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fundamentos de investigacion

Date post: 13-Sep-2015
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fundamentos de generadores electricos segun el ing .Aldair Pacheco Garcia
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Los fundamentos de esta investigación están muy bien cimentadas con las bases y artículos que suministra la Norma Oficial Mexicana (NOM) en esta ocasión el siguiente articulo suministra información de los sistemas eólicos que tienen que acatarse a la hora de realizar un proyecto de dichas magnitudes en este caso solo nos enfocaremos a un sistema comercial. ARTÍCULO 694.- SISTEMAS ELECTRICOS EOLICOS PEQUEÑOS Disposiciones generales Las disposiciones de este Artículo aplica a sistemas eléctricos eólicos pequeños (turbina) que consisten de uno o más generadores eléctricos de viento, con generadores individuales que tienen una potencia nominal hasta e incluyendo 100 kilowatts. Estos sistemas pueden incluir generadores, alternadores, inversores y controladores. NOTA: Los sistemas eléctricos eólicos pequeños pueden ser interactivos con otras fuentes de generación de energía o pueden ser sistemas autónomos. Los pequeños sistemas eléctricos eólicos pueden tener salida de corriente alterna o corriente continua, con o sin energía eléctrica de almacenamiento, tales como baterías. Definiciones circuito de salida de la turbina eólica: Conductores del circuito entre los componentes internos de una turbina eólica pequeña (la cual puede incluir un alternador, rectificador integrado, controlador y/o inversor) y otros equipos. Circuito de salida del inversor: Los conductores entre un inversor y un tablero de alumbrado y control de corriente alterna para sistemas autónomos, o los conductores entre un inversor y equipo de acometida u otra fuente de generación de energía eléctrica, tales como el suministrador del servicio público para una red de generación y distribución eléctrica.
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Los fundamentos de esta investigacin estn muy bien cimentadas con las bases y artculos que suministra la Norma Oficial Mexicana (NOM) en esta ocasin el siguiente articulo suministra informacin de los sistemas elicos que tienen que acatarse a la hora de realizar un proyecto de dichas magnitudes en este caso solo nos enfocaremos a un sistema comercial.ARTCULO 694.- SISTEMAS ELECTRICOS EOLICOS PEQUEOS Disposiciones generales Las disposiciones de este Artculo aplica a sistemas elctricos elicos pequeos (turbina) que consisten de uno o ms generadores elctricos de viento, con generadores individuales que tienen una potencia nominal hasta e incluyendo 100 kilowatts. Estos sistemas pueden incluir generadores, alternadores, inversores y controladores. NOTA: Los sistemas elctricos elicos pequeos pueden ser interactivos con otras fuentes de generacin de energa o pueden ser sistemas autnomos. Los pequeos sistemas elctricos elicos pueden tener salida de corriente alterna o corriente continua, con o sin energa elctrica de almacenamiento, tales como bateras. Definiciones circuito de salida de la turbina elica: Conductores del circuito entre los componentes internos de una turbina elica pequea (la cual puede incluir un alternador, rectificador integrado, controlador y/o inversor) y otros equipos. Circuito de salida del inversor: Los conductores entre un inversor y un tablero de alumbrado y control de corriente alterna para sistemas autnomos, o los conductores entre un inversor y equipo de acometida u otra fuente de generacin de energa elctrica, tales como el suministrador del servicio pblico para una red de generacin y distribucin elctrica. Carga de desvo: Una carga conectada a un controlador de desvo de carga o controlador por desvo de carga, tambin conocido como vertedero de carga. Controlador de desvo de carga: Equipo que regula la salida de un generador de viento desviando la potencia del generador a cargas de corriente continua y corriente alterna o a una acometida interconectada con el suministrador. Controlador de desvo de carga de bateras: Equipo que regula el proceso de carga de una batera u otro dispositivo de almacenamiento de energa, mediante la desviacin de potencia desde el almacenamiento de energa hacia cargas de corriente alterna o corriente continua o a una acometida interconectada del suministrador. Gndola: Envolvente que alberga al alternador y otras partes de una turbina elica. Potencia mxima de salida: Promedio mximo, de un minuto, de potencia de salida producida por la operacin de una turbina elica en estado estable normal (la potencia de salida instantnea puede ser ms alta). Potencia nominal: Potencia de salida de la turbina elica a una velocidad de viento de 11 metros/segundo. Si una turbina produce ms potencia a menor velocidad del viento, la potencia nominal es la potencia de salida de la turbina elica a una velocidad del viento menor que 11 metros/segundo que produce la mayor potencia de salida.

Figura identificacin de componentes de un sistema elicos pequeos - sistema interactivo. Figura Identificacin de componentes de un sistema elicos pequeos - sistema autnomo. Punto de acoplamiento comn: En un sistema interactivo es el punto en el cual se presenta la interfaz de la red de generacin y distribucin de energa elctrica y el cliente. Por lo general, es el lado carga del medidor de la red del suministrador. Red de generacin y distribucin de energa elctrica: Sistema de generacin, distribucin y utilizacin de energa, tal como el sistema de una red pblica y las cargas conectadas, que es externo y no controlado por el sistema elctrico elico pequeo. Regulador de carga de bateras: Equipo que controla la tensin o la corriente continua o ambos, y que es utilizado para la carga de bateras u otro dispositivo de almacenamiento de energa. Retenida: Un cable que soporta mecnicamente una torre de turbina elica. Sistema de turbina elica: Un sistema pequeo de generacin elctrica con viento. NOTA: Ver definiciones de sistemas interconectados en el Artculo 705. Torre: Un poste u otra estructura que soporta una turbina elica. Turbina elica: Dispositivo mecnico que convierte energa elica a energa elctrica. Tensin mxima: La mxima tensin que la turbina elica produce en operacin, incluyendo condiciones de circuito abierto. Excepcin: Pequeos sistemas elctricos elicos, equipamiento o cableado instalado en lugares peligrosos (clasificados), tambin debern cumplir con las secciones aplicables de los Artculos 500 hasta el 516. 694-7. Equipo: Los inversores utilizados en sistemas elctricos elicos pequeos se deben identificar y aprobar para la aplicacin. Controladores de desvo de carga: Un sistema elctrico elico pequeos empleando un controlador de desviacin de carga como medio primario de regulacin de la velocidad del rotor de una turbina elica, se debe equipar con un medio para prevenir sobrevelocidad en operacin, que sea adicional, independiente y confiable.Dispositivos de proteccin contra tensiones transitorias (SPD): Se debe instalar un dispositivo de proteccin contra tensiones transitorias entre un sistema elctrico elico pequeo y cualquier carga alimentada por el sistema elctrico del inmueble.El sistema de proteccin contra tensiones transitorias se debe permitir que sea un SPD tipo 3 en un circuito derivado dedicado pequeo sistema elctrico elicos o un SPD tipo 2 ubicado en cualquier parte del lado carga del medio de desconexin de la acometida. El dispositivo de proteccin contra tensiones transitorias se debe instalar de acuerdo con la parte B.Contactos: Se permite un contacto alimentado por un circuito derivado o alimentador de un sistema elctrico elico pequeo, para usarse en mantenimiento y adquisicin de datos. Los contactos se deben proteger con un dispositivo contra sobrecorriente con capacidad nominal que no exceda la corriente nominal del contacto. Tensin mxima Circuitos de salida de la turbina elica: Para turbinas elicas conectadas a viviendas de una y dos familias, se permiten circuitos de salida de la turbina que tengan una tensin mxima de hasta 600 volts. Otras instalaciones con una tensin mxima de ms de 600 volts deben cumplir con la parte I del Artculo 694. Circuitos de utilizacin de corriente continua: La tensin de corriente continua de circuitos de utilizacin debe cumplir con 210-6. Circuitos de ms de 150 volts a tierra: En viviendas de una y dos familias, las partes vivas en un circuito de ms de 150 volts a tierra, no deben ser accesibles a personas no calificadas mientras estn energizadas. Dimensionamiento de circuitos y corriente. Clculo de la corriente mxima del circuito: La corriente mxima para un circuito se debe calcular de acuerdo con los siguientes: 1) Corrientes de salida del circuito de la turbina: La corriente mxima deber basarse en la corriente del circuito de la turbina elica operando a la potencia mxima de salida. 2) Corriente de salida del circuito inversor. La corriente de salida mxima ser la corriente continua nominal de salida del inversor. 3) Corriente de entrada del circuito inversor autnomo. La corriente de entrada mxima ser la corriente permanente nominal de entrada del inversor autnomo, produciendo la potencia nominal a la tensin de entrada ms baja. Tamao de conductores y dispositivos de sobrecorriente: Los conductores del circuito y dispositivos de sobrecorriente se deben dimensionar para conducir no menos que el 125 por ciento de la corriente mxima como se calcula . Excepcin: Circuitos que contienen un ensamble, junto con sus dispositivos de sobrecorriente, aprobados para operacin constante al 100 por ciento de sus valores nominales, se permitirn ser utilizados al 100 por ciento de su valor nominal. Proteccin contra sobrecorriente.Se deben proteger los circuitos de salida de la turbina, los circuitos de salida del inversor, los conductores del circuito de bateras y los equipos de acuerdo con los requisitos del Artculo 240. Los circuitos conectados a ms de una fuente elctrica deben tener dispositivos de sobre corriente ubicados de tal manera que brinden proteccin contra sobrecorriente desde todas las fuentes. NOTA: Para determinar qu tan adecuada es la proteccin contra sobrecorriente en todas las fuentes de un sistema, es necesario tomar en cuenta la posibilidad de retroalimentacin de cualquier fuente de energa, incluyendo una alimentacin a travs del inversor del circuito de salida de la turbina elica. Algunos sistemas elctricos elicos pequeos dependen del circuito de salida de la turbina para regular la velocidad de la turbina. Los inversores tambin pueden operar a la inversa, para el arranque de la turbina o el control de velocidad. Transformadores de potencia: La proteccin contra sobrecorriente para un transformador con fuentes en cada lado se debe proporcionar de acuerdo con 450-3 considerando como el primario, primero un lado del transformador, luego el otro lado del transformador. Excepcin: Un transformador de potencia con un valor nominal de corriente en el lado conectado a la salida del inversor, la cual es menor que la corriente nominal continua de salida del inversor, no se requiere tener proteccin contra sobrecorriente en el inversor.Corriente continua: Los dispositivos de sobrecorriente, ya sea fusibles o interruptores automticos, utilizados en cualquier parte de un pequeo sistema elctrico de aerogenerador de corriente continua debe ser aprobado para uso en circuitos de corriente continua y tener tensin, corriente y capacidad interruptiva adecuadas. Sistemas autnomos: Los sistemas de alambrado de inmuebles deben ser adecuados para cumplir los requisitos de esta NOM para una instalacin similar conectada a una acometida. Los medios de desconexin del alambrado en el lado lnea de un edificio o estructura deben cumplir con esta NOM, excepto como se modifica en (a) hasta (d) a continuacin: Salida del inversor: Se permitir la salida de corriente alterna del inversor autnomo como una fuente de alimentacin de corriente alterna a los medios de desconexin del edificio o estructura a niveles de corriente menores que la carga calculada conectada para ese desconectador. El valor nominal del inversor de salida o el valor nominal de una fuente de energa elica no debe ser menor que la carga del mayor equipo de utilizacin conectado al sistema. Las cargas de iluminacin general calculadas no se consideran como una sola carga. Dimensionamiento y proteccin: Los conductores del circuito, entre la salida del inversor y los medios de desconexin del edificio o estructura, se deben dimensionar en base al valor nominal de salida del inversor. Estos conductores se deben proteger de acuerdo con el Artculo 240. La proteccin contra sobrecorriente se debe ubicar a la salida del inversor. Alimentacin monofsica de 120 volts: Se permitir que la salida del inversor de un pequeo sistema elctrico elicos autnomo, suministre 120 volts, a un equipo de acometida de 1 fase, 3 hilos, 120/240 volts, o a tableros de distribucin donde no hay salidas de 240 volts y cuando no haya circuitos derivados multiconductores. En todas las instalaciones, el valor nominal del dispositivo de sobrecorriente conectado a la salida del inversor debe ser menor que el valor nominal de la barra del neutro en el equipo de acometida. Este equipo deber ser marcado con la siguiente leyenda o equivalente: ADVERTENCIA. ALIMENTACION UNICA DE 120 VOLTS NO CONECTAR CIRCUITOS DERIVADOS MULTICONDUCTORES Requisitos de almacenamiento de energa y de sistema de potencia de respaldo. No se requerir almacenamiento de energa o suministro de potencia de respaldo. Medios de desconexin: Se proporcionarn medios para desconectar todos los conductores portadores de corriente de una pequea fuente de energa elctrica elica, de todos los otros conductores de un edificio u otra estructura. No debe instalarse un desconectador, interruptor automtico u otro dispositivo, ya sea de corriente alterna o de corriente continua, en un conductor puesto a tierra, si la operacin de ese interruptor, interruptor automtico u otro dispositivo deja al conductor, marcado como puesto a tierra, en un estado de no puesto a tierra y energizado. Excepcin: Una turbina elica que utiliza el circuito de salida de la turbina para regular la velocidad de la turbina, no requerir un medio de desconexin en el circuito de salida. Los medios de desconexin para conductores de fase consistirn de desconectadores operados manualmente o interruptores automticos, cumpliendo con todos los requisitos siguientes: (1) Se ubicarn donde sean fcilmente accesibles. (2) Debern ser operables externamente, sin exponer al operador al contacto con partes vivas. (3) Deber indicar claramente si est en la posicin de abierto o cerrado. (4) Deber tener una capacidad interruptiva suficiente para la tensin nominal del circuito y la corriente disponible en las terminales de lnea del equipo. Donde todas las terminales de los medios de desconexin son capaces de estar energizados en la posicin abierta, una seal de advertencia debe ser montado en, o ser sujeto a, los medios de desconexin. El anuncio deber ser claramente legible y tendr las siguientes palabras o equivalente: ADVERTENCIA PELIGRO DE DESCARGA ELECTRICA NO TOQUE LAS TERMINALES DEL LADO LINEA NI DEL LADO CARGA PUEDEN ESTAR ENERGIZADAS EN LA POSICION ABIERTO Equipos: En el medio de desconexin, del lado de la turbina elica, se permitirn equipos tales como rectificadores, controladores, desconectadores de aislamiento o para conectar en cortocircuito, y dispositivos de sobre corriente. Requisitos para los medios de desconexin.1) Ubicaci:. Los medios de desconexin de sistemas elctricos elicos pequeos se instalarn en un lugar fcilmente accesible ya sea en, o adyacente a, la torre de la turbina, en el exterior de un edificio o estructura o en el interior, en el punto de entrada de los conductores del sistema elico. Excepcin: En las instalaciones que cumplen ,se permitir que tengan los medios de desconexin ubicados a distancia desde el punto de entrada de los conductores del sistema elico. El medio de desconexin una turbina elica no se requerir que se ubique en la gndola o en la torre. El medio de desconexin no se instalar en cuartos de bao. 2) Marcado: Cada medio de desconexin del sistema de turbina deber estar marcado permanentemente para identificarlo como un medio de desconexin de un pequeo sistema elctrico de aerogenerador. 3) Adecuado para su uso: Los medios de desconexin del sistema de turbina deben ser adecuados para las condiciones prevalecientes. Equipos instalados en lugares peligrosos (clasificados) debern cumplir con los requisitos correspondientes de los Artculos 500 a 517. 4) Nmero mximo de desconexiones: Los medios de desconexin de la turbina debern consistir de no ms de seis interruptores o seis interruptores automticos montados en una sola envolvente, en un grupo de envolventes separados o, en o sobre, un tablero de distribucin. Equipo que no es fcilmente accesible: Se permitir que rectificadores, controladores e inversores sean montados en las gndolas u otros lugares exteriores que no son fcilmente accesibles. Desconexin de equipos del sistema elctrico elico pequeo:Se proporcionarn medios para desconectar equipos, tales como inversores, bateras y controladores de carga, de todos los conductores de fase de todas las fuentes. Si el equipo est energizado por ms de una fuente, los medios de desconexin debern agruparse e identificarse. Se permitir un solo medio de desconexin de acuerdo con 694-22, para la salida de corriente alterna combinada de uno o ms inversores en un sistema interactivo. Se permitir un interruptor de cortocircuito o clavija para usarlos como una alternativa a un desconectador en los sistemas que regulan la velocidad de la turbina utilizando el circuito de salida de la turbina. Excepcin: El equipo que se instala en la gndola de la turbina no requerir tener un medio de desconexin.Fusibles: Se proporcionarn medios para desconectar un fusible de todas las fuentes de alimentacin, cuando el fusible se energiza en ambas direcciones y es accesible a otras personas, adems de las personas calificadas. Desconectadores, fusibles extrables o dispositivos similares que se clasifican para esa aplicacin, se permitir que sirvan como un medio para desconectar fusibles de todas las fuentes de suministro. Instalacin y mantenimiento de una turbina elica: Para desactivar una turbina, para instalacin y mantenimiento, se puede abrir el circuito, ponerlo en cortocircuito, o utilizar frenos mecnicos. NOTA: Algunos turbinas elicas dependen de la conexin del alternador a un controlador remoto de regulacin de velocidad. La apertura de los conductores del circuito de salida de la turbina puede causar daos mecnicos a la turbina y crear tensiones excesivas que pueden daar el equipo o exponer a las personas a descargas elctricas. Mtodos de alambrado, Mtodos permitidos. a) Sistemas de alambrado. Se permitir todas las canalizaciones y mtodos de alambrado incluidos en esta NOM y otros sistemas de alambrado y accesorios especficamente destinados para ser utilizados en turbinas elicas. En lugares fcilmente accesibles, los circuitos de salida de la turbina que operan a tensiones mayores de 30 volts se instalarn en canalizaciones. b) Cables y cordones flexibles: Los cables y cordones flexibles, cuando son utilizados para conectar las partes mviles de las turbinas, o cuando son utilizados para facilitar la desconexin, para mantenimiento y reparacin, deben cumplir con el Artculo 400 y debern ser del tipo de uso rudo o cable de potencia porttil, deben ser adecuados para uso extra rudo, deben ser aprobados para su uso en exteriores, y debern ser resistentes al agua. Los cables expuestos a la luz solar deben ser resistentes la luz solar. c) Circuitos de corriente continua de salida de la turbina dentro de un edificio: Los circuitos de corriente continua de salida de la turbina, instalados dentro de un edificio o estructura debern ser alojados en canalizaciones metlicas o instalados en envolventes metlicas desde el punto de penetracin en la superficie del edificio o estructura al primer medio de desconexin fcilmente accesible. Puesta a tierra ,Puesta a tierra de equipos. a) Generalidades: Las partes metlicas expuestas no conductoras de corriente de torres, gndolas de turbinas, otros equipos y envolventes de conductores, se deben conectar a un conductor de puesta a tierra de equipo de acuerdo con 250-134 250-136, independientemente de la tensin. Las partes metlicas ensambladas, tales como las palas de la turbina y colas que no tienen una fuente de energizacin elctrica, no se requerir que sean conectados a los conductores de puesta a tierra de equipo. b) Cables de retenida: Los cables de retenida utilizados para soportar torres de las turbinas no se requerirn estar conectados a un conductor de puesta a tierra de equipo o que cumplan con los requisitos. NOTA: Los cables de retenida que soportan las torres que estn puestas a tierra adecuadamente, son poco probable que se energicen. Puesta a tierra de la torre. 1) Electrodos auxiliares: Una torre de un aerogenerador debe ser conectada a uno o ms electrodos auxiliares para limitar las tensiones impuestas por rayos. Cuando estn instalados en las proximidades de la cimentacin galvanizada o de los componentes del anclaje de la torre, se deben utilizar electrodos de puesta a tierra galvanizados. NOTA: Los electrodos de puesta a tierra de cobre y cobre-revestido, cuando son utilizados en suelos de alta conductividad, puede causar corrosin electroltica de la cimentacin galvanizada y de los componentes del anclaje de la torre. 2) Conductor de puesta a tierra del equipo: Un conductor de puesta a tierra de equipo se requiere entre una turbina y el sistema de puesta a tierra del inmueble, de acuerdo con 250-110. 3) Conexiones de puesta a tierra de la torre: Los conductores de puesta a tierra de equipo y los conductores de puesta a tierra de electrodos, cuando se utilicen, se conectarn a la torre metlica por soldadura exotrmica, terminales, conectores de presin, abrazaderas u otros medios aprobados. Los dispositivos, tales como conectores y terminales, deben ser adecuados para el conductor y la estructura a la que los dispositivos estn conectados. Siempre que sea posible, se evitar el contacto de metales distintos en cualquier parte del sistema, para eliminar la posibilidad de accin galvnica y corrosin. Todos los elementos mecnicos utilizados para terminar estos conductores debern ser accesibles. 4) Sistemas de proteccin contra rayos: Se permitir que acten como componentes del sistema de proteccin contra rayos, los electrodos auxiliares y los conductores de puesta a tierra de electrodos, cuando cumplan los requisitos aplicables. Si estn separados, los electrodos de puesta a tierra del sistema de proteccin contra rayos de la torre debern estar unidos a los electrodos del sistema auxiliar de puesta a tierra de la torre. Los cables de retenida utilizados como electrodos de puesta del sistema de proteccin contra rayos no se requerirn que sean unidos a los electrodos del sistema auxiliar de puesta a tierra de la torre. Marcado Punto de interconexin del sistema interactivo. Se debern marcar todos los puntos de interconexin del sistema interactivo con otras fuentes, en un lugar accesible, en los medios de desconexin y con el valor nominal de corriente alterna de salida y la tensin de operacin nominal de corriente alterna. Sistema de potencia empleando energa de almacenamiento: Los sistemas elctricos elicos pequeos empleando energa de almacenamiento se deben marcar con la tensin mxima de operacin, cualquier tensin de igualacin y la polaridad de los conductores del circuito de puesta a tierra. Identificacin de fuentes de energa. a) Instalaciones con sistemas autnomos: Cualquier estructura o edificio con un sistema autnomo y no conectado a una fuente del suministrador, deber tener una placa permanente o directorio instalado en el exterior del edificio o estructura en un lugar fcilmente visible. La placa o directorio deber indicar la ubicacin de los medios de desconexin del sistema y deber indicar que la estructura contiene un sistema de energa elctrico autnomo. b) Instalaciones con servicio pblico y sistemas elctricos elicos pequeos: Los edificios o estructuras con que tienen una acometida del servicio pblico y sistemas elctricos elicos pequeos, tendrn una placa o directorio permanente proporcionando la ubicacin de los medios de desconexin de la acometida y los medios de desconexin del pequeo sistema elctrico elicos. Instrucciones para desactivar la turbina. Se instalar una placa en, o adyacente a, la ubicacin de la turbina proporcionando instrucciones bsicas para la desactivacin de la turbina. Conexin a otras fuentes Identificado de equipo interactivo: Slo los inversores aprobados e identificados como interactivos se permitirn en sistemas interactivos. Instalacin: Los sistemas elctricos elicos pequeos, cuando se conectan a las fuentes de la red pblica, debern cumplir con los requisitos del Artculo 705.

Rango de tensin de operacin. Se permitir que los sistemas elctricos elicos pequeos conectados a circuitos derivados o alimentadores dedicados, puedan exceder el rango de tensin de operacin normal en estos circuitos, siempre que el suministro de tensin a cualquier equipo de distribucin que alimenta otras cargas, permanezca dentro de los rangos normales. NOTA: Las turbinas elicas pueden usar la red elctrica pblica para descargar la energa elctrica durante las rachas de viento de corta duracin. Punto de conexin: Los puntos de conexin para interconectar fuentes de energa elctrica debern cumplir con 705-12. Bateras de almacenamiento Instalacin. a) Generalidades: Las bateras de almacenamiento en sistemas elctricos elicos pequeos debern cumplir con las disposiciones del Artculo 480. b) Viviendas: Las bateras de almacenamiento debern tener las celdas conectadas para operar a menos de 50 volts nominales. Las bateras de almacenamiento de cido-plomo debern tener no ms de veinticuatro celdas de 2 volts conectadas en serie (48 volts nominales). Excepcin: Cuando las partes vivas no son accesibles durante la rutina de mantenimiento de la batera, ser permitida la tensin de la batera del sistema de acuerdo con 694-10. Resguardo de partes vivas: Las partes vivas de los sistemas de bateras debern ser resguardadas para evitar el contacto accidental por personas u objetos, independientemente de la tensin o tipo de batera. NOTA: Las bateras de los sistemas elctricos elicos pequeos estn sujetas a frecuentes ciclos de carga/descarga y por lo general requieren mantenimiento frecuente, tal como la comprobacin del electrolito y limpieza de las conexiones. c) Limitacin de corriente: Se debe instalar un limitador de corriente aprobado, en cada circuito adyacente a la las bateras, cuando la corriente de cortocircuito de la batera o banco de bateras, exceda la capacidad interruptiva de otros equipos en ese circuito. d) Cajas de bateras no conductoras y bastidores conductivos: Las bateras de cido-plomo inundadas, con ventilacin, con ms de veinticuatro celdas de 2 voltios conectadas en serie (48 volts nominales) no deben utilizar cajas conductivas o no se deben instalar en cajas conductivas. El bastidor conductivo utilizado para soportar las cajas no conductivas se permitirn, cuando el material del bastidor no est dentro de 15 centmetros de la parte superior de las cajas no conductivas. Este requisito no se aplicar a ningn tipo de batera de vlvula regulada de cido-plomo (VRLA) o cualquier otro tipo de bateras selladas, que requieren cajas de acero o de otros de materiales conductivos para su correcta operacin. e) Desconexin de circuitos de bateras en serie: Los circuitos de batera sujetos a mantenimiento en campo, con ms de veinticuatro celdas de 2 volts conectadas en serie (48 volts nominales), deben tener previsiones para desconectar los segmentos de cadenas conectadas en serie de 24 celdas o menos, para el mantenimiento por personas calificadas. Se permitir desconectar con desconectadores para operar con carga o con desconectadores enchufables. f) Medios de desconexin para mantenimiento de la batera:Las instalaciones de bateras, con ms de veinticuatro celdas de 2 volts conectadas en serie (48 volts nominales), deben tener un medio de desconexin, accesible slo a personas calificadas, que desconecte para el mantenimiento, los conductores del circuito puestos a tierra en el sistema elctrico de la batera. Este medio de desconexin no desconecta los conductores del circuito puestos a tierra, para el resto del pequeo sistema elctrico elicos. Se permite un desconectador para abrir sin carga como medio de desconexin. g) Sistemas de batera de ms de 48 volts: Cuando el sistema de bateras para un pequeo sistema elctrico elicos consta de ms de veinticuatro celdas de 2 volts conectadas en serie (ms de 48 volts nominales), se permitir que el sistema de bateras opere con conductores de fase, siempre y cuando se cumplan las siguientes condiciones: (1) La carga de los circuitos de corriente continua y de corriente alterna estn slidamente puestos a tierra. (2) Todos los conductores principales no puestos a tierra del circuito de entrada/salida de las bateras tienen desconectadores y proteccin contra sobrecorriente: (3) Se instala un detector e indicador de falla a tierra para monitorear fallas a tierra en el banco de bateras. Control de carga de las bateras. a) Generalidades: El equipo se deber proporcionar con el control del proceso de carga de la batera. El control de carga no ser requerido cuando el diseo de la fuente elctrica del aerogenerador se iguala con la tensin nominal y la corriente de carga de las celdas de la batera y la mxima corriente de carga, multiplicada por 1 hora, es menor al 3 por ciento de la capacidad nominal de la batera expresada en ampere-horas o como lo recomienda por el fabricante de la batera. Todos los medios de ajuste para el control del proceso de carga de las bateras debern ser accesibles slo a personas calificadas. NOTA: Ciertos tipos de bateras, tal como las de vlvulas reguladoras de plomo-cido o nquel-cadmio, pueden experimentar falla trmica cuando se sobrecargan. b) Controlador de carga por desviacin. 1) Medio nico de regulacin del proceso de carga: Un sistema elctrico elico pequeos que utilice un controlador de carga por desviacin como el nico medio de regulacin del proceso de carga de la batera, debe estar equipado con dos medios confiables e independientes, para prevenir la sobrecarga de la batera. La interconexin con el suministrador no debe ser considerada como un desvo de carga confiable. Circuitos con controlador de corriente continua de desvo de carga de bateras y desvo de carga: Los circuitos que contienen un controlador de desvo de carga de bateras de corriente continua y un desvo de carga de corriente continua deber cumplir con lo siguiente: (1) La corriente nominal de la carga de desviacin debe ser menor o igual a la corriente nominal del controlador de carga por desviacin. La tensin nominal de la carga de desviacin debe ser mayor que la tensin mxima de la batera. El valor nominal de la carga de desviacin debe ser por lo menos el 150 por ciento del valor nominal del pequeo sistema elctrico elicos. (2) La ampacidad del conductor y el valor nominal del dispositivo de sobrecorriente para este circuito debe ser por lo menos del 150 por ciento de la corriente nominal mxima del controlador de carga por desviacin.

Los temas anteriores de investigacin seran descritas en el cronograma que se muestra a continuacin.

Por qu debera elegir a la energa elica? Porque los sistemas de energa elica cuentan con una de las mejores relaciones costo/beneficio para aplicaciones de energas renovables en los hogares. Dependiendo del recurso elico una turbina elica puede reducir la facturacin elctrica entre el 50 y el 90%, y ayudarle a evitar los altos costos de extender las redes de suministro a sitios remotos, prevenir interrupciones de energa y adems no es contaminante. Cmo funcionan las turbinas elicas? El viento se genera por un calentamiento irregular de la superficie terrestre por parte del sol. Las turbinas elicas convierten la energa cintica del viento en energa mecnica, la cual acciona un generador que produce energa elctrica limpia. Actualmente, las turbinas elicas son verstiles fuentes de electricidad. Sus alabes o palas tienen un diseo aerodinmico que les permite capturar la mayor cantidad de energa del viento, pues ste las hace rotar, accionando una flecha acoplada al generador y as obtener electricidad. Antes que nada Cmo puedo hacer mi hogar ms eficiente respecto al consumo de energa? Antes de elegir un sistema elico para el hogar o actividad productiva, se debe considerar la reduccin del consumo energtico, implementando la eficiencia energtica. Reducir su consumo de energa se ver reflejado significativamente en sus facturaciones, as como tambin el tamao de los equipos de energa renovables que necesitar. Para implementar la eficiencia energtica, debe usted considerar una visin completa de sus construcciones. Vea a su hogar como un sistema energtico con partes interrelacionadas, las cuales trabajan en forma sinergtica para contribuir a la eficiencia total del sistema. Desde el aislamiento de paredes hasta el uso de lmparas eficientes en los interiores, existen muchas maneras en las cuales se puede mejorar la eficiencia energtica. Invirtiendo algunos cientos de dlares en aislamientos adecuados y productos de climatizacin, se pueden reducir sus necesidades de energa para enfriamiento y calefaccin hasta en un 30%. Con un mantenimiento adecuado y mejora de sus sistemas de calefaccin, ventilacin y aire acondicionado, puede ahorrar dinero e incrementar su comodidad. Instale ventanas con doble vidrio, con aislamiento de aire y con recubrimiento de baja emisividad, para reducir las prdidas de calor en climas fros; y recubrimientos selectivos del espectro solar para reducir las ganancias de calor en climas calurosos. En lugares de uso intensivo puede reemplazar sus focos o bombillas incandescentes con lmparas fluorescentes compactas. Reemplazando el 25% de sus lmparas puede reducir su facturacin hasta en un 50%. Cuando compre equipos busque aquellos que contengan la etiqueta ENERGY STAR. Estos equipos han sido identificados por la Agencia de Proteccin al Medio Ambiente (U.S. Environmental Protection Agency) y el Departamento de Energa (U.S. Department of Energy) como los equipos de ms alta eficiencia energtica en su categora. Para Mayor Informacin acerca de como hacer su casa ms eficiente, consulte Ahorradores de Energa en la seccin Para Mayor Informacin. Es la energa elica prctica para mis necesidades? Los sistemas elicos pequeos para generacin de electricidad pueden proporcionarle una fuente prctica y econmica de electricidad, siempre y cuando: Su propiedad cuenta con un buen recurso elico Su hogar o actividad productiva est ubicada en una rea rural de al menos un acre de extensin Las clusulas o normas de su localidad permiten la instalacin de turbinas elicas Su facturacin promedio de electricidad por mes es de 150 dlares o ms Su propiedad se encuentra en una rea remota con dificultades para el acceso de la red de suministro de electricidad No le disgusta invertir a plazos largos. Aspectos que debe tomar en cuenta en localidad Antes de invertir en un sistema de energa elica, debe tomar en cuenta posibles problemas que pudieran surgir. Por ejemplo, algunas jurisdicciones restringen la altura de estructuras en reas residenciales, aunque frecuentemente es posible que existan excepciones. La mayora de las leyes limitan esta altura a 35 pies. Usted puede conocer estas restricciones llamando a su inspector local de construcciones, al departamento de supervisores, o al de planeacin. Ellos le pueden indicar si requiere obtener un permiso de construccin y proporcionarle una lista de requerimientos. Adicionalmente, sus vecinos podran objetar que su turbina elica obstruye su visibilidad, o podra molestarles el ruido. La mayora de los problemas de esttica y de su localidad pueden ser sorteados proporcionando informacin objetiva de la energa elica. Por ejemplo, el nivel de ruido de las turbinas elicas residenciales modernas est entre los 52 y 55 decibelios. Esto significa que se puede distinguir el ruido de la turbina elica nicamente si uno se lo propone y se concentra en hacerlo, as que una turbina elica para aplicaciones domsticas no es ms ruidosa que su refrigerador.Cul es el tamao de turbina elica que requiero? El tamao de turbina elica que usted requiere depende del uso que vaya a hacer de ella. El rango de turbinas pequeas se encuentra entre los 20 watts y los 100 kilowatts. Las ms pequeas o micro (de 20 a 500 watts) se emplean en una gran variedad de aplicaciones, tales como la carga de bateras para vehculos recreacionales y de veleros. Las turbinas de 1 a 10 kilowatts pueden ser usadas para bombear agua. La energa elica ha sido usada por siglos en esta aplicacin y para la molienda de granos. Aunque los molinos de viento mecnicos aun son una opcin sensiblemente de bajo costo para el bombeo de agua en zonas de poco viento, los granjeros y propietarios de ranchos han descubierto que el bombeo eoloelctrico es ms verstil y pueden bombear el doble de volumen de agua con la misma inversin inicial. Adems, los molinos de viento tienen que ser colocados encima del pozo donde se extrae el agua, y por lo tanto no se puede aprovechar las mejores condiciones de viento de otros sitios. Los sistemas eoloelctricos pueden ser colocados donde se encuentra el mejor recurso del viento y conectarse al motor de una bomba mediante un cableado apropiado.Las turbinas para aplicaciones residenciales pueden estar en el rango de los 400 watts y hasta los 100 kW (para cargas muy grandes), dependiendo de la cantidad de electricidad que se desee generar. Para aplicaciones residenciales, es recomendable definir sus necesidades de energa para establecer el tamao adecuado que usted requiere. Debido a que la eficiencia energtica es ms barata que la produccin de energa, aplicando estas prcticas en su hogar seguramente obtendr mejores resultados de costo / beneficio y como consecuencia requerir una turbina de menor tamao (consulte la seccin: Antes que nada Cmo puedo hacer mi hogar ms eficiente respecto al consumo de energa?). Los fabricantes de turbinas elicas pueden auxiliarlo a dimensionar el tamao que usted requiere de acuerdo a sus consumos de electricidad y al recurso elico de su localidad. Un hogar tpico consume aproximadamente 9,400 kilowatt-horas al ao (cerca de 780 kWh por mes). Dependiendo de la velocidad promedio del viento en el rea una turbina de potencia nominal de entre 5 y 10 kilowatts, podra hacer una contribucin importante para esta demanda. Una turbina de 1.5 kilowatts podra cubrir las necesidades en un hogar que consuma alrededor de 300 kWh al mes en un sitio con una velocidad de 14 millas por hora (6.26 metros por segundo) de velocidad promedio anual. El fabricante puede proporcionarle una estimacin de la generacin de energa en funcin de ste parmetro. Asimismo, puede proporcionarle informacin acerca de la mxima velocidad de viento a que la turbina puede trabajar en forma segura. Aunque la mayora de ellas cuentan con sistemas de control para evitar que gire a altas velocidades cuando existen vientos muy intensos y sufrir algn desperfecto. Esta informacin, junto con la velocidad de viento del sitio y su consumo de energa le ayudarn a decidir cual es el tamao de turbina elica ms adecuado a sus necesidades de electricidad.Cuales son las partes bsicas de un sistema elico pequeo para generacin de electricidad? Estos sistemas por lo general estn compuestos por un rotor, un generador o alternador montado en una estructura, una cola (usualmente), una torre, el cableado, y los componentes del sistema de balance: controladores, inversores y las bateras. A travs del giro de los alabes la turbina convierte la energa cintica del viento en un movimiento rotatorio que acciona el generador. Turbina elica Actualmente, la mayora de las turbinas fabricadas son de eje horizontal y son de las llamadas corriente viento arriba y cuentan con dos o tres alabes, los cuales por lo regular estn fabricados con materiales compuestos, tales como fibra de vidrio. La cantidad de electricidad que una turbina puede generar, est determinada en una primera instancia, por el dimetro del rotor. Este parmetro define su rea de barrido o la cantidad de viento que es interceptado por la turbina. La coraza de la turbina es la estructura en la cual el rotor, el generador y la cola se encuentran montados. La cola ayuda a mantener a la turbina siempre de frente (perpendicular) al viento. Torre Debido a que a mayores alturas el viento es ms intenso, la turbina es montada en una torre, por lo general a mayor altura se produce una mayor cantidad de energa. La torre tambin evita las turbulencias de aire que podran existir cerca del piso, debidas a obstrucciones como colinas, algunas construcciones y rboles. Por regla general se recomienda instalar la turbina en una torre, en la cual la parte inferior del rotor est a una altura de 30 pies (9 metros) de cualquier obstculo que se encuentre a una distancia de 300 pies (90 metros) de la torre. Relativamente inversiones menores en una torre ms alta pueden resultar en tasas ms altas de generacin de energa. Por ejemplo, la diferencia de instalar una turbina a 100 pies (30.4 m), en vez de 60 pies (18.2 m) puede incrementar la inversin en un 10% pero la generacin de energa se puede incrementar hasta en un 25%. Bsicamente existen dos tipos de torre: las autoportantes (soporte libre) y las retenidas, siendo estas las de mayor uso para usos residenciales. Estas torres son las ms baratas y pueden consistir de secciones estructurales o tubulares, dependiendo del diseo y los soportes para los cables de retenida. Sin embargo, el radio para sostener las retenidas debe ser la mitad o tres cuartos de la altura de la torre, por lo que se requiere tener suficiente espacio para fijarlas. Las torres abatibles son ms caras pero le permiten al consumidor poder llevar a cabo, en forma ms fcil, el mantenimiento en turbinas pequeas, de bajo peso, usualmente de 5 kW o menos.Asimismo, las torres pueden ser retradas durante condiciones climatolgicas adversas, tales como huracanes. Las torres de aluminio estn propensas a la fractura, por lo que deben evitarse. La mayora de los fabricantes ofrecen paquetes completos, los cuales incluyen la torre. El montaje de las turbinas sobre los techados no es recomendable, debido a que todas las turbinas vibran y transmiten sta a la estructura donde estn montadas. Esto puede ser causa de ruido y problemas estructurales con la construccin y adems los techados pueden causar excesiva turbulencia acortando la vida til de la turbina. Balance del sistema Los componentes que usted requerir adicionalmente de la turbina y la torre sern aquellos denominados para el balance del sistema, los cuales dependern de su aplicacin. La mayora de los fabricantes pueden proporcionarle un paquete que incluya todas las partes que necesita para su instalacin. Por ejemplo, los componentes requeridos para bombeo de agua son muy diferentes a los que usted requiere para aplicaciones domsticas. Los componentes tambin dependern si el sistema estar conectado a la red o ser aislado, o si ser un sistema hbrido. Para un sistema residencial conectado a la red, los componentes de balance del sistema incluirn un controlador, bateras de almacenamiento, una unidad rectificadora de seal (inversor) y el cableado. Algunos controladores, inversores y otros componentes elctricos pueden estar reconocidos por alguna agencia de certificacin tal como los Underwriters Laboratories y por lo tanto debe contar con la etiqueta correspondiente. Sistemas aislados Estos sistemas que no estn conectados a la red de suministro, requieren el uso de bateras para almacenar la energa excedente generada, y usarla cuando no exista viento. Asimismo, requieren un controlador de carga para proteger a las bateras de una sobrecarga. Las bateras de ciclo profundo, como las usadas en los carros de golf, tienen la capacidad de descargarse y recargarse cientos de veces hasta en un 80% de su capacidad, lo cual las hace una buena opcin para sistemas de energa renovable remotos. Las bateras automotrices no son de ciclo-profundo por lo que debe evitarse su uso en sistemas de energa renovable, debido al desgaste que sufren en el uso en ciclos profundos de carga y descarga que acortan su vida til.

Talento HumanoCargoHoras SemanalesNmero de SemanasTotal HorasPuntos/HorasTotal PuntosValor PuntoValor Total

Luis AlbertoEstudiante 2034682,5170$ 6.66$ 5.132.37

Aldair Estudiante20341.021,5153$ 6.66$ 5.191.33

Total$10.224.70

Recursos BibliogrficosCantidadValorValor Final

Libros2$ 75.000$ 150.000

Afiliacin Revistas3$ 60.000$ 180.000

Prstamo nter bibliotecario2$ 10.000$ 20.000

Total$ 350.000

Comunicaciones y A.U.I.Valor Total del Proyecto% del ProyectoValor Final

Uso medios de comunicacin$ 24.213.0822$ 484.262

A.U.I.$ 24.213.08220$ 4.842.616

Total$ 5.326.878

Recursos SoftwareCantidadCosto AdquisicinCosto Final(20% costo de adquisicin )

Utilizacin de Windows 71$ 635.250$ 127.050

Utilizacin de Office 213 Pro1$ 546.550$ 109.310

Utilizacin de Matlab1$ 5.400.000$ 1.080.000

Total$ 1.316.360

ACTIVIDAD Febrero MarzoAbril MayoJunio

1234123412312341234

PORTADA

INDICE

AGRADECIMIENTOS

RESUMEN

CAPITULO 1 INTRODUCCIO

CAPITULO 2FUNDAMENTO

CAPITULO 3METODO

CAPITUO 4RESULTADOS

CAPITULO 5CONCLUSION

CONSULTAS REALIZADAS

CONTRAPORTADA


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