La energía eólica es utilizada por el hombre desde hace miles de años, pero recién a partir de la crisis energética de los 70, con el aumento del precio del petróleo, tomó una importancia hasta entonces desconocida. Pero, ¿cómo se capta la energía del viento? Como se transforma y finalmente como puede ser beneficioso este método para la humanidad? .En el presente proyecto pretendemos justificar estas interrogantes.

El hombre ha empleado el viento como fuente de energía durante miles de años, pero a partir de la década de los 70 adquirió gran desarrollo. En la primera mitad del siglo XX, Numerosos molinos del tipo tradicional con hélices multipalas fueron ideados y fabricados para moler granos o bombear agua. No obstante fueron las turbinas eólicas, construidas en las últimas décadas con diseños de avanzada y modernas tecnologías, las que permitieron generar electricidad con altos rendimientos. En la década de los ‘80, muchos países comenzaron a construir turbinas de 10 y 20 kw de potencia, pues, a pesar de que ya se habían construido algunas grandes turbinas experimentales, era necesario poner a punto una tecnología completamente nueva. Dinamarca, Holanda, Inglaterra, Alemania y los Estados Unidos, principalmente, lideraron estos desarrollos fabricando turbinas con hélices de dos y tres palas, de tamaños apreciables, para producir grandes cantidades de electricidad.

Como en general en estos países de Europa y también en los Estados Unidos, la línea de distribución eléctrica se extiende por todo el territorio, las instalaciones de turbinas eólicas fueron realizadas para ser conectadas a la red y ahorrar combustibles o reducir las facturas de electricidad.

Energía del viento:

La energía del viento es consecuencia de la energía cinética de las partículas del aire en movimiento.

La energía cinética es igual a:

Ec= ½ m v2

En donde m es la masa de las partículas del aire y v, la velocidad de éstas (figura 2).

Fig 2         

La energía cinética se incrementa con el cuadrado de la rapidez. Así la energía cinética es una medida dependiente del sistema de referencia (conjunto de convenciones usadas por un observador para poder medir la posición y otras magnitudes físicas de un objeto). La energía cinética de un objeto está también relacionada con su momento lineal.

Para el aprovechamiento del viento se han diseñado muchos modelos diferentes de turbinas que efectivamente giran al enfrentar al viento. Sin embargo, existe una diferencia importante entre aquellas que continúan girando cuando se les aplica una carga o un cierto freno sobre el eje de rotación y las que se detienen ante esta resistencia. Ensayos efectuados con modelos en el túnel de viento revelan que los mejores rendimientos corresponden a aquellas turbinas con hélices de tipo convencional de eje horizontal y las turbinas de eje vertical tipo Darrieus (figura 3) quedando en tercer lugar la turbina vertical tipo Savonius . En lo que sigue nos referiremos a turbinas de eje vertical tipo Savonius que es objeto de nuestro estudio.

La hélice es, posiblemente, el elemento más importante de una turbina eólica por ser el captador de la energía del viento. Al ser expuesta a la corriente de aire, experimenta una presión sobre su superficie, lo cual genera una cupla que la hace girar.

La segunda característica de nuestro proyecto consiste en aprovechar este movimiento para girar sobre bobinas imanes los cuales poseen corrientes eléctricas que se encuentran al interior de la materia. Estas corrientes se producen debido al movimiento de los electrones en los átomos, y cada una de ellas da origen a un imán microscópico. Si todos estos imanes se orientan en forma desordenada, entonces el efecto magnético se anula y el material no contará con esta propiedad. Por el contrario, si todos estos pequeños imanes se alinean, entonces actúan como un solo gran imán, entonces la materia resulta ser magnética.

                              

Un imán perturba el espacio que lo rodea; de forma analógica ocurre con las cargas eléctricas. A la región del espacio afectada por la perturbación de la carga se le llama CAMPO ELÉCTRICO.

Las líneas de campo son las trayectorias que sigue la unidad positiva de carga sometida al efecto del campo creado por otra carga.

Ley de faraday:

En el experimento de Faraday-Henry se constata que si el flujo magnético cambia de manera brusca (por ejemplo, al mover el imán con mayor rapidez), la intensidad de corriente eléctrica inducida aumenta. La variación del flujo magnético con respecto al tiempo viene dada por la llamada ley de Faraday: En todo conductor que corta o es cortado por una cierta cantidad de líneas de fuerza magnética, se produce una fuerza electromotriz.

   

“Un campo magnético en movimiento induce una corriente eléctrica.”

Finalmente, este campo magnético lo inducimos sobre una bobina y juntos los dos se convierten en un dinamo que hará el trabajo final. Esta bobina trabaja siguiendo el principio de inducción magnética, cuando un campo magnético pasa por un alambre produce una corriente eléctrica que irá en proporción a la velocidad o movimiento del mismo.

               

A este punto nos damos cuenta que hemos vividos rodeados de esta aplicación desde siempre ya que aparatos de diversión tan sencillos como la bicicleta nos proveen de una muestra tan simple y a la vez poderosa de la aplicación.