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Ahorro de energía (página 2)




Enviado por ivan_escalona



Partes: 1, 2, 3

TIPO

DESCRIPCIÓN

WATTS

AR

Arranque rápido

17

32

AI

Arranque
instantáneo

32

55

60

U-AR

Arranque rápido tipo
quot;U"

31

34

CIR

Circular

22

  • ? En los lugares donde no se requiere de mucha
    iluminación (habitaciones, pasillos, cornisas) pueden
    usarse focos de 25 watts. En lámparas múltiples
    puede quitar uno de cada tres focos o utilizar los de 25
    watts.

  • ? Utilice un regulador de intensidad (dimer)
    para graduar la luz al mínimo necesario.
    También se recomienda usar relojes (timer) que
    permiten programar el inicio o la interrupción de
    corriente en un aparato a una hora determinada.

  • Instale interruptores de presencia que encienden
    sólo cuando detectan a las personas, pero es
    todavía mejor que este sistema el uso de
    lámparas compactas fluorescentes de 1/5 – l/4 de la
    potencia del foco.

Otras ideas para poner en práctica de
inmediato:

  • ? Apague la luz cuando no sea
    necesaria.

  • ? Utilice una lámpara de mesa
    fluorescente cuando trabaje en un escritorio.

  • ? Limpie las lámparas y focos, ya que el
    polvo bloquea la luz que emiten.

  • ? Mantenga las cortinas y persianas abiertas
    durante el día: la luz solar es la mejor.

  • ? Realice el mayor número de actividades
    aprovechando la luz solar.

  • Encienda los focos de los adornos navideños
    en las primeras horas de la noche.

Iluminar exclusivamente los espacios que requerimos
con las lámparas y tubos adecuados ahorra energía y
reduce gastos

ELECTRODOMÉSTICOS

Mantener en buen estado los aparatos
electrodomésticos y usarlos adecuadamente contribuye al
ahorro de energía y la reducción de gastos, para
ello se debe de:

  • ? Apague los aparatos eléctricos y
    desconecte los que no tienen interruptor cuando no se
    estén utilizando. Esto incluye los reguladores de
    voltaje.

  • ? Apague los aparatos que producen calor antes
    de terminar de usarlos –plancha, tubos o pinzas para el
    cabello, parrillas, ollas eléctricas, calefactores–
    para aprovechar el calor acumulado.

  • ? Mantenga siempre limpios los aparatos
    eléctricos, principalmente los de la cocina: horno de
    microondas, tostador, extractor. Conservarlos en buen estado
    prolonga su duración y reduce su consumo de
    energía.

  • ? Utilice todos los aparatos eléctricos
    de acuerdo con las recomendaciones de uso, mantenimiento y
    seguridad que aconseja el fabricante.

  • ? Revise cuidadosamente los aparatos que al
    conectarse producen chispas o calientan el cable. No los use
    antes de resolver el problema.

  • ? Desconecte los aparatos eléctricos
    desde la clavija, nunca jale el cable. Es importante mantener
    en buen estado tanto la clavija como el enchufe.

Refrigerador

  • ? Colóquelo en un lugar con espacio para
    permitir la circulación de aire.

  • ? Instálelo en un lugar fuera del
    alcance de los rayos solares y del calor de la
    estufa.

  • ? Compruebe que los empaques de la puerta
    estén en buen estado y en su lugar, para asegurar que
    cierre herméticamente.

  • ? Gradúe la temperatura, colocando el
    termostato entre los números 2 y 3; en clima caluroso,
    entre los números 3 y 4. Así logrará el
    enfriamiento adecuado.

  • ? Use un termómetro de carátula
    en el interior para verificar la temperatura. En el
    compartimiento de comida fresca debe estar entre los 3 y los
    5°C y en el congelador en -15°C.

El refrigerador es uno de los aparatos que consume
más energía en el hogar.

Usarlo adecuadamente ahorra energía y reduce
gastos.

Si tiene un congelador para almacenado a largo plazo, la
temperatura deberá ser de -18°C.

  • ? Verifique que el termostato esté en
    perfectas condiciones y que los ciclos se
    completen.

  • ? No guarde los alimentos en el refrigerador
    mientras estén calientes.

  • ? Tape bien los líquidos para evitar
    evaporaciones y la formación de hielo en el
    congelador.

  • ? Para permitir la circulación del aire,
    no amontone charolas .

  • ? Abra las puertas sólo cuando sea
    necesario y ciérrelas de inmediato para evitar que
    entre el aire caliente y se salga el frío.

  • ? Descongele el refrigerador y limpie con un
    paño húmedo el cochambre que se acumula en la
    parte posterior por lo menos cada dos meses.

  • ? Limpie los tubos del condensador ubicados en
    la parte posterior o inferior del aparato por lo menos dos
    veces al año.

  • ? Recuerde darle mantenimiento periódico
    para prevenir fugas.

Si va a comprar un refrigerador nuevo, compare precios,
capacidad y consumo de energía. Revise la etiqueta de
eficiencia energética, que significa que ese aparato
cumple con la Norma Oficial Mexicana. Recuerde que los de
deshielo automático consumen 30% más de
electricidad y eso redunda en mayores gastos.

Plancha

  • ? Revise la superficie de la plancha para que
    esté siempre tersa y limpia; así se
    transmitirá el calor de manera uniforme.

  • ? Planche de preferencia durante el
    día.

  • ? Rocíe la ropa ligeramente sin
    humedecerla demasiado.

  • ? Planche primero la ropa que requiere menos
    calor y continúe con la que necesite más, a
    medida que la plancha se calienta. Desconéctela poco
    antes de terminar para aprovechar la temperatura
    acumulada.

  • ? Trate de planchar la mayor cantidad de ropa
    en una sola sesión. Conectar muchas veces la plancha
    gasta más energía que mantenerla encendida pro
    un rato.

La plancha es otro de los aparatos que consume mucha
energía.

Utilizarla de manera ordenada y programada ahorra
energía y reduce los gastos

Lavadora

La lavadora nos facilita la vida.

Usémosla de acuerdo con su capacidad y
posibilidades para lograr el ahorro de energía y la
reducción de gastos.

  • ? Llene la lavadora con la carga de ropa
    apropiada de acuerdo con su capacidad. Si se pone menos ropa
    se gastará mucha agua y electricidad; si se
    sobrecarga, la ropa quedará mal lavada.

  • ? Utilice sólo el detergente necesario;
    el exceso produce mucha espuma y hace trabajar al motor
    más de lo conveniente.

  • ? Remoje las prendas antes de lavarlas para
    evitar un doble lavado.

  • ? Disminuya las sesiones de lavado por
    semana.

  • ? Utilice la secadora de ropa sólo
    cuando sea indispensable; aproveche el Sol para secar la ropa
    y eliminar bacterias.

Televisión

  • ? Encienda la televisión sólo
    cuando realmente quiera ver un programa.

  • ? Reúna a todos los miembros de la
    familia ante un mismo aparato televisor, cuando quieran ver
    el mismo programa.

  • ? Mantenga bajos los niveles de
    iluminación en el lugar donde vea la
    televisión, así evitará los reflejos y
    ahorrará energía.

  • ? Use el reloj programador (sleep, timer); de
    esta manera el aparato se apagará cuando usted lo
    decida.

Encienda el televisor sólo cuando
esté dispuesto a ver algún programa; así
logrará ahorrar energía y reducir
gastos

Licuadora

La licuadora, ese aparato que tanto usamos en la
preparación cotidiana de los alimentos, también nos
permite ahorrar energía y reducir gastos.

Revise que las aspas siempre tengan filo y no
estén rotas.

Evite el triturado de piezas enteras o semillas y
especies en seco, ya que se fuerza el motor.

Muela de preferencia todas las porciones que se van a
necesitar de una sola vez, en lugar de hacerlo por
partes.

Revise minuciosamente el buen funcionamiento del aparato
y mantenga limpios sus componentes.

El ahorro de gas en la cocina

Mantenga cerrados los pilotos de la estufa y
enciéndalos sólo mientras esté
cocinando.

Forre con papel aluminio las hornillas de la estufa para
que el calor se refleje hacia arriba.

Cierre la llave del gas inmediatamente después de
usarla.

Utilice ollas y sartenes de diámetro igual o
ligeramente mayor que el de la hornilla y con el fondo totalmente
plano.

Utilice de preferencia la olla de presión; por lo
general los alimentos se cuecen más rápidamente de
este modo.

Tape bien las ollas; así no se desperdicia el
calor.

Use poca agua cuando cocine en baño María
para que el calor pase más rápidamente.

Saque con anticipación, del congelador los
alimentos que preparará. Así evitará
consumir energía para descongelarlos.

Utilice el horno sólo cuando tenga que preparar o
calentar mucha comida. Se gasta menos energía cuando se
usan las hornillas.

Apague el horno un poco antes de que los platillos
estén listos. Éste conservará suficiente
calor para terminar la cocción de los
alimentos.

Controle el tiempo para hornear cada platillo y abra el
horno el menor tiempo y lo menos posible para que no se salga el
calor.

Prepare comida fría por lo menos una vez a la
semana.

El ahorro de gas en el calentador

El calentador permite cotidianamente el ahorro de
energía y la reducción de gastos.

Instale el calentador lo más cerca posible del
lugar donde se usa el agua.

Utilice preferentemente calentadores de paso que
sólo se encienden cuando es preciso.

Ajuste la temperatura al nivel mínimo
necesario.

Revise que no haya fugas de gas ni de agua para evitar
peligros y gastos innecesarios.

Cierre la llave del gas por la noche o cuando no se
utilice, sobre todo al salir de vacaciones.

Utilice agua fría cuando la caliente no sea
indispensable.

Báñese en la tarde durante la época
de frío, ya que en la mañana la temperatura es
más baja y se necesita una mayor cantidad de gas para
calentar el agua.

Trate de que los miembros de la familia se bañen
uno después de otro; esto permitirá encender
sólo una vez el calentador.

APARATOS DE CLIMATIZACIÓN

Hay tres aparatos que pueden brindarle comodidad durante
la época de calor: el ventilador, el aire lavado o cooler
(humidificador de ambiente) y el aire acondicionado.

Ventilador

En clima cálido seco, utilice aire lavado o
cooler en lugar de aire acondicionado; es más
económico y consume menos energía.

Conserve las aspas limpias.

Vigile la instalación de los ventiladores de
techo: una instalación inadecuada puede resultar peligrosa
y además consumir mayor cantidad de energía
eléctrica.

Aire lavado o cooler

Límpielo a fondo y píntelo correctamente
cada vez que lo requiera, con el fin de evitar la posible
oxidación.

Revise periódicamente los cables y cambie los que
estén dañados.

Engrase las partes mecánicas del motor y
chumaceras.

Revise el funcionamiento adecuado de bandas, poleas y
bombas de agua.

Nivele el equipo.

Reemplace la paja o espen de las paredes.

Coloque el equipo en lugares sombreados.

Revise que no haya obstrucciones a las corrientes de
aire, tanto interiores como exteriores.

Para refrescar el clima use los aparatos
adecuados conforme a sus necesidades.
Ahorre
energía y disminuya sus gastos.

Aire acondicionado

Desconecte el aire acondicionado al salir de la
habitación.

Adecúe la temperatura del aire acondicionado para
dormir sin cobijas. Si dispone también de un ventilador,
es aconsejable que al estar fría la habitación se
apague el aire acondicionado y sólo se encienda el
ventilador. De esta manera, la habitación se
mantendrá fresca y no se gastará tanta
energía.

Lleve a cabo una limpieza general del equipo,
quítele todo el polvo y el moho. Pinte la unidad para
evitar su oxidación, si es necesario.

Revise periódicamente si la unidad necesita gas
refrigerante.

Cuide que el motor, los alambrados y el termostato
funcionen correctamente; en caso contrario, repárelos
utilizando el accesorio adecuado.

Limpie el filtro de aire cada 15 días. Los
filtros sucios y los depósitos saturados de polvo provocan
que el motor trabaje sobrecargado y reduzca su
utilidad.

Dé mantenimiento a todo el equipo cada
año. Está comprobado que los aparatos de aire
acondicionado que tienen 2 años o más sin
mantenimiento consumen el doble de energía.

En verano evite que los rayos solares caigan
directamente sobre las ventanas Utilice toldos, aleros
inclinados, persianas o cortinas con recubrimiento de aluminio,
polarizado de vidrios o películas
plásticas.

Al comprar un equipo de aire acondicionado, verifique
que tenga la capacidad necesaria y nunca superior a la que usted
requiera.

LOS AISLAMIENTOS TÉRMICOS

Las comodidades que generan la calefacción y
el aire acondicionado nos permiten que la vida sea agradable en
el hogar. Además con los aislamientos térmicos
ahorramos energía y reducimos gastos.

El aislamiento térmico permite ahorrar hasta 50%
de la energía que se utiliza para la calefacción o
el aire acondicionado. Para lograrlo, puede realizar lo
siguiente:

Mantenga puertas y ventanas cerradas. Ábralas
sólo cuando sea indispensable renovar el aire: el mejor
momento para renovarlo es cuando el aire exterior está
fresco.

Tape y selle todo tipo de hendiduras para asegurar que
el aire acondicionado quede perfectamente aislado (cambie vidrios
rotos, selle orificios por los cuales pueda escaparse el aire).
Lograr un óptimo aislamiento térmico permite
protegerse mejor del frío en la temporada
invernal.

Revise que todos los conductos estén debidamente
aislados si el aire acondicionado es integral. Aísle la
pared; esto generalmente requerirá 2/3 del espesor que se
aplique al techo.

EL AHORRO DE ENERGÍA EN EL
AUTOMÓVIL

Afine el motor periódicamente; con ello se
consume menos energía y se contribuye a disminuir la
contaminación ambiental.

Mantenga las llantas a presión normal.

No acelere ni frene bruscamente.

Caliente el motor menos de un minuto.

No llene el tanque de gasolina hasta que se
derrame.

Evite llevar artículos innecesarios dentro del
automóvil.

Procure utilizar su automóvil lo menos posible.
Se recomienda viajar en forma colectiva, planear por escrito
tanto la ruta diaria, como las compras y efectuarlas una vez a la
semana o quincenalmente.

Al comprar un auto nuevo compare el consumo de gasolina
de los diferentes modelos y tome en cuenta este factor antes de
decidirse por alguno.

Trasladarse de un lugar a otro es necesario, no
así el hacerlo siempre en auto. Si es posible camine, si
no, utilice de preferencia el transporte
colectivo.

IDEAS ÚTILES PARA EL AHORRO DE
ENERGÍA

Los árboles y las plantas adornan la casa y
también ayudan a mantener temperaturas más benignas
si los plantamos en lugares estratégicos. El beneficio que
obtenemos es el ahorro de energía y la reducción de
gastos.

Plante árboles en lugares estratégicos, ya
que estos ayudan a desviar las corrientes de aire frío en
invierno y proporcionan sombra en verano.

Evite la entrada de calor por las banquetas. Para
lograrlo, deje una franja de tierra con plantas entre la banqueta
y los muros de la casa.

Evite el uso de chimeneas; son muy decorativas pero
contaminan. Además, la madera puede emplearse para la
producción de otras cosas, como por ejemplo papel,
muebles, lápices y carbón.

Productos que contribuyen al ahorro de
energía

Las innovaciones tecnológicas ofrecen
alternativas más económicas para lograr el ahorro
de energía y la reducción de gastos.

Use baterías recargables. Además de
facilitar el ahorro económico, contaminan
menos.

  • ? Una batería recargable sustituye
    aproximadamente a 100 desechables.

  • ? Compre aparatos tales como calculadoras,
    relojes y otros, que funcionen con energía
    solar.

Formas de verificar el consumo de energía
eléctrica

Después de seis meses de poner en práctica
estas recomendaciones conviene que verifique
periódicamente el consumo de energía
eléctrica y compruebe los ahorros alcanzados.

El medidor de energía eléctrica es un
aparato muy confiable, ya que registra la cantidad de
kilowatts-hora que se consumen en el hogar. (Un kilowatt-hora es
la energía que consumen 10 focos de 100 watts durante una
hora).

El medidor tiene 4 carátulas que, de izquierda a
derecha, representan millares, centenas, decenas y unidades.
Cuando se lleva a cabo la lectura, debe tomarse el menor de los
números entre los cuales se encuentre la aguja. Por
ejemplo, el medidor de la ilustración indica que la
lectura es de 1532 kilowatts-hora.

El consumo en kilowatts-hora es el resultado de la
diferencia entre la lectura que se realiza al inicio de un
período y la que se realiza al final del mismo. Las cifras
de estas lecturas aparecen en el recibo de luz como lectura
actual y lectura anterior.

¿Qué podemos ahorrar con los productos
reciclables?

El papel

Reciclar 100 kilogramos de papel salva la vida de 7
árboles.

Reciclar una tonelada de papel permite ahorrar 20,000
litros de agua.

Reciclar todo el papel que se produce en México
durante un año equivale a ahorrar 33% de la energía
que se necesita para renovarlo.

El vidrio

Reciclar el vidrio permite el ahorro de 32% de la
energía que se requiere para hacerlo nuevo.

Latas de acero y aluminio

Veintidós millones de latas de acero se consumen
diariamente en México.

Producir acero nuevo cuesta cuatro veces más que
reciclarlo.

Reciclar el aluminio representa un ahorro de 91% de la
energía que se requiere para renovarlo.

Reciclar el aluminio evita las altas emanaciones de
gases a la atmósfera y con ello se reduce la
contaminación del aire.

Cómo aprovechar la basura y ahorrar
energía

Trate de utilizar productos que sean reciclables y
separe la basura en 4 botes de la siguiente manera:

el papel (incluyendo el periódico)

latas de aluminio (botes de jugos, refrescos)

vidrio (botellas, objetos rotos)

basura orgánica (cáscaras de fruta,
cascarones de huevo, restos de comida).

Con lo anterior no sólo ahorrará
energía, también obtendrá ingresos
adicionales por la venta de algunos de estos
materiales.

Le recomendamos, además, que no queme basura a
cielo abierto, ya que contamina el aire.

El problema de la conservación de la
energía, lo mismo que sus consecuencias sobre la
economía familiar y social y la protección
ambiental hacen que ningún esfuerzo que se realice para
resolverlo deba juzgarse como intranscendente o que algún
sector de consumidores se considere menos significativo como para
permanecer al margen de este estímulo.

Mantener el calentador de gas encendido todo el
día, utilizar un automóvil en viajes cortos para
los cuales el empleo del vehículo es innecesario, pagar
por productos cuya fabricación supone un alto consumo de
energía y se convierten rápidamente en basura, son
ejemplos cuya trascendencia radica no sólo en que afectan
el consumo global de la energía, sino que además
descubren hábitos de conducta de las personas cuya
transformación está en manos de las personas
mismas.

El propósito de las acciones en favor del ahorro
y uso eficiente de la energía no significa reducir el
nivel de bienestar o el grado de satisfacción de nuestras
necesidades cotidianas, sino invitar a la reflexión y al
cambio de los hábitos al igual que al de las actitudes que
conduzcan a una mayor eficiencia en el uso de la energía,
al empleo racional de los recursos energéticos, a la
protección de la economía de nuestras familias y la
preservación del entorno natural del
hombre.

¿CÓMO VERIFICAR EL CONSUMO Y AHORRO DE
ENERGÍA?

Después de practicar las medidas expuestas en
esta guía, podemos dar seguimiento al ahorro alcanzado,
llenando una tabla de consumo y ahorro de
energía.

En el caso del consumo de energía
eléctrica, se sugiere empezar el registro en el momento
del corte, es decir cuando la Compañía de Luz
efectúa la lectura del medidor, la cual aparece en su
recibo de pago abajo del título "fecha de corte". Una vez
realizadas la lectura de inicio de ciclo y, dos meses
después, la de fin del ciclo, podemos conocer el consumo
de energía eléctrica y el ahorro
logrado.

Ejemplo:

TABLA DE CONSUMO Y AHORRO DE ENERGÍA
ELÉCTRICA

PERIODO

LECTURA ACTUAL

LECTURA ANTERIOR

CONSUMO (kWh]

DIFERENCIA DE CONSUMO
(kWh)

OBSERVACIONES

jul-ago 93

8386

8132

254

inicio del registro

sep-oct 93

8662

8386

276

22

adquirir lámparas
ahorradoras

nov-dic 93

8925

8662

263

13

el consumo
disminuyó

El caso del gas es sencillo. Verifique la lectura del
medidor
del tanque junto con la fecha, si es estacionario. En
la siguiente carga anote la fecha y compruebe de nuevo la
lectura. Si no es estacionario, el gas se entrega en recipientes
con capacidad para 20, 30 y 45 litros; sólo
asegúrese de conocer la capacidad del tanque y la
fecha en la cual lo cambia. Así sabrá su consumo
por ciclos de carga.

Ejemplo:

TABLA DE CONSUMO Y AHORRO DE GAS

FECHA DE ENTREGA

CONSUMO ANTERIOR

CONSUMO ACTUAL

DIFERENCIA DE

CONSUMO

OBSERVACIONES

09-jul-94

190

inicio

I l -oct-94

190

196

6

cerrar pilotos

08-ene-95

196

137

59

ahorro logrado

En el automóvil puede verificar el consumo de
gasolina por kilometraje;
basta sólo con medir el
volumen en litros de gasolina cargada y los kilómetros
recorridos.

Para iniciar, llene el tanque y anote el kilometraje;
cuando vuelva a llenarlo anote el kilometraje y la cantidad de
combustible; así, tenemos que el rendimiento promedio por
litro es el recorrido total (km) entre el consumo
total
(litros).

Ejemplo:

KILOMETRAJE

CANTIDAD DE COMBUSTIBLE
(litros)

RENDIMIENTO POR LITRO

(km I)

OBSERVACIONES

43534

llenado del tanque

43934

39

10.25

(sin afinar)

44104

llenado del tanque

44505

30

13.33

afinación

SISTEMAS TÉRMICOS
SOLARES

Introducción.

Los Sistemas fototérmicos convierten la
radiación solar en calor y lo transfieren a un fluido de
trabajo. El calor se usa entonces para calentar edificios, agua,
mover turbinas para generar electricidad, secar granos o destruir
desechos peligrosos. Los Colectores Térmicos Solares se
dividen en tres categorías:

  • ? Colectores de baja temperatura.
    Proveen calor útil a temperaturas menores de 65º
    C mediante absorbedores metálicos o no
    metálicos para aplicaciones tales como calentamiento
    de piscinas, calentamiento doméstico de agua para
    baño y, en general, para todas aquellas actividades
    industriales en las que el calor de proceso no es mayor a
    60º C, por ejemplo la pasteurización, el lavado
    textil, etc.

  • ? Colectores de temperatura media. Son
    los dispositivos que concentran la radiación solar
    para entregar calor útil a mayor temperatura,
    usualmente entre los 100 y 300º C. En esta
    categoría se tienen a los concentradores estacionarios
    y a los canales parabólicos, todos ellos
    efectúan la concentración mediante espejos
    dirigidos hacia un receptor de menor tamaño. Tienen el
    inconveniente de trabajar solamente con la componente directa
    de la radiación solar por lo que su utilización
    queda restringida a zonas de alta
    insolación.

  • ? Colectores de alta temperatura.
    Existen en tres tipos diferentes: los colectores de plato
    parabólico, la nueva generación de canal
    parabólico y los sistemas de torre central. Operan a
    temperaturas mayores a los 500º C y se usan para generar
    electricidad y transmitirla a la red eléctrica; en
    algunos países estos sistemas son operados por
    productores independientes y se instalan en regiones donde
    las posibilidades de días nublados son
    remotas.

Sistemas Térmicos Solares.
Tecnologías.

Colectores de baja temperatura

El colector solar plano es el aparato más
representativo de la tecnología solar fototérmica.
Su principal aplicación es en el calentamiento de agua
para baño y albercas, aunque también se utiliza
para secar productos agropecuarios mediante el calentamiento de
aire y para destilar agua en comunidades rurales
principalmente.

Esta constituido básicamente por :

1.- Marco de aluminio anodizado.

2.- Cubierta de vidrio templado, bajo contenido en
hierro.

3.- Placa absorbedora. Enrejado con aletas de
cobre.

4.- Cabezales de alimentación y descarga de
agua.

5.- Aislante, usualmente poliestireno, o
unicel

6.- Caja del colector, galvanizada.

Para la mayoría de los colectores solares se
tienen dimensiones características. En términos
generales la unidad básica consiste de un colector plano
de 1.8 a 2.1 m2 de superficie, conectado a un termotanque de
almacenamiento de 150 a 200 litros de capacidad; a este sistema
frecuentemente se le añaden algunos dispositivos
termostáticos de control a fin de evitar congelamientos y
pérdidas de calor durante la noche. Las unidades
domésticas funcionan mediante el mecanismo de
termosifón, es decir, mediante la circulación que
se establece en el sistema debido a la diferencia de temperatura
de las capas de líquido estratificadas en el tanque de
almacenamiento. Para instalaciones industriales se emplean varios
módulos conectados en arreglos serie-paralelo,
según el caso, y se emplean bombas para establecer la
circulación forzada.

El problema antes mencionado puede ser atacado mediante
un amplio espectro de posibilidades tecnológicas
termosolares, probadas todas ellas, en las que se puede confiar
para reducir el impacto ambiental en las grandes ciudades de la
República.

Colectores de media y alta temperatura

Los sistemas tipo canal parabólica usan
reflectores parabólicos en una configuración de
canal para enfocar la radiación solar directa sobre un
tubo largo que corre a lo largo de su foco y que conduce al
fluído de trabajo, el cual pude alcanzar temperaturas
hasta de 500º C.

La generación fototérmica de electricidad
es actualmente una de las aplicaciones más extensas de la
energía solar en el mundo. Existen más de 2.5
millones de m2 de concentradores solares instalados en 9 plantas
Solar Energy Generation System (SEGS) de la
Compañía Luz de Israel, que representan 354 MW y
más del 85% de la electricidad producida con
energía solar. La compañía Luz salió
del mercado en 1991 a causa de la reducción que se
dió paralelamente en los costos de los energéticos
convencionales y en los subsidios a los energéticos
renovables en los Estados Unidos. Sus plantas usan aceite
sintético como medio de transferencia de calor en el campo
de concentradores; como circuito primario, el calor recogido por
el aceite se intercambia posteriormente con agua donde se lleva a
cabo la generación de vapor, el cual a su vez se expande
para completar un ciclo Rankine. Durante los periodos de baja
insolación, o bien para nivelar la oferta, se asisten con
gas natural.

Actualmente se ha introducido el ciclo combinado para
mejorar la eficiencia termodinámica de estos sistemas y se
estudia en varios países, entre ellos México, la
posibilidad de generar directamente el vapor en el campo de
concentradores. Con esto se espera lograr llevar los precios de
generación a niveles competitivos con las plantas
termoeléctricas convencionales.

Existen otros sistemas, no comerciales aún, como
los de torre central que usan helióstatos (espejos
altamente reflejantes) para enfocar la luz solar, con la ayuda de
una computadora y un servomecanísmo, en un receptor
central. Los sistemas parabólicos de plato usan estos
reflectores para concentrar la luz del sol en un receptor montado
arriba del plato, en su punto focal.

ENERGÍA SOLAR.

Recurso.

En 1975 el Instituto de Ingeniería de la UNAM
generó la primera versión de los mapas de
irradiación global diaria promedio mensual para
México, utilizando datos de insolación de 54
estaciones meteorológicas del Sistema Meteorológico
Nacional (SMN). Posteriormente, mediante la ampliación de
la base de datos proporcionada por el SMN, se publicó la
actualización de dichos mapas de irradiación. El
modelo aplicado por Rafael Almanza, investigador del Instituto de
Ingeniería, tiene desviaciones menores del 10 por ciento y
fue desarrollado en la India, situación que hizo
más confiable su aplicación en México, ya
que tanto la latitud, como los climas en ambos países son
semejantes. Actualmente este modelo es el más consultado
en México para estimar las cantidades totales de
radiación diarias sobre superficies
horizontales.

En términos generales la problemática
existente para la evaluación de la irradiación
solar, se plantea a nivel de los siguientes puntos:

  • ? mantenimiento y calibración de los
    equipos de medición

  • ? control de calidad

  • problemas asociados al manejo de
    datos

  • ? falta de técnicos capacitados para la
    operación de las estaciones
    solarimétricas

  • ? falta de elaboración de manuales
    especializados

  • ? falta de un centro especializado para la
    concentración de datos de radiación
    solar

Desarrollos y aplicaciones actuales.

Proyectos:

Tonatiuh

Centro Médico Nacional 20 de Noviembre
ISSSTE

Calentamiento de agua en instalaciones del sector
hotelero

Instalaciones deportivas del club UNAM, Pumas

Centro Campestre Ecológico Asturiano

Sistema Solar para los Baños de la UAM
Iztapalapa

Planta Solar Experimental

Proyecto:

Tonatiuh

Institución Ejecutora:

Subsecretaría de mejoramiento del ambiente,
Secretaría de Salud Pública y Sociedad
Sofretes de Francia.

Lugar:

San Luís de la Paz, Guanajuato.

Fecha:

1975.

Participantes:

Descripción:

Una central de generación eléctrica
termosolar de 30 kW con freón como fluido de
trabajo. Tenía 1500 m2 de colectores planos. El
proyecto incluía 10 instalaciones de bombeo de
aproximadamente 40 m2 de colectores planos y bomba
hidráulica usando gas LP como fluido de trabajo las
cuales fueron distribuidas en varios estados.

Estado actual:

En ruinas.

Comentarios:

Tecnología extranjera.

Proyecto:

Centro Médico Nacional 20
de Noviembre ISSSTE.

Institución Ejecutora:

Aquasol S.A.de C.V. Módulo Solar y
Constructora ICA.

Lugar:

México, D.F.

Fecha:

1993.

Participantes:

Jaime Sotomayor, Carlos Sotomayor y Octavio
García.

Descripción:

1000 m2 de área de captación
alucobre y cobre en módulos de 1.9 m2 a
circulación forzada para calentar agua de todo el
hospital. Capacidad 50 a 60 m3 diarios.

Tiempo de operación:

Desde 1994 a la fecha.

Estado actual:

En operación.

Comentarios:

Tecnología nacional.

Proyecto:

Calentamiento de agua en
instalaciones del sector hotelero.

Institución Ejecutora:

CELSOL S.A. de C.V.

Lugar:

Hotel Cancún Palace, Cancún Q.
Roo.

Fecha:

Febrero de 1994.

Participantes:

Celsol.

Descripción:

468 colectores solares planos con una superficie
de captación de 936 m2 para calentar 85000 litros de
agua al día a 55º C.

Tiempo de operación:

Desde su instalación.

Estado:

En reparaciones.

Comentarios:

Tecnología propia.

Proyecto:

Instalaciones deportivas del club
UNAM, Pumas.

Institución
Ejecutora:

Módulo Solar, Energía y
Ecología S.A., ICA.

Lugar:

México D.F.

Fecha:

Participantes:

Octavio García, Juan
José Diaz Infante, Diego Alfonso
Sámano.

Descripción:

Un campo inicial de 170 m2 con
expansión al doble para el agua caliente de
baños y cocina. Respaldo fotovoltaico de emergencia,
y en fase de pruebas un sistema híbrido
solar-eólico para iluminación de
emergencia.

Estado actual:

En arranque y pruebas.

Comentarios:

Tecnología local y
extranjera.

Proyecto:

Centro Campestre
Ecológico Asturiano.

Institución Ejecutora:

Módulo Solar, Adrian's de México,
Energía y Ecología.

Lugar:

Carretera Cuautla-Chalco km 57.

Fecha:

Participantes:

Octavio García, J.J. Diaz Infante, D.A.
Sámano.

Descripción:

Casi 4000 m2 en dos campos, uno de 1800 m2 para
alberca de olas de 2500 m3, otros dos campos, 1000 m2 cada
uno para uso de agua caliente para baños, vestidores
y usos generales.

Tiempo de operación:

1991 a la fecha.

Estado:

En operación.

Comentarios:

Tecnología propia.

Proyecto:

Sistema Solar para los
Baños de la UAM Iztapalapa.

Institución Ejecutora:

UAM-Iztapalapa, Heliotecnica S.A. de
C.V.

Lugar:

Unidad Iztapalapa de la UAM, México
D.F.

Fecha:

1989.

Participantes:

Jorge Encinas, Jorge Chernikoff, Alberto
Valdés.

Descripción:

197.6 m2 de colectores solares planos y un
termotanque de 10,000 litros para abastecer de agua
caliente los baños del gimnasio.

Tiempo de operación:

Operó ininterrumpidamente durante dos
años hasta que los colectores se fracturaron al
parecer por congelamiento.

Estado actual:

En reparación.

Comentarios:

Tecnología propia.

Proyecto:

Planta Solar
Experimental.

Institución Ejecutora:

Instituto de Ingeniería UNAM

Lugar:

México, D.F.

Fecha:

1980-1982

Participantes:

Rafael Almanza, José Luis Fernández,
Luis Palacios, Alberto Valdés, Eugenio Montes,
Enrique Barrera.

Descripción:

Sistema de Generación fototérmica de
10 kWe a partir de un campo de 16 módulos de
concentradores tipo canal parabólica de 34.5 m2 c/u.
La generación se realizaba en base a un ciclo
Rankine binario, con aceite térmico en la etapa de
colección de energía y agua para la
generación de potencia.

Tiempo de operación:

Operó parcialmente de 1982 a
1983.

Estado actual:

Se realizan experimentos de generación
directa de vapor en los tubos absorbedores.

Comentarios:

Desarrollo tecnológico.

SISTEMAS SOLARES
FOTOVOLTAICOS.

Introducción.

Los Sistemas fotovoltaicos convierten directamente parte
de la energía de la luz solar en electricidad. Las celdas
fotovoltaicas se fabrican principalmente con silicio, el segundo
elemento más abundante en la corteza terrestre, el mismo
material semiconductor usado en las computadoras. Cuando el
silicio se contamina o dopa con otros materiales de ciertas
características, obtiene propiedades eléctricas
únicas en presencia de luz solar. Los electrones son
excitados por la luz y se mueven a través del silicio;
este es conocido como el efecto fotovoltaico y produce una
corriente eléctrica directa. Las celdas
fotovoltáicas no tienen partes móviles, son
virtualmente libres de mantenimiento y tienen una vida
útil de entre 20 y 30 años.

La conversión directa de la parte visible del
espectro solar es, quizá, la vía más
ordenada y estética de todas las que existen para el
aprovechamiento de la energía solar. Desafortunadamente
esta tecnología no se ha desarrollado por completo en
México. Si bien los módulos fotovoltaicos son
relativamente simples, su fabricación requiere de
tecnología sofisticada que solamente está
disponible en algunos países como Estados Unidos,
Alemania, Japón y España entre otros.

Las celdas solares fueron comercializadas inicialmente
en 1955. Las investigaciones iniciales en este campo se enfocaron
al desarrollo de productos para aplicaciones espaciales, siendo
su primera utilización exitosa en los satélites
artificiales; sus principales características
(simplicidad, bajo peso, eficiencia, confiabilidad y ausencia de
partes móviles) las hicieron ideales para el suministro de
energía en el espacio exterior. A la fecha las celdas que
han alcanzado mayor grado de desarrollo son las de silicio
cristalino, tecnología que predomina en el mercado mundial
debido a su madurez, confiabilidad en su aplicación y
sobre todo, a su vida útil que va de los 20 a los 30
años. Por otra parte las celdas de película
delgada, entre ellas el silício amorfo, han alcanzado
cierto grado de popularidad debido a su bajo costo, sin embargo
su baja durabilidad, debido a la degradación, las
sitúa por debajo de las celdas cristalinas.

Desde principios de la década de los años
80, cuando comenzaron a establecerse compañías
fotovoltaicas en los Estados Unidos, el National Renewable Energy
Laboratory (NREL)
estableció los métodos y estándares de
prueba y funcionamiento para los módulos fotovoltaicos.
Estas actividades ayudaron a las compañías a
reducir sus costos y mejorar funcionamiento, eficiencia y
confiabilidad.

Desarrollos y aplicaciones actuales.

  • ? Electrificación Fotovoltaica de
    Albergues Escolares

  • ? Plantas Solares Fotovoltaicas

  • ? Sistemas Híbridos

Proyecto:

Electrificación
Fotovoltaica de Albergues Escolares

Institución Ejecutora:

CAPFCE, TSA

Lugar y Fecha de Instalación o
Ejecución

Othón P. Blanco, Q. Roo, Abril-Mayo de
1993

Participantes:

Arturo Cajiga, Alberto Valdés, Carlos
Valdés

Descripción Técnica:

Sistema de 1 KW a base de paneles fotovoltaicos
con aplicaciones en corriente directa: 24 lámparas
de 9W, 12 lámparas de 20W, 2 luminarios VSBP de 35
W, bomba de agua de 1/4 HP, 12 contactos CD/CD, 1
refrigerador de 12 pies cúbicos.

Tiempo y estado de operación

Desde 1993 en operación
continua.

Comentarios

Tecnología extranjera con desarrollo de
componentes nacionales.

Proyecto:

Plantas Solares
Fotovoltaicas

Institución Ejecutora:

CFE, Gobiernos de los Estados, Condumex, Entec,
TSA

Lugar y Fecha de Instalación o
Ejecución

Diversas localidades de la república
mexicana

Participantes:

Fernando Uria, Jorge Huacuz, Enrique Hill, Arturo
Whaley, Alberto Valdés, José
Clariond.

Descripción Técnica:

Sistema unifamiliar de electrificación
rural compuesto por un módulo solar mono o
policristalino de 48 a 75 watts, controlador de carga,
centro de carga, batería plomo-ácido de 100
Amp-hr, contacto CD/CD con selector de voltaje y de tres a
4 lámparas fluorescentes compactas. El sistema
proporciona cerca de 5 horas diarias de iluminación
a plena carga.

Tiempo y estado de operación

En operación continua.

Comentarios

Se han instalado en el territorio nacional cerca
de 35,000 sistemas fotovoltaicos unifamiliares de 50 a 75
watts de capacidad para electrificación
doméstica rural. Principalmente se han utilizado
para iluminación, TV y radiograbadores. La
normatividad para estos sistemas fue desarrollada por el
Instituto de Investigaciones Eléctricas y la
ejecución estuvo a cargo de diferentes empresas
contratistas a quienes se adjudicaba la obra bajo el
esquema de licitación pública internacional.
La supervisión técnica corría a cargo
de la Comisión Federal de Electricidad.

ENERGIA
EÓLICA

Históricamente las primeras aplicaciones de la
energía eólica fueron la impulsión de
navíos, la molienda de granos y el bombeo de agua, y
sólo hasta finales del siglo pasado la generación
de energía eléctrica. Actualmente las turbinas
eólicas convierten la energía cinética del
viento en electricidad por medio aspas o hélices que hacen
girar un eje central conectado, a través de una serie de
engranajes (la transmisión) a un generador
eléctrico.

En lo que respecta a capacidad instalada, para finales
de 1997 a nivel mundial se tenían instalados alrededor de
7700 MW. En México se cuenta con la central eólica
de la Ventosa en Oaxaca, operada por CFE, con una capacidad
instalada de 1.5 MW y una capacidad adicional en aerogeneradores
y aerobombas, según el Balance nacional de energía
de 1997, de alrededor de 2.4 MW.

Existen varias ventajas competitivas de la
energía eólica con respecto a otras opciones, como
son:

  • ? Se reduce la dependencia de combustibles
    fósiles.

  • ? Los niveles de emisiones contaminantes,
    asociados al consumo de combustibles fósiles se
    reducen en forma proporcional a la generación con
    energía eólica.

  • ? Las tecnologías de la energía
    eólica se encuentran desarrolladas para competir con
    otras fuentes energéticas.

  • ? El tiempo de construcción es menor con
    respecto a otras opciones energéticas.

  • ? Al ser plantas modulares, son convenientes
    cuando se requiere tiempo de respuesta de crecimiento
    rápido.

La investigación y desarrollo de nuevos
diseños y materiales para aplicaciones en aerogeneradores
eólicos, hacen de esta tecnología una de las
más dinámicas, por lo cual constantemente
están saliendo al mercado nuevos productos más
eficientes con mayor capacidad y confiabilidad.

Aplicaciones y Tecnologías.

Sistemas Eólicos.
Descripción.

Un sistema conversor de energía eólica se
compone de tres partes principales: (i) el rotor, que convierte
la energía cinética del viento en un movimiento
rotatorio en la flecha principal del sistema; (ii) un sistema de
transmisión, que acopla esta potencia mecánica de
rotación de acuerdo con el tipo de aplicación.
Aplicación para cada caso, es decir, si se trata de bombeo
de agua el sistema se denomina aerobomba, si acciona un
dispositivo mecánico se denomina aeromotor y si se trata
de un generador eléctrico se denomina
aerogenerador.

El rotor puede ser de eje horizontal o vertical,
éste recupera, como máximo teórico, el 60%
de la energía cinética del flujo de viento que lo
acciona. Esta formado por las aspas y la maza central en donde se
fijan éstas y se unen a la flecha principal; el rotor
puede tener una o más aspas. Un rotor pequeño, de
dos aspas, trabaja a 900 revoluciones por minuto (rpm), en tanto
que uno grande, de tres aspas y 56 metros de diámetro, lo
hace a 32 rpm. El rotor horizontal de tres aspas es el más
usado en los aerogeneradores de potencia, para producir
electricidad trifásica conectada a los sistemas
eléctricos de las empresas suministradoras.

La transmisión puede consistir en un mecanismo
para convertir el movimiento rotatorio de la flecha en un
movimiento reciprocante para accionar las bombas de émbolo
de las aerobombas, que en el campo se utilizan para suministrar
agua a los abrevaderos del ganado o a las viviendas. Para la
generación de electricidad normalmente se utiliza una caja
de engranes para aumentar las revoluciones a 900, 1,200 ó
1,800 rpm, para obtener corriente alterna trifásica de 60
ciclos por segundo.

En la actualidad, la generación de electricidad
es la aplicación más importante de este tipo de
sistemas. Los aerogeneradores comerciales alcanzan desde 500
hasta 1,000 kW de potencia nominal, tienen rotores de entre 40 y
60 m de diámetro y giran con velocidades que van de las 60
a las 30 rpm. Los generadores eléctricos pueden ser
asíncronos o síncronos, operando a una velocidad y
frecuencia constante, que en México es de 60 hz.. En el
caso de aerogeneradores con potencias inferiores a los 50 kW
también se utilizan generadores de imanes permanentes, que
trabajan a menor velocidad angular (de entre 200 y 300 rpm), que
no necesitan caja de engranes y que, accionándose a
velocidad variable, pueden recuperar mayor energía del
viento a menor costo.

Un sistema conversor de energía eólica es
tan bueno como su sistema de control. La fuerza que ejerce el
viento sobre la superficie en que incide es función del
cuadrado de la velocidad de éste. Rachas de más de
20 metros por segundo, que equivalen a más de 70 km/hora,
pueden derribar una barda o un anuncio espectacular, e incluso
dañar un aerogenerador si éste no está bien
diseñado o su sistema de control esta fallando.

En los aerogeneradores de potencia, el sistema de
control lo constituye un microprocesador que analiza y
evalúa las condiciones de operación considerando
rumbo y velocidad del viento; turbulencia y rachas; temperaturas
en el generador, en la caja de transmisión y en los
baleros de la flecha principal. Además, muestrea la
presión y la temperatura de los sistemas
hidráulicos de los frenos mecánicos de disco en la
flecha; sus rpm, así como los voltajes y corrientes de
salida del generador. Detecta vibraciones indebidas en el
sistema, optando por las mejores condiciones para arrancar,
parar, orientar el sistema al viento y enviar señales al
operador de la central eoloeléctrica sobre la
operación del mismo.

La torre que soporta al aerogenerador de eje horizontal
es importante, ya que la potencia del viento es función
del cubo de su velocidad y el viento sopla más fuerte
entre mayor es la distancia más alto del suelo; por ello,
el eje del rotor se sitúa por lo menos a 10 metros en
aerogeneradores pequeños y hasta 50 o 60 metros del suelo,
en las máquinas de 1000 kW. En un aerogenerador de 500 kW
son típicas las torres de 40 metros, y estas pueden ser de
dos tipos: La tubular, recomendada en áreas costeras,
húmedas y salinas, y la estructural o reticular, propia de
regiones secas y poca contaminación atmosférica,
por ser más baratas y fáciles de
levantar.

Sistemas Eólicos.
Tecnologías.

A partir de las diversas experiencias internacionales de
operación de grandes conjuntos de aerogeneradores
modernos, constituyendo centrales eoloeléctricas, de 1980
a 1995 se evolucionó de la máquina de 50 kW a la de
500 kW, estando actualmente en proceso de introducción las
unidades de 750 y 1000 kW, las que se consideran el tope para
este tipo de arquitectura y tecnologías actuales de
grandes aerogeneradores.

La tecnología de materiales alrededor de los
materiales compuestos, que permitan estructuras más
esbeltas y ligeras, más resistentes a la oxidación
y la corrosión, y más fuertes a la vez, así
como de supermagnetos en los generadores, permitirán
desarrollar nuevos conceptos más confiables y
económicos, desde unidades de decenas de Watts hasta
grandes aerogeneradores de potencia, trabajando en régimen
de velocidad variable, aprovechando mejor la energía del
viento y constituyendo junto con la energía
hidroeléctrica, el soporte principal de la
generación eléctrica en los sistemas nacionales.
Para fines del año 2000 se esperan están instalados
en el mundo, más de 14,000 MW. En Europa, Alemania,
Dinamarca, el Reino Unido, España y Grecia tienen los
programas más ambiciosos. En España, la empresa
eléctrica de la Provincia de Navarra tiene planeada la
instalación de 54 Centrales eoloeléctricas y espera
producir más del 50% de la energía que distribuye.
La empresa eléctrica de la Provincia de Euskadi
(País Vasco) también prevé un desarrollo
importante, lo que ha ocasionado, paradójicamente, que
grupos ecologistas protesten por lo que consideran
excesivo.

Para el año 2020, la Asociación Europea de
Energía Eólica, estima tener más de 20,000
MW instalados de potencia eólica para generación de
electricidad. China y la India son dos países que han
decidido dar un impulso grande a esta forma de generación
eléctrica, para lo cual se han asociado con empresas
europeas para fabricar en esos países el equipamiento
requerido. En América Latina, Costa Rica y Argentina
llevan la delantera, con 20 y 9 MW respectivamente. En Argentina
son las empresas eléctricas cooperativas de la Patagonia
las que han dado el impulso, amen de que las leyes estatales de
la Provincia de Chubut, obligan a un 10% de la generación
eléctrica con energía eólica. México
tiene una central de 1,575 kW en la Venta, Oaxaca, con planes de
ampliarla a 54 MW. Nicaragua también tiene planes de
instalar una central eólica de al menos 30 MW. En el
Caribe, la empresa eléctrica de Curazao opera desde marzo
de 1994 una centralita de 4 MW que fue la primera
eoloeléctrica en América Latina y el
Caribe.

En México, el desarrollo de la tecnología
de conversión de energía eólica a
electricidad, se inició con un programa de aprovechamiento
de la energía eólica en el Instituto de
Investigaciones Eléctricas (IIE) en febrero de 1977,
cuando la Gerencia General de Operación de Comisión
Federal de Electricidad, cedió al IIE la Estación
Experimental Eoloeléctrica de El Gavillero, en las
cercanías de Huichapan, Hidalgo, donde se pretendía
energetizar el ejido ya electrificado y con servicio, a partir de
una microcentral eólica, integrada por dos aerogeneradores
australianos Dunlite de 2 kW cada uno, un banco de
baterías, y un inversor de 6 kW para alimentar la red de
distribución del poblado. El inversor, construido por
personal de CFE, fallaba arriba de los dos kW de demanda por
problemas de calidad de componentes, por lo que
físicamente no pudo realizarse el experimento, sin
embargo, estando instrumentado el sitio, se tenían los
promedios horarios de velocidad del viento y conociéndose
las características de respuesta de los aerogeneradores
era posible estimar numéricamente la energía que
podría suministrarse al ejido. El régimen de
vientos del lugar producía exceso de energía en
verano y déficit en invierno para el consumo normal del
poblado.

La Estación Experimental de El Gavillero se
habilitó como centro de prueba de pequeños
aerogeneradores y en ella se construyó además un
simulador de pozo de agua para la prueba y caracterización
de Aerobombas. La Estación estuvo en operación
hasta 1996 en que fue desmantelada.

El IIE desarrollo y probó en El Gavillero, los
siguientes prototipos de aerogeneradores:

1. De 1.5 kW, tres aspas de aluminio, con control
centrífugo de ángulo de
ataque.(1977-1978)

2. El Fénix, de 2 kW, eje horizontal y tres aspas
fijas de lámina de hierro, y control de cola
plegable.(1981-1983)

3. El Albatros I, de 10 kW, eje horizontal, 11 m de
diámetro, tres aspavelas de estructura de Al y forradas de
tela de dacrón de alta resistencia. (1981-1985)

4. El Albatros II, de 10 kW, eje horizontal, tres aspas
de fibra de vidrio superdelgada con control por torcimiento del
aspa. (1986-1987)

5. La segunda versión del Fénix, con tres
aspas de fibra de vidrio. (1992-1995)

6. La Avispa, de 300 Watts, eje horizontal, tres aspas
de fibra de vidrio y control por timón de cola plegable.
(1990-1995)

7. También se desarrolló una aerobomba
mecánica, denominada "Itia", de eje horizontal, 5 aspas
metálicas, con potencia del orden de 1/4 de HP, que
bombeaba agua de pozos de hasta 50 m de profundidad. Este
sistema, probado también en El Gavillero, en el simulador
de pozos, fue objeto de una patente para el IIE, y aunque se
concedió licencia para su fabricación y
comercialización, la carencia de un mecanismo de
financiamiento de riesgo compartido, la dificultad para la
creación de la red de distribución y servicios,
como la falta de financiamiento a los usuarios potenciales,
impidió su diseminación.

Las características de los aerogeneradores y su
desarrollo se describen a continuación.

En 1978, un aerogenerador de 1.5 kW con rotor horizontal
de tres aspas de lámina de Aluminio, que tenían
control del ángulo de ataque para regular la potencia
entregada. Después de las pruebas de
caracterización, que resultaron satisfactorias y
corroboraban las expectativas de diseño, estando parado,
frenado y con las aspas amarradas a la torre, un gran remolino lo
impactó, arrancándole dos aspas y
destruyéndolas. Los exámenes posteriores
evidenciaron un error en los procedimientos de soldadura en
atmósfera inerte, en el soporte rotatorio del mango del
aspa. Dicho prototipo no fue reconstruido al evidenciarse
problemas de suministro de componentes y materiales, así
como del control de calidad en los procesos de
fabricación.

Con la experiencia adquirida, se inició el
diseño y desarrollo de un aerogenerador de 2 kW denominado
Fénix -por el ave que resurge de sus propias cenizas- de
tres aspas fijas de lámina de hierro, el que sometido a
pruebas y mejoras, evolucionó a tres aspas de fibra de
vidrio de alta eficiencia aerodinámica, generador
trifásico de imanes permanentes y sistema de control a
base de timón de cola plegable, que lo mismo limita la
potencia que lo inhabilita para condiciones de vientos extremos.
Este pequeño aerogenerador es capaz de proporcionar del
orden de 250 kWh por mes, lo que permitiría energizar una
vivienda rural con todos los servicios eléctricos usados
responsablemente. Este aerogenerador es también objeto de
trámites de patentes y su transferencia a la industria
está disponible.

El Albatros I constituyó el mayor aerogenerador
desarrollado en México, de 10 kW de potencia
eléctrica, en base a un generador de imanes permanentes de
28 polos y rotor de tres aspas de 11 metros de diámetro,
fue concebido para operar como aerobomba eléctrica,
accionando en régimen de velocidad variable, una bomba
eléctrica convencional, sumergida o vertical, de 7.5 a 10
HP, accionada con corriente trifásica a 220 Volts y
frecuencia de 40 a 80 ciclos/segundo, dependiendo de la velocidad
del viento. Del Albatros I se desarrollaron dos versiones, la
aerobomba mecánica, con mecanismo de carrera variable,
para optimar el aprovechamiento de la energía
eólica en bombas de émbolo, y la eléctrica,
trabajando en régimen de velocidad variable en la bomba,
con el mismo fin, mejorar la eficiencia.

Este desarrollo se inició con el apoyo
económico y asesoría de VITA (Volunteers in
Technical Assistance) organización no lucrativa de
divulgación técnica de los Estados Unidos para
países en vías de desarrollo, que recibió
financiamiento de la Fundación General Electric para este
proyecto. Los trabajos posteriores en el Albatros II, y el Itia
se realizaron con fondos proporcionados por el Programa Mar del
Plata de la Organización de Estados Americanos (OEA). Este
financiamiento en periodo de devaluaciones permitió
habilitar un taller móvil y la construcción de un
Túnel de Viento en la sede del IIE en Temixco,
Mor.

Durante las pruebas de la versión
eléctrica del Albatros I en El Gavillero, vientos
enrachados estando en operación, provocaron la fractura de
la estructura de aluminio de una aspavela, partiéndose a
la mitad. La estructure del aspavela falló por errores en
el proceso de soldadura al recalentar el larguero principal y
degradar sus características de resistencia a la
tracción, fracturándose con el esfuerzo. El
dacrón importado, de alto costo y las dificultades
constructivas de la estructura de la aspavela, llevó a
reconsiderar el diseño del rotor.

El Albatros II, se desarrollo también alrededor
del concepto de la vela, sin usar una tela de alta resistencia,
alto costo y de importación, sino un remedo semi
rígido de fibra de vidrio, en que por torsión del
aspa se varían las características
aerodinámicas de la misma y se controla y limita la
potencia transferida al rotor. Este aerogenerador, mucho
más esbelto y sencillo, funcionaba bien en sus primeras
pruebas operacionales. Antes de ser instrumentado para su
caracterización, ya que en la Estación de El
Gavillero se probaban simultáneamente otros dos
aerogeneradores, -el Fénix de 2 kW y el Colibrí de
5 kW, el único aerogenerador fabricado y comercializado en
México desde principios de los 80's-, lo impactó un
gran remolino, estando parado y frenado, levantando el conjunto
de bastidor y rotor, de más de 600 kilos, al menos 30
centímetros para sacarlo del mecanismo de tornamesa que en
la cúspide de la torre de 18 metros, permite la
orientación del conjunto para darle la cara al viento
cuando está en operación. La caída fue
catastrófica, ya que el conjunto del rotor, de tres aspas
y 11 metros de diámetro, con largueros de aluminio, fue
totalmente destruido.

El IIE elaboró los anteproyectos de un
aerogenerador de 50 kW y de otro de 100 kW para ser montado en
las inmediaciones de la Estación de El Gavillero junto a
un pozo profundo donde se instaló una bomba de 100 HP.
Proyecto que careció de respaldo económico para su
ejecución.

Los recortes presupuestales, obligaron a concentrarse
nuevamente en pequeños aerogeneradores,
desarrollándose el Avispa de 300 Watts, utilizando un
alternador de automóvil, el que producido industrialmente
con un generador de imanes permanentes sería nominalmente
de 500 Watts. El Avispa resume la experiencia de más de
una década diseñando, construyendo y probando
aerogeneradores. Desde su diseño se consideraron tres
criterios básicos, su confiabilidad y su reproducibilidad
industrial a bajo costo. Este aerogenerador es objeto de patentes
en trámite, por soluciones novedosas en los mecanismos de
control y ensamble. El Avispa, equivalente ahora a seis paneles
fotovoltaicos de 50 Watts pico, permitiría en una vivienda
rural, energizar el alumbrado con lámparas fluorescentes
compactas, el radio durante el día y una televisión
en la noche, así como un pequeño refrigerador, ya
que proporcionaría del orden de 50 kWh al mes, en
condiciones adecuadas de viento (5 m/s de promedio
anual).

En el IIE se desarrollo también un pequeño
aerogenerador de 50 Watts de 90 centímetros de
diámetro, cuyo objetivo inicial era la recarga de las
baterías automotrices usadas en energizar los
anemómetros electrónicos con los que se realizaban
los estudios del viento en los sitios de interés. Los
anemómetros requerían al cabo de un mes de
mediciones continuas que se reemplazaran las memorias y la
batería por una recién cargada. La
instalación de un pequeño aerogenerador en el
mástil de los anemómetros mantendría
permanentemente un nivel adecuado de carga en la batería.
El desarrollo de la electrónica de estado sólido,
permitió diseñar anemómetros
electrónicos de muy bajo consumo eléctrico, siendo
suficiente un par de pilas alcalinas para sustituir la
batería automotriz.

El Instituto de Investigaciones Eléctricas, ha
sido la única institución que por veinte
años ha mantenido una ruta consistente de desarrollo de
sistemas conversores de energía eólica, lo que se
complementó con el desarrollo de anemocinemógrafos
electrónicos, sistemas de prueba y adquisición de
datos, un túnel de viento con un sistema de
adquisición de datos en tiempo real, un laboratorio
móvil de meteorología eólica, un taller
móvil y la Estación Experimental de El Gavillero,
Hgo.

Al lado de estas actividades, otras instituciones han
incursionado en el desarrollo de sistemas conversores de
energía eólica, como la Facultad de
Ingeniería de la Universidad Autónoma del Estado de
México, que desarrolló el Ehecatl de 1 kW. El
Instituto de Ingeniería de la UNAM junto con el Centro de
Investigaciones Biológicas de Baja California Sur, que
desarrollaron otro prototipo de 1 kW. Las Facultades de
Ingeniería de la Universidad Veracruzana y de la
Universidad de Zacatecas, han realizado como trabajo de tesis,
prototipos de pequeños aerogeneradores, usando
alternadores automotrices.

A mediados de 1994 entró en operación en
la Venta, Oaxaca, una central eoloeléctrica de 1,575 kW,
constituida por 7 aerogeneradores Vestas (Daneses) de 225 kW cada
uno, como resultado de una licitación pública
convocada por CFE. Esta central, construida en un lugar donde el
IIE realizó mediciones desde 1984 y ubicó el sitio
como uno de los más ventosos en el Sur del Istmo de
Tehuantepec, presenta factores de planta anuales del orden del
60%, cuando la media en Dinamarca y California es del orden del
25%. Esta minicentral representa la primera experiencia para CFE
de la interconexión de eoloeléctricas al sistema
eléctrico interconectado.

SISTEMAS HÍBRIDOS
EÓLICO-SOLAR

Los sistemas híbridos son una tecnología
emergente y, como tal, se encuentran en proceso de
investigación; su arquitectura aún no está
bien definida y por lo tanto, ni la filosofía de control
ni el equipo correspondiente son tecnologías ya
establecidas . El sistema de X-Calak (1992) representa la mayor
instalación que se ha realizado en México bajo la
concepción híbrida eólico-fotovoltaica y
actualmente es objeto de análisis e investigación
por parte de diferentes instituciones y empresas. El equipo de
acondicionamiento de potencia, tal como los inversores de
corriente, algunos convertidores y los controladores de carga, se
encuentran apenas en la etapa de prototipos industriales y poco
se ha hecho para caracterizar el comportamiento en campo de las
unidades disponibles comercialmente.

De cualquier manera, dado que los sistemas
híbridos son por definición centralizados, es
decir, proporcionan energía al usuario por medio de una
red de distribución; falta definir el conocimiento preciso
de las posibles ventajas que puedan presentar en
comparación con los sistemas fotovoltaicos dispersos o
distribuidos; este es un tema que debe ser analizado más
profundamente antes de impulsar su desarrollo.

Potencial eólico

Partes: 1, 2, 3
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