aerodinámica y la inercia misma del sistema, temas como el movimiento circular uniformemente acelerado y esas cosas, cálculos para determinar la eficiencia y la dinámica de una bomba hidráulica y cálculos para determinar las condiciones del agua dentro del sistema. Hay que determinar al potencia absorbida y transformada por el sistema en cada uan de sus partes y luego hacer un cálculo global. En fín, hay muchas cosas que tomar en cuenta. Curiosamente he encontrado muchas de las fórmulas que he estado buscando estos últimos días en un libro viejo de física básica que me encontré tirado en la calle, por alguien que seguramente ya no lo quería porque ya salió de la escuela. La basura de unos es el tesoro de otros.

Saludos...




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mockba

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Volviendo a hacer correcciones de concepto en el sistema que trato de describir, ya he analizado a partir de libros y textos especializados en hidráulica y fluídica. El sistema que yo quiero construir no deberá estar basado en máquinas centrífugas, es decir turbomáquinas de alta velocidad, sino como ya me habían mencionado por ahí en máquinas hidráulicas de desplazamiento positivo. Para éste propósito en vez de utilizar bombas centrífugas de flujo axial tendré que aplicar la instalación de bombas de émbolo. Como lo mencionan en uno de los libros que tengo a la mano está muy claro;

En resumen:

Las bombas de émbolo se adaptan mejor a grandes presiones y pequeños caudales y las bombas rotodinámicas (centrífugas y axiales) a pequeñas presiones pero a grandes caudales. Las bombas rotodinámicas son máquinas que trabajan bajo índices de un elevado número de revoluciones (más rápidas) mucho mayor que las bombas de émbolo.

Por otra parte, el principio del desplazamiento positivo consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara.


Otra ventaja que veo en el uso de este tipo de bombas contra las bombas centrífugas es que los cálculos de diseño y de operación son sustancialmente más sencillos y directos. Además, en los mismos textos he encontrado datos acerca de la eficiencia que oscila entre valores de η = 0.85 y η = 0.99 de potencia transmitida al fluido y es totalmente posible utilizarlas a la inversa, por lo cual en vez de usar una turbina podremos utilizar una máquina de este tipo también para impulsar un generador. Por consecuencia directa, este tipo de sistema requerirá de que anexemos a los cálculos el procedimiento y ecuaciones necesarias para determinar circuitos hidráulicos.

A estas alturas, si apenas fuera a nombrar este hilo para iniciar el debate, el nombre sería: "Impulsión eólica distribuida para un sistema hidráulico de desplazamiento positivo" y no "Turbocompresores eólicos".. Pero bueno, eso ya no es lo que me importa, lo que importa es porfín ir sentando las bases físicas reales que puedan ser aplicadas al desarrollo de un proyecto materializable a pequeña escala. En breve estaré mostrando las fórmulas y los cálculos relativos a este tipo de máquinas en la --sección 04-- para poder continuar con el cálculo global del sistema. Espero abiertamente sus opiniones camaradas.

Saludos...



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