EEE. Equipo de Energía Eólica

Equipo de Energía Eólica
EEE
Equipamiento Didáctico Técnico
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Productos
Gama de productos
Equipos
5.- Energía
Consola electrónica
DIAGRAMA DEL PROCESO Y DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL EQUIPO
ISO 9000: Gestión de Calidad
(para Diseño, Fabricación,
Comercialización y Servicio postventa)
Certificado Unión Europea
(seguridad total)
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Certificados ISO 14000 y
Esquema de Ecogestión y Ecoauditoría
(gestión medioambiental)
Certificado
”Worlddidac Quality Charter”
y Miembro de Worlddidac
INTRODUCCIÓN
La energía eólica es una fuente de energía renovable que sucede en la naturaleza de forma espontánea y se puede emplear para cumplir
con la necesidad energética. Está energía se lleva utilizando desde hace poco tiempo y la tecnología para utilizarla de forma eficiente se
está mejorando con el tiempo.
La potencia eólica es la conversión de energía eólica en una forma de energía útil, ya sea utilizando turbinas de viento para producir
electricidad, molinos de viento para potencia mecánica, bombas de viento para bombear agua o desagüe, o velas para mover
embarcaciones.
DESCRIPCIÓN GENERAL
El Equipo de Energía Eólica “EEE” contiene un aerogenerador, a escala de laboratorio, y se emplea para estudiar la conversión de la
energía eólica cinética en energía eléctrica y para estudiar la influencia de ciertos factores en su generación.
Este equipo consiste en un túnel de acero inoxidable, un aerogenerador y un ventilador axial con velocidad variable. Un rotor (o turbina)
para colocar las palas y un generador son los elementos principales del aerogenerador.
La velocidad del aire se varía mediante el cambio de la velocidad rotacional del ventilador axial. Este ventilador genera el caudal de aire
requerido para que funcione el rotor de la unidad de energía eólica. El generador convierte la energía cinética del rotor en energía
eléctrica.
Se puede modificar el ángulo de incidencia del aerogenerador y el ángulo de todas las palas. Las palas pueden retirarse y es posible
seleccionar diferentes configuraciones de palas.
Este equipo incluye un regulador para cargas CC y batería, un cargador auxiliar de batería, una batería y un Módulo de Cargas de CC. El
Módulo de Cargas de CC contiene lámparas de CC, un reóstato, un motor de CC, un selector de cargas e interruptores para seleccionar
el tipo de carga:
- Posición 1: El aerogenerador o el regulador funciona en tensión de circuito abierto.
- Posición 2: Las lámparas de CC y el reóstato se conectan directamente al aerogenerador o regulador. Estas cargas se pueden
conectar independientemente o en paralelo con la ayuda de los interruptores manuales.
- Posición 3: El motor de CC se conecta directamente al aerogenerador o regulador.
- Posición 4: Modo desvío, no hay cargas de CC.
Los siguientes parámetros son medidos: temperatura del aire, velocidad del aire, velocidad del rotor y tensión y corriente. Hay un sensor
de temperatura delante del rotor del aerogenerador. La velocidad del aire se mide mediante un anemómetro ubicado en el túnel y
también se determina la velocidad rotacional del aerogenerador (r.p.m.). Un sensor de voltaje y corriente permite medir la tensión y la
corriente para determinar la potencia.
Es posible conocer, en tiempo real, los valores de tensión y corriente de CC dados por el aerogenerador, medidos antes y después del
regulador.
Opcional (NO incluido en el suministro mínimo):
- EE-KIT. Kit de Conversión y Simulación de Consumo (CA):
Inversor monofásico.
Módulo de Cargas de CA:
3 Lámparas.
1 ventilador axial compacto con guardamanos.
Selector de cuatro posiciones.
Sensor de tensión y corriente CA.
- EE-KIT2. Kit de Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica:
Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica.
Simulador de Red Eléctrica (ESR).
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Túnel
Aerogenerador
Ventilador axial
Módulo de Cargas CA
(EE-KIT opcional)
Regulador para Cargas CC
y Batería
Módulo de Cargas CC
Inversor monofásico
(EE-KIT opcional)
Batería
Configuraciones del Aerogenerador
Aerogenerador con 6 palas
Aerogenerador con 3 palas
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Aerogenerador con 2 palas
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ESPECIFICACIONES
Equipo montado en una estructura de aluminio anodizado y paneles en acero pintado.
Elementos metálicos principales fabricados en acero inoxidable.
Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real.
El equipo incluye:
Túnel de acero inoxidable de 2000 x 550 x 550 mm. aprox., que incluye dos ventanas transparentes de 1000 x 130 mm. aprox.
Aerogenerador:
Diámetro: 510 mm. Velocidad del aire al inicio: 2,0 m/s.
Máxima potencia de salida: 60W. Tensión: 12 V. Máxima corriente de carga: 5A.
Incluye un conjunto de seis palas.
El ángulo de incidencia del aerogenerador puede modificarse para simular diferentes condiciones ambientales y es posible seleccionar
diferentes configuraciones de palas (aerogenerador con 6, 3 o 2 palas).
Este equipo permite cambiar el ángulo de cada pala, ya que cada una incorpora su propio transportador de ángulos graduado. Las
palas pueden ajustarse en un rango de 360º.
Alternador de fricción baja que proporciona una salida suave y silenciosa.
Alternador sin roce y eje fijo.
Ventilador axial con velocidad variable para la simulación del viento:
Máximo caudal: 5750 m3/h. Máxima potencia: 0,37 kW.
Incluye una rejilla protectora.
Regulador para cargas CC y batería:
Regula cómo la electricidad generada en el aerogenerador es distribuida hacia y desde la batería y hacia la carga. Un display informa
sobre el estado de carga, parámetros de operación y mensajes de fallo. Las funciones de protección electrónica son:
Desconexión por alta tensión, protección contra cortocircuito de la carga y el módulo, protección contra sobretensión en la entrada
del módulo, protección contra sobretemperatura y sobrecarga y desconexión por sobretensión en la batería.
Cargador auxiliar de batería:
Evalúa la batería cuidadosamente y entonces distribuye la carga óptima requerida.
Batería: Tensión nominal: 12 V., capacidad (20 horas): 24A/H.
Módulo de Cargas de CC:
Caja metálica con diagrama en el panel frontal.
2 lámparas de CC de 12 V.
Un motor de CC: tensión: 24 V, potencia: 5W.
Reóstato de 500W.
2 interruptores manuales.
Conexión independiente de cada carga con ayuda del selector de cargas de 4 posiciones:
Posición 1: El aerogenerador o el regulador funcionan en circuito abierto.
Posición 2: Las lámparas de CC y el reóstato se conectan directamente al aerogenerador o regulador. Estas cargas se pueden conectar
independientemente o en paralelo con la ayuda de los interruptores manuales.
Posición 3: El motor CC se conecta directamente al aerogenerador o regulador.
Posición 4: Modo desvío, no hay cargas CC.
Sensores/medidores:
Sensor de temperatura tipo “J” para medir la temperatura del aire dentro del túnel.
La velocidad del aire se mide mediante un anemómetro ubicado en el túnel; rango del anemómetro: 0,20-20 m/s.
Sensor para determinar la velocidad rotacional del aerogenerador (r.p.m.).
Sensor de corriente y de tensión de CC. Es posible conocer, en tiempo real, los valores de tensión y corriente de CC dados por el
aerogenerador, medidos antes y después del regulador.
Consola electrónica:
Caja metálica.
Conector del sensor de temperatura. Display digital para el sensor de temperatura.
Conector del sensor de velocidad. Display digital para el sensor de velocidad.
Conector para el sensor de corriente y voltaje CC. Display digital de corriente (CC) y display digital de voltaje (CC).
Regulador del ventilador axial. Interruptor del ventilador axial.
Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal.
Manuales:Este equipo se suministra con varios manuales: Servicios requeridos, Montaje e Instalación, Puesta en marcha, Seguridad,
Mantenimiento y manual de Prácticas.
Opcional (NO incluido en el suministro mínimo). Ver apartado “Opcional” en página 5.
- EE-KIT. Kit de Conversión y Simulación de Consumo (CA).
- EE-KIT2. Kit de Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica.
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Opcional
EE-KIT. Kit de Conversión y Simulación de Consumo (CA):
Inversor monofásico
 Inversor monofásico:
Monofásico.
Tecnología de cambio de modo de 25 kHz.
Potencia de arranque de un 200%.
Protección de cortocircuito.
Protección de sobretemperatura.
Protección de sobrecarga.
Indicador LED del estado de operación.
Interruptor trasero de conexión/desconexión.
Módulo de Cargas de CA
 Módulo de Cargas de CA:
Caja metálica.
Diagrama en el panel frontal.
Ventilador axial compacto de 230V con guardamanos de
plástico.
3 Lámparas de 220V - 240V., potencia: 11W.
Conexión independiente de cada carga con ayuda del selector
de 4 posiciones:
- El inversor funciona sin carga.
- Conexión del motor del ventilador.
- Conexión de una lámpara de CA.
- Conexión de dos lámparas de CA en paralelo.
Ventilador
Lámparas
de CA
 Sensor de voltaje y corriente CA. El valor de la potencia en CA
puede visualizarse con el software.
Selector
de 4 posiciones
EE-KIT2. Kit de Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica:
Inversor usado para la conversión e inyección a la red eléctrica de la
potencia generada a través de una fuente de energía renovable
simulada. La fuente simulada se trata de un simulador para la
generación de energía para obtener una potencia variable para la
inyección a la red.
El modo de operación se muestra mediante un LED indicador en el
frontal del equipo.
Está equipado con una serie de medidas de seguridad que garantizan
que se apagará tan pronto como el enchufe de CA sea
desconectado de la pared o de la red pública en una operación
errónea.
El inversor puede ser conectado al computador (PC) mediante
comunicación RS232 para visualizar parámetros tales como tensión y
corriente de entrada, voltaje y frecuencia principales, potencia
máxima CA, kWh, etc.
 Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica:
Entrada (CC):
Potencia nominal @ 25ºC: 150 W.
Potencia máxima @ 25ºC: 220 W.
Voltaje MPP : 45-125V CC.
Voltaje máximo: 155V CC.
Corriente nominal: 3 A.
Salida (CA):
Voltaje: 230V (207-253 V).
Corriente máxima, fusible: 2,25 A.
Frecuencia: 50 Hz (49,8 ~ 50,2 Hz).
Este equipo es suministrado con el Simulador de Red Eléctrica (ESR),
que simula una red de baja potencia para inyectar la potencia
generada por el inversor.
 Simulador de Red Eléctrica (ESR):
El ESR está diseñado para crear una red aislada de baja potencia. El
equipo emplea una batería como fuente de tensión y genera una
señal senoidal de 220V/50Hz. Las principales características del ESR
son:
Fuente de tensión de entrada: batería de 12Vcc.
Salida: 220V/50Hz.
Transformador de aislamiento.
Cargador de batería incluido.
Fusibles de protección.
El usuario puede trabajar de forma segura con este módulo. Los
dispositivos incluidos en el EE-KIT2 pueden ser empleados en todo el
mundo.
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EJERCICIOS Y POSIBILIDADES PRÁCTICAS
1.- Identificación y familiarización con todos los componentes del
equipo y como se relacionan con su operación.
2.- Familiarización con los parámetros del regulador y las medidas
de la energía eólica.
3.- Estudio de la conversión de la energía eólica cinética en energía
eléctrica.
4.- Estudio de la potencia generada por el aerogenerador
dependiendo de la velocidad del viento.
5.- Determinación de los parámetros típicos del aerogenerador
(corriente de corto circuito, voltaje de circuito abierto, potencia
máxima).
6.- Determinación de la curva I-V.
7.- Estudio de la tensión, corriente y potencia en función de
diferentes cargas.
8.- Estudio de la influencia de la variación de carga en el
aerogenerador.
9.- Determinación de la salida de potencia máxima del
aerogenerador.
10.- Determinación de la curva P-velocidad del aire.
11.- Estudio de la potencia generada por el aerogenerador
dependiendo del ángulo de incidencia del aire.
12.- Estudio de la curva características del rotor.
13.- Estudio de la conexión de cargas en tensión continua.
Posibilidades prácticas adicionales:
14.- Estudio del coeficiente de potencia.
15.- Estudio del funcionamiento del aerogenerador en función de la
configuración de las palas (aerogenerador con 6, 3 o 2 palas).
16.- Estudio del número óptimo de palas.
17.- Estudio del funcionamiento del aerogenerador en función del
ángulo de las palas.
18.- Estudio de la eficiencia de un equipo de energía eólica.
19.- Determinación de la eficiencia de la unidad de energía eólica en
función del número de palas, ángulo de las palas y ángulo del
generador.
Prácticas para ser realizadas con el KIT OPCIONAL “EE-KIT”:
20.- Conexión de cargas a tensión alterna de 220V.
Prácticas para ser realizadas con el KIT OPCIONAL “EE-KIT2”:
21.- Estudio del inversor conectado al simulador de red eléctrica.
SERVICIOS REQUERIDOS
DIMENSIONES Y PESOS
- Suministro eléctrico: monofásico, 220V/50Hz o 110V/60Hz.
EEE:
Equipo:
-Dimensiones: 2300 x 630 x 1080 mm. aprox.
-Peso: 120 Kg. aprox.
Consola electrónica: -Dimensiones: 490 x 330 x 310 mm. aprox.
-Peso:15 Kg. aprox.
OPCIONAL
- EE-KIT. Kit de Conversión y Simulación de Consumo (CA):
Inversor monofásico.
Módulo de Cargas de CA:
3 Lámparas, 1 ventilador axial compacto con guardamanos y selector de cuatro posiciones.
Sensor de tensión y corriente CA.
- EE-KIT2. Kit de Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica:
Inversor para la Conexión a la Red Eléctrica.
Simulador de Red Eléctrica (ESR).
VERSIONES DISPONIBLES
Ofrecido en este catálogo:
- EEE.
Equipo de Energía Eólica.
Ofrecido en otros catálogos:
- EEEC.
Equipo de Energía Eólica, Controlado desde Computador (PC).
- MINI-EEEC. Equipo Básico de Energía Eólica, Controlado desde Computador (PC).
- MINI-EEE. Equipo Básico de Energía Eólica.
* Especificaciones sujetas a cambio sin previo aviso, debido a la conveniencia de mejoras del producto.
REPRESENTANTE:
C/ Del Agua, 14. Polígono Industrial San José de Valderas.
28918 LEGANÉS. (Madrid). ESPAÑA.
Tl.: 34-91-6199363 FAX: 34-91-6198647
E-mail: [email protected] WEB site: www.edibon.com
Edición: ED01/15
Fecha: Marzo/2015
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