energia eólica.pdf

17
PROFESORADO DE EDUCACION TECNICA PROFESIONAL EN CONCURRENCIA CON EL TITULO DE BASE. ENERGIA RENOVABLES TRABAJO PRÁCTICO N° 1 TEMA: “ENERGIA EOLICA” PROFESOR: KLIMOVSKY, Ernesto. INTEGRANTES: BEBER, Diana. CUELLO, Gisela. GAMARRA, Alejandra. OTERO, Víctor. QUINTEROS, Mariana. VARGAS, Ariel. VILA, Andrés. FECHA DE ENTREGA: 25/04/2014.

Upload: vilandres

Post on 15-Nov-2015

17 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • PROFESORADO DE EDUCACION TECNICA PROFESIONAL EN CONCURRENCIA CON EL TITULO DE BASE.

    ENERGIA RENOVABLES

    TRABAJO PRCTICO N 1

    TEMA: ENERGIA EOLICA

    PROFESOR: KLIMOVSKY, Ernesto.

    INTEGRANTES: BEBER, Diana.

    CUELLO, Gisela.

    GAMARRA, Alejandra.

    OTERO, Vctor.

    QUINTEROS, Mariana.

    VARGAS, Ariel.

    VILA, Andrs.

    FECHA DE ENTREGA: 25/04/2014.

  • ndice

    INDICE.....PAG. 1

    GeneralidadesPAG. 2

    Historia.PAG. 3

    Primeros molinos..PAG. 3

    Europa..PAG. 3

    Molinos de bombeo......PAG. 4

    Como se produce el viento en el planeta...PAG. 4

    Parque elico.....PAG. 5

    Industria de la energa elica....PAG. 5

    Coste de la energa...PAG. 5

    Produccin por pases....PAG. 6

    Inconvenientes de la energa elica....PAG. 6

    Aspectos tcnicos....PAG. 6

    Consecuencias..PAG. 7

    Otros problemas...PAG. 7

    Aspectos medio ambientales....PAG. 7

    Ventajas de la energa elica.....PAG. 8

    La energa elica en argentina..PAG. 8

    Antecedentes y actualidad.PAG. 9

    Primera venta pblica de energa elica..PAG. 10

    Marco regulatorio.......PAG. 10

    Obstculos del desarrollo de la energa...PAG. 10

    Clster elico argentino....PAG. 11

    Parques elicos...PAG. 11

    Investigacin y desarrollo a nivel mundial..PAG. 12

    Condiciones, partes y funcionamientos de un generador...PAG. 13

    Como almacenar la energa producida.....PAG. 14

    Tabla...PAG. 15

    Observaciones....PAG. 15

    Conclusiones...PAG. 16

    Referencia....PAG. 16

  • 2

    Generalidades.

    Se denomina energa renovable a la energa que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energa que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Su impacto ambiental es nulo, en la emisin de gases de efecto invernadero como el CO2.

    Entre las energas renovables se cuentan la elica, geotrmica, hidroelctrica, mareomotriz, solar, undimotriz, la biomasa y los biocombustibles.

    Las fuentes renovables de energa pueden dividirse en dos categoras: no contaminantes o limpias y contaminantes.

    Entre las primeras:

    La llegada de masas de agua dulce a masas de agua salada: energa azul.

    El viento: energa elica.

    El calor de la Tierra: energa geotrmica.

    Los ros y corrientes de agua dulce: energa hidrulica o hidroelctrica.

    Los mares y ocanos: energa mareomotriz.

    El Sol: energa solar.

    Las olas: energa undimotriz.

    La energa elica es la energa obtenida del viento, es decir, la energa

    cintica generada por efecto de las corrientes de aire, y que es convertida en otras formas tiles de energa para las actividades humanas.

    En la actualidad, la energa elica es utilizada principalmente para producir electricidad mediante aerogeneradores, conectados a las grandes redes de distribucin de energa elctrica. Los parques elicos construidos en tierra suponen una fuente de energa cada vez ms barata, competitiva o incluso ms econmicas en muchas regiones donde existen otras fuentes de energa convencionales.

    Pequeas instalaciones elicas pueden, por ejemplo, proporcionar electricidad en regiones remotas y aisladas que no tienen acceso a la red elctrica, al igual que hace la energa solar fotovoltaica. Las compaas elctricas distribuidoras adquieren cada vez en mayor medida el exceso de electricidad producido por pequeas instalaciones elicas domsticas.

    El auge de la energa elica ha provocado tambin la planificacin y construccin de parques elicos marinos, situados cerca de las costas. La energa del viento es ms estable y fuerte en el mar que en tierra, y los parques elicos marinos tienen un impacto visual menor, pero los costes de construccin y mantenimiento de estos parques son considerablemente mayores.

    A finales de 2013, la capacidad mundial instalada de energa elica fue de 318 gigas vatios. En 2011 la elica gener alrededor del 3% del consumo de electricidad mundial. Dinamarca genera ms de un 25% de su electricidad mediante energa elica, y ms de 80 pases en todo el mundo la utilizan de forma creciente para proporcionar energa elctrica en sus redes de distribucin, aumentando su capacidad anualmente con tasas por encima del 20%. En Espaa la energa elica produjo un 21,1% del consumo elctrico en 2013, convirtindose en la tecnologa con mayor contribucin a la cobertura de la demanda.

    La energa elica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar fuentes de energa a base de combustibles fsiles, lo

  • 3

    que la convierte en un tipo de energa verde. El impacto ambiental de este tipo de energa es adems, generalmente, menos problemtico que el de otras fuentes de energa.

    La energa del viento es bastante estable y predecible a escala anual, aunque presenta significativas variaciones a escalas de tiempo menores. Al incrementarse la proporcin de energa elica producida en una determinada regin o pas, se hace imprescindible establecer una serie de mejoras en la red elctrica local.

    Diversas tcnicas de control energtico, como una mayor capacidad de almacenamiento de energa, una distribucin geogrfica amplia de los aerogeneradores, la disponibilidad de fuentes de energa de respaldo, la posibilidad de exportar o importar energa a regiones vecinas o la reduccin de la demanda cuando la produccin elica es menor, pueden ayudar a mitigar en gran medida estos problemas. Adicionalmente, la prediccin meteorolgica permite a los gestores de la red elctrica estar preparados frente a las previsibles variaciones en la produccin elica que puedan tener lugar a corto plazo.

    HISTORIA La energa elica no es algo nuevo, es una de las energas ms antiguas junto a la energa trmica. El viento como fuerza motriz existe desde la antigedad y en todos los tiempos ha sido utilizado como tal, como podemos observar. Tiene su origen en el sol. As, ha movido a barcos impulsados por velas o ha hecho funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. Pero,

    fue a partir de los ochenta del siglo pasado, cuando este tipo de energa limpia sufri un verdadero impulso. La energa elica crece de forma imparable a partir del siglo XXI, en algunos pases ms que en otros, pero sin duda alguna en Espaa existe un gran crecimiento, siendo uno de los primeros pases por debajo de Alemania a nivel europeo o de Estados Unidos a escala mundial. Su auge en parques elicos es debido a las condiciones tan favorables que existe de viento, sobre todo en Andaluca que ocupa un puesto principal, entre los que se puede destacar el Golfo de Cdiz, ya que el recurso de viento es excepcional.

    Los primeros molinos La referencia ms antigua que se tiene es un molino de viento que fue

    usado para hacer funcionar un rgano en el siglo I era comn. Los primeros molinos de uso prctico fueron construidos en Sistn, Afganistn, en el siglo VII. Estos fueron molinos de eje vertical con hojas rectangulares. Aparatos hechos de 6 a 8 velas de molino cubiertos con telas fueron usados para moler trigo o extraer agua.

    En Europa

    Los primeros molinos se distribuyeron por el continente eran unas estructuras de madera, conocidas como torres de molino, que se hacan girar a mano alrededor de un poste central para levantar sus aspas al viento. El molino de torre se desarroll en Francia a lo largo del siglo XIV. Consista en una torre de piedra coronada por una estructura rotativa de madera que soportaba el eje del molino y la maquinaria superior del mismo. Estos primeros ejemplares tenan una serie de caractersticas comunes. De la parte superior del molino sobresala un eje horizontal. De este eje partan de cuatro a ocho aspas, con una longitud entre 3 y 9 metros. Las vigas de madera se cubran con telas o planchas de madera. La energa generada por el giro del eje se transmita, a travs de un sistema de engranajes, a la maquinaria del molino emplazada en la base de la estructura. Los molinos de eje horizontal fueron usados extensamente en Europa Occidental para moler trigo

  • 4

    desde la dcada de 1180 en adelante. Basta recordar los ya famosos molinos de viento en las andanzas de Don Quijote. Todava existen molinos de esa clase, por ejemplo, en Holanda. A finales del siglo XIX en Europa, el ingeniero dans Paul Le Court, diseo el primer aerogenerador para su pas. El prototipo que suministro electricidad para una escuela, se convirti en el primero de las 120 unidades que se construyeron hasta la primera guerra mundial, su potencia oscilaba entre 5 y 25 KW.

    Se continuo fabricando los de 250, 500 y 1500Kw, pero con resultados nefastos. En la dcada del 80 al 90 se trabaj con aerogeneradores de 30Kw, crendose pequeos parques elicos. A partir del 90 se crean parques elicos con aerogeneradores de 250 y 300Kw.

    Los primeros parques que funcionaron tuvieron entre 10 y 12 aerogeneradores, generando una potencia de hasta 50.000Kw.

    Molinos de bombeo

    En Estados Unidos, el desarrollo de molinos de bombeo, reconocibles por sus mltiples velas metlicas, fue el factor principal que permiti la agricultura y la ganadera en vastas reas de Norteamrica, de otra manera imposible sin acceso fcil al agua. Estos molinos contribuyeron a la expansin del ferrocarril alrededor del mundo, cubriendo las necesidades de agua de las locomotoras a vapor. Actualmente, en nuestros campos se sigue utilizando este tipo de tecnologa para la extraccin de agua, debido a su costo accesible.

    Cmo se produce el viento en el planeta

    La energa del viento est relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de reas de alta presin atmosfrica hacia reas adyacentes de baja presin, con velocidades proporcionales al gradiente de presin.

    Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiacin solar, entre el 1 y 2 % de la energa proveniente del sol se convierte en viento. De da, las masas de aire sobre los ocanos, los mares y los lagos se mantienen fras con relacin a las reas vecinas situadas sobre las masas continentales.

    Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto ms liviana y se eleva. El aire ms fro y ms pesado que proviene de los mares, ocanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.

    Actualmente, el recurso elico que se encuentra disponible en el planeta se sita en los 53.000 TeraWh/ao. Para el 2020 se estima que la energa elica generara el 10% del consumo elctrico mundial

  • 5

    Parque elico

    Para poder aprovechar la energa elica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variacin de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las rfagas en espacios de tiempo breves, y valores mximos ocurridos en series histricas de datos con una duracin mnima de 20 aos. Es tambin importante conocer la velocidad mxima del viento.

    Para poder utilizar la energa del viento, es necesario que este alcance una velocidad mnima que depende del aerogenerador que se vaya a utilizar pero que suele empezar entre los 3 m/s (10 km/h) y los 4 m/s (14,4 km/h), velocidad llamada "cut-in speed", y que no supere los 25 m/s (90 km/h), velocidad llamada "cut-out speed".

    La energa del viento es utilizada mediante el uso de mquinas elicas (o aeromotores) capaces de transformar la energa elica en energa mecnica de rotacin utilizable, ya sea para accionar directamente las mquinas operatrices, como para la produccin de energa elctrica. En este ltimo caso, el sistema de conversin, (que comprende un generador elctrico con sus sistemas de control y de conexin a la red) es conocido como aerogenerador.

    En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energa elica mueve una hlice y mediante un sistema mecnico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energa elctrica. Para que su instalacin resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques elicos.

    Un molino es una mquina que transforma el viento en energa aprovechable, que proviene de la accin de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje comn. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento. Los molinos tienen un origen remoto.

    Industria de la energa elica

    La industria de la energa elica en tiempos modernos comenz en 1979 con la produccin en serie de turbinas de viento por los fabricantes Kuriant, Vestas, Nordtank, y Bonus. Aquellas turbinas eran pequeas para los estndares actuales, con capacidades de 20 a 30 kW cada una. Desde entonces, la talla de las turbinas ha crecido enormemente, y la produccin se ha expandido a muchos sitios.

    Coste de la energa elica

    El coste de la unidad de energa producida en instalaciones elicas se deduce de un clculo bastante complejo. Para su evaluacin se deben tener en cuenta diversos factores, entre los cuales cabe destacar:

    El coste inicial o inversin inicial, el costo del aerogenerador incide en aproximadamente el 60 a 70%. El costo medio de una central elica es, hoy, de unos 1.200 euros por KW. de

    potencia instalada y variable segn la tecnologa y la marca que se vayan a instalar.

    Debe considerarse la vida til de la instalacin (aproximadamente 20 aos) y la amortizacin de este costo;

    Los costos financieros;

  • 6

    Los costos de operacin y mantenimiento (variables entre el 1 y el 3% de la inversin);

    La energa global producida en un perodo de un ao, es decir el denominado factor de planta de la instalacin. Esta se define en funcin de las caractersticas del aerogenerador y de las caractersticas del viento en el lugar donde se ha emplazado. Este clculo es bastante sencillo puesto que se usan las "curvas de potencia" certificadas por cada fabricante y que suelen garantizarse a entre 95-98% segn cada fabricante. Para algunas de las mquinas que llevan ya funcionando ms de 20 aos se ha llegado a respetar 99% de las curvas de potencia.

    En agosto de 2011 licitaciones en Brasil y Uruguay para compra a 20 aos presentaron costos inferiores a los U$S65 el MWh.

    Produccin por pases

    Existe una gran cantidad de aerogeneradores operando, con una capacidad total de 318.137 MW a finales de 2013, de los que Europa cuenta con el 35% (2013). Estados Unidos y China, juntos, representan casi el 50% de la capacidad elica global. Los primeros cinco pases (EE.UU., China, Alemania, Espaa e India) representaron el 72,9% de la capacidad elica mundial en 2009. La Asociacin Mundial de Energa Elica (World Wind Energy Association) anticipa que una capacidad de 200.000 MW ser superada en el 2010.

    Alemania, Espaa, Estados Unidos, India y Dinamarca han realizado las mayores inversiones en generacin de energa elica. Dinamarca es, en trminos relativos, la ms destacada en cuanto a fabricacin y utilizacin de turbinas elicas, con el compromiso realizado en los aos 1970 de llegar a obtener la mitad de la produccin de energa del pas mediante el viento. Actualmente genera ms del 20% de su electricidad mediante aerogeneradores, mayor porcentaje que cualquier otro pas, y es el quinto en produccin total de energa elica, a pesar de ser el pas nmero 56 en cuanto a consumo elctrico. Inconvenientes de la energa elica. Aspectos tcnicos

    Debido a la falta de seguridad en la existencia de viento, la energa elica no puede ser utilizada como nica fuente de energa elctrica.

    Por lo tanto, para salvar los "valles" en la produccin de energa elica es indispensable un respaldo de las energas convencionales (centrales de carbn o de ciclo combinado, por ejemplo, y ms recientemente de carbn limpio o hidroelctricas que cuenten con embalse de regulacin). Sin embargo, cuando respaldan la elica, las centrales de carbn no pueden funcionar a su rendimiento ptimo, que se sita cerca del 90% de su potencia. Tienen que quedarse muy por debajo de este porcentaje, para poder subir sustancialmente su produccin en el momento en que afloje el viento. Por tanto, en el modo "respaldo", las centrales trmicas consumen ms combustible por Kwh. producido. Tambin, al subir y bajar su produccin cada vez que cambia la velocidad del viento, se desgasta ms la maquinara. Adems, la variabilidad en la produccin de energa elica tiene 2 importantes consecuencias:

    Para evacuar la electricidad producida por cada parque elico (que suelen estar situados adems en parajes naturales apartados) es necesario construir unas lneas de alta tensin que sean capaces de conducir el mximo de electricidad que sea capaz de producir la instalacin. Sin embargo, la media de tensin a conducir ser mucho ms baja. Esto significa poner cables 4 veces ms gruesos, y a menudo torres ms altas, para acomodar correctamente los picos de viento.

  • 7

    Es necesario cubrir las bajadas de tensin elicas "instantneamente" (aumentando la produccin de las centrales trmicas, o hidrulicas), pues si no se hace as se produciran, y de hecho se producen apagones generalizados por bajada de tensin. Este problema podra solucionarse mediante dispositivos de almacenamiento de energa elctrica. La energa elctrica producida puede ser almacenada, y de hecho es almacenada en los embalses existentes e interligados al sistema.

    Sin embargo, es una energa que sirve para completar o ayudar en los bajones de corriente elctrica producidos en las redes de las anergias convencionales, con la cual se conecta perfectamente a las mismas.

    Adems, otros problemas son:

    Tcnicamente, uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado hueco de tensin. Ante uno de estos fenmenos, las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser daados y, por tanto, provocan nuevas perturbaciones en la red, en este caso, de falta de suministro. Este problema se soluciona bien mediante la modificacin de la aparamenta elctrica de los aerogeneradores, lo que resulta bastante costoso, bien mediante la utilizacin de motores sncronos aunque es bastante ms fcil asegurarse de que la red a la que se va a conectar sea fuerte y estable.

    Uno de los grandes inconvenientes de este tipo de generacin, es la dificultad intrnseca de prever la generacin con antelacin. Dado que los sistemas elctricos son operados calculando la generacin con un da de antelacin en vista del consumo previsto, la aleatoriedad del viento plantea serios problemas. Los ltimos avances en previsin del viento han mejorado muchsimo la situacin, pero sigue siendo un problema. Igualmente, grupos de generacin elica no pueden utilizarse como nudo oscilante de un sistema.

    Adems de la evidente necesidad de una velocidad mnima en el viento para poder mover las aspas, existe tambin una limitacin superior: una mquina puede estar generando al mximo de su potencia, pero si el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones del aerogenerador, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la inclinacin de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento de altas velocidades la estructura puede resultar daada por los esfuerzos que aparecen en el eje. La consecuencia inmediata es un descenso evidente de la produccin elctrica, a pesar de haber viento en abundancia, y otro factor ms de incertidumbre a la hora de contar con esta energa en la red elctrica de consumo.

    Aspectos medioambientales

    Existen parques elicos en Espaa en espacios protegidos como ZEPA (Zona de Especial Proteccin para las Aves) y LIC (Lugar de Importancia Comunitaria) de la Red Natura 2000, lo que es una contradiccin. Si bien la posible insercin de alguno de estos parques elicos en las zonas protegidas ZEPAS y LIC tienen un impacto reducido debido al aprovechamiento natural de los recursos, cuando la expansin humana invade estas zonas, alterndolas sin que con ello se produzca ningn bien.

    Con el consumo de energa elica se dejara de producir 267millones de toneladas de Dixido de Carbono (referido al 10% del consumo mundial)

    Al comienzo de su instalacin, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murcilagos. Afortunadamente los niveles de mortandad son muy bajos en comparacin con otras causas como por ejemplo los atropellos (ver grfico). Aunque algunos expertos independientes aseguran que la mortandad es alta. Actualmente los estudios de impacto ambiental necesarios para el reconocimiento del plan del parque elico tienen en consideracin la situacin ornitolgica de la zona. Adems, dado que

  • 8

    los aerogeneradores actuales son de baja velocidad de rotacin, el problema de choque con las aves se est reduciendo significativamente.

    El impacto paisajstico es una nota importante debido a la disposicin de los elementos horizontales que lo componen y la aparicin de un elemento vertical como es el aerogenerador. Esto, unido al ruido, puede llevar a la gente hasta un alto nivel de estrs, con efectos de consideracin para la salud. No obstante, la mejora del diseo de los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.

    La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques elicos hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta entonces poco transitados. Ello afecta tambin a la fauna.

    Ventajas de la energa elica

    Es un tipo de energa renovable ya que tiene su origen en procesos atmosfricos debidos a la energa que llega a la Tierra procedente del Sol.

    Es una energa limpia ya que no produce emisiones atmosfricas ni residuos contaminantes.

    No requiere una combustin que produzca dixido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climtico.

    Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desrticas, prximas a la costa, en laderas ridas y muy empinadas para ser cultivables.

    Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maz, patatas, remolacha, etc.

    Crea un elevado nmero de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalacin.

    Su instalacin es rpida, entre 4 meses y 9 meses, dependiendo de la cantidad y tamao de los aerogeneradores.

    Su inclusin en un sistema nter ligado permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales trmicas y/o en las centrales hidroelctricas.

    Su utilizacin combinada con otros tipos de energa, habitualmente la energa solar fotovoltaica, permite la auto alimentacin de viviendas, terminando as con la necesidad de conectarse a redes de suministro, pudiendo lograrse autonomas superiores a las 82 horas, sin alimentacin desde ninguno de los 2 sistemas.

    Para compensar la baja produccin por falta de viento, se trabaja con pilas a base de hidrogeno que continan funcionando cuando el viento es poco. El hidrogeno es generado por los mismos aerogeneradores cuando tienen exceso de energa. El hidrogeno que no se ocupa, es almacenado en tanques aptos para acopio de Gas

    Posibilidad de construir parques elicos en el mar, donde el viento es ms fuerte, ms constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalacin y mantenimiento. Los parques offshore son una realidad en los pases del norte de Europa y China, donde la generacin elica empieza a ser un factor bastante importante.

    La energa elica en la Argentina.

    Argentina cuenta con un importante recurso elico principalmente en la zona de la Patagonia, como as tambin, en la zona Noroeste del pas, existiendo algunas experiencias de instalacin de aerogeneradores conectados a la red de servicios pblicos, gerenciadas, en general por cooperativas elctricas locales. En aos recientes, se destacan nuevas instalaciones de energa elica, de mayor escala, conectadas a la red elctrica nacional.

  • 9

    El mapa muestra la ubicacin de Granjas Elicas actualmente en funcionamiento En la regin patagnica, la direccin, constancia y velocidad del viento son tres variables que presentan un mximo en forma casi simultnea, conformando una de las regiones de mayor potencial elico del planeta. Cuando el promedio de vientos es superior a 4 m/s(unos 14 km/h) es posible proyectar el uso del recurso elico, alcanzando en la regin patagnica en promedio los 9 m/s. Adems de la Patagonia, Argentina cuenta con muy buena calidad de recurso elico en diferentes regiones del pas. La costa sur de la provincia de Buenos Aires tiene una calidad de viento comparable con las mejores regiones del norte de Europa pero sin los problemas de interconexin que tiene la Patagonia. Otro caso similar es el de la regin de Arauco en la Provincia de La Rioja. Los especialistas han determinado que el potencial elico de la Argentina supera los 2000GW -giga vatios-, esto es 100 veces la capacidad total instalada en el pas sumando todas las fuentes -trmica, hidrulica, nuclear-, por lo que el pas posee mayor potencial elico que petrolfero y se constituye como el de mayor potencial off shore del mundo. Argentina adems de contar con abundante recurso elico, cuenta con empresas capaces de desarrollar la tecnologa y de fabricar equipos, es decir que es capaz de completar el crculo virtuoso de la energa elica que est compuesto, no slo por la generacin de energa elctrica limpia y renovable, sino por la creacin de empleo en tecnologa. Antecedentes y actualidad -Entre 1994 y 2002 Argentina contaba con slo 30 MW instalados principalmente por cooperativas elctricas. Esta situacin fue cambiando rpidamente a partir de la licitacin del Programa de Generacin Elctrica a partir de Energas Renovables (GENREN). El 30 de junio de 2010 tuvo lugar la adjudicacin del Programa, licitacin que se llev a cabo a travs de la estatal ENARSA y del Ministerio de Planificacin Federal, Inversin Pblica y Servicios. Resultaron adjudicadas proyectos segn el siguiente desglose: 754 MW que corresponden a generacin elica, 110,4 MW a trmica con biocombustibles, 20MW a solar fotovoltaica y 10,6 MW a pequeos aprovechamientos hidroelctricos totalizando 895 MW. Hasta el momento, de los 754 MW adjudicados, solamente se encuentran en marcha cerca de 130 MW y existen otros 100 MW en fase de construccin.

    En la actualidad, la energa elica en Argentina sigue estando muy poco desarrollada si se tiene en cuenta que los parques de importancia son pocos y recientes, tambin cuando se compara con el desarrollo en la regin. A finales del ao 2013, el pas contaba con apenas 218 MW de potencia elica instalada, que sera algo menor si se tienen en cuenta los equipos fuera de servicio. Eso ubica al pas por detrs de pases de la regin como Brasil y Chile, que poseen 3.450 MW y 335 MW respectivamente. En el caso de Brasil, representa ms de 15 veces el desarrollo argentino, siendo que en ese pas el desarrollo elico comenz ms tarde que en Argentina y su recurso natural es menos abundante. Cabe destacar que existe una gran cantidad de proyectos, viables econmicamente, a la espera de financiamiento.

    La imagen muestra los diferentes Parques Eolicos y la Potencia que generan

  • 10

    Primera venta pblica de energa elica.

    En diciembre de 2012, la empresa GENNEIA, propietaria del Parque Elico Rawson, lanza la primera oferta pblica para la venta de energa elica, permitiendo a las empresas interesadas hacer ofertas de compra de hasta el 8% de su consumo de energa elctrica. Para atender la nueva demanda, la empresa prevea realizar ampliaciones en el parque mencionado.

    Marco regulatorio

    Existen una serie de leyes y resoluciones para estimular el desarrollo de la energa elica como fuente de energa renovable, adems de los programas GENREN mencionados.

    A travs de la Ley Nacional N 25019 sobre "Rgimen Nacional de Energa Elica y Solar", que declara de inters nacional a la generacin de energa elctrica de origen elico y solar en todo el territorio nacional, el Ministerio de Economa y Obras y Servicios Pblicos de la Nacin, a travs de la Secretara de Energa promueve la investigacin y el uso de energas no convencionales o renovables.

    La ley 26.190/2006 establece que el 8% del consumo de energa elctrica debe provenir de fuentes renovables hacia finales de 2016. El rgimen ofrece subsidios de hasta 15 pesos por MWh generado y una serie de beneficios fiscales como devolucin anticipada de IVA y amortizacin acelerada de bienes u obras.

    La resolucin 108/2011 de la Secretara de Energa, permite a empresas privadas presentar propuestas de generacin ofreciendo contratos a 15 aos y en dlares, aunque no brinda garanta soberana a los proyectos.

    Obstculos al desarrollo y expansin de la Industria Elica.

    A pesar de las excepcionales condiciones naturales, que colocan a Argentina como uno de los mayores potenciales elicos del mundo, y de contar con herramientas tecnolgicas para el desarrollo del sector, el pas presenta algunos impedimentos para expandir la industria elica, entre

  • 11

    ellos, la dificultad para capar financiamiento para los proyectos a tasas blandas y la necesidad de mejoras en el marco regulatorio.

    En relacin a esto, Enrique Pescarmona, fabricante de aerogeneradores Impsa deca: Para cumplir el desafo del desarrollo industrial y tecnolgico a partir de la energa elica es necesario trabajar sobre dos ejes fundamentales: la mejora del marco regulatorio de la actividad y la creacin de herramientas de financiamiento a tasas blandas que privilegien la produccin nacional.

    Proyecto de Ley para gravar el uso del viento en Chubut: Por otro lado, a principios de 2013, en la legislatura de la Provincia de Chubut se trabajaba en una iniciativa que pretende establecer un canon sobre el uso del recurso viento en el mbito de la provincia. Distintas voces se expresaron rechazando la iniciativa.

    Clster Elico Argentino.

    En enero de 2012 la Cmara de Industriales de Proyectos e Ingeniera de Bienes de Capital (CIPIBIC), anunci la creacin de un clster industrial de empresas generadoras de energa elica a travs del cual, para 2020 se esperan generar 1.000 MW elicos de produccin nacional anual, lo que permitira sustituir US$ 1.750 millones en equipos, US$ 500 millones en combustible al ao y generaran 10.000 puestos de trabajo. Cuenta con 32 empresas de 8 provincias asociadas entre las que se destacan IMPSA, INVAP S.E. y NRG Patagonia SA.

    Parques elicos

    Chubut

    Parque elico Antonio Moran

    Sobre el cerro Arenales a 17 Km del centro de Comodoro Rivadavia y a 400 mts. Sobre el nivel del mar se encuentra el Parque Elico Antonio Morn. El Parque que se ha construido aqu es, hasta ahora, el mayor de Sudamrica. Los primeros molinos de este parque se instalaron en enero de 1994, a travs de un emprendimiento privado. Tenan 250 KW cada uno y se convirtieron tambin en los primeros de su tipo en el pas y el continente.

    Parque Elico Rawson

    El Parque Elico Rawson est ubicado sobre la Ruta provincial 1 a 5 km al sur de Rawson, Chubut. Opera con unos 80 megavatios, lo que equivale al abastecimiento de unos 100.000 hogares y provee de energa al Sistema Interconectado Nacional.

    Se encuentra dividido en dos sectores y etapas, PER I de unos 50 MW con 27 aerogeneradores y PER II de 30 MW con 16 aerogeneradores.

    Parque Elico Loma Blanca

    El Parque elico Loma Blanca est siendo construido al norte de la localidad de Trelew, en la provincia del Chubut, por el grupo ISOLUX CORSAN. Consta de 4 etapas de 50 MW cada una y, a partir de fines de julio de 2013, entr en servicio la primera de ellas.

    La Rioja

    Parque Elico Arauco

    Se inaugur el 20 de mayo de 2011 con participacin del gobierno de La Rioja y la Nacin, por medio de la empresa estatal Enarsa

  • 12

    Las primeras dos etapas de la obra (I y II), componen 12 aerogeneradores Impsa IWP-83 de 2,1 MW con una capacidad de generacin de 25,2 MW, que estn en funcionamiento en Arauco a unos 20 km al sur de la ciudad de Aimogasta.

    A partir de Marzo de 2013, se comenzaron a montar los 12 nuevos aerogeneradores correspondientes a la construccin la tercera etapa que duplicar la capacidad para alcanzar as unos 50 MW a mediados de 2013.

    En mayo de 2013, se concret la licitacin de 24 nuevos aerogeneradores que se constituirn en la cuarta etapa del emprendimiento y llevarn a 48 los equipos elicos instalados, para alcanzar una potencia de 100 megavatios a finales de 2014.

    Neuqun

    En abril de 2013, el gobierno neuquino, a travs de la agencia de desarrollo de inversiones (ADI), aprob proyectos de energas renovables entre los que se destacan cuatro desarrollos elicos con la capacidad de generacin de 412 MW. A partir de ello, las empresas involucradas tienen la misin de encontrar los fondos necesarios para encarar los proyectos que permitiran una generacin anual estimada de 1.400 GWh por ao.

    Santiago del Estero

    Parque Elico El Jume

    En el mes de noviembre de 2012 se anuncia el inicio de las obras de ejecucin del parque elico situado a la vera de Ruta Nacional N 9, aproximadamente en el km 938, en la localidad de El Jume, departamento Ojo de Agua. El proyecto contempla la instalacin de 4 aerogeneradores de 2 MW de potencia unitaria, totalizando 8 MW.

    Estaba prevista la inauguracin del parque para fines de julio de 2013. Parques elicos de gran escala

    Los parques elicos ms importante del pas en estado operativo, que inyectan la energa generada a la red nacional de distribucin, en general, administrados en el MEM (mercado elctrico mayorista).

    Parques elicos anunciados

    Se listan especialmente aquellos proyectos que han conseguido algn grado de avance en lo que respecta a la financiacin, dada la importancia que supone este paso en inversiones de este tipo en el actual escenario.

    Otros parques elicos.

    Emprendimientos elicos de baja escala. En general, son gerenciadas por cooperativas elctricas o para suministrar energa en lugares aislados. La energa generada es consumida, generalmente, en la misma red local donde se encuentra. Los datos son nominales, ya que numerosas turbinas se encuentran fuera de servicio por diversas fallas.

    Generacin

    La produccin de energa elctrica con fuente en la energa elica se ha incrementado de manera importante en los 2 ltimos aos como consecuencia de puesta en marcha de parques de gran escala. Aun as, sigue representando un porcentaje marginal dentro del mix de energa elctrica (aprox. 0,35% en 2013).

    Investigacin y desarrollo a nivel mundial.

    Pilas de Combustin: es un sistema que combina el Hidrogeno con el Oxgeno para producir corriente elctrica. Es una combustin sin llama pero con una alta eficiencia energtica. La idea es

  • 13

    generar aplicaciones Elico/Hidrogeno; es decir, que cuando el viento no sea suficiente para mover la hlice, las pilas continuaran moviendo la hlice, produciendo energa.

    Crear Parques Elicos Marinos para la produccin de Hidrogeno, mediante procesos electrolticos. Esto consiste en no mandar la corriente elctrica generada a la red para poder usarla en el proceso de fabricacin del Hidrogeno, mientras que la salinidad del mar favorece el proceso.

    A su vez anexar, a este Parque Marino, almacenaje para el hidrogeno sobrante, compartir instalaciones con las redes de Gasoductos. Se integran dos sistemas: generacin y acumulacin de energas renovables no contaminantes.

    Elevadas Potencias: en Alemania se est desarrollando un proyecto de aerogenerador que pueda generar 4,5Mw es decir 4.500.000 Kwh. La longitud de las palas es de 52m, con 120m de alto y un peso total en el conjunto de 500toneladas.

    Desalinizacin del agua de mar: es un proceso que necesita mucha energa y con ayuda de la pila de combustin, su funcionamiento es continuo. Esto se est desarrollando, y en algunos casos ya est en funcionamiento, en zonas tursticas de Medio Oriente y Egipto, donde la necesidad de agua es esencial para el turismo.

    Aerogenerador de dos hlices: es un desarrollo tcnico de la empresa ZVALT de Bariloche, llamada Cosechadora de vientos. Su diseo es completamente innovador, ya que al tener dos hlices aumenta su rendimiento en un 40%, con un sistema de retro alimentacin.

    Aerogeneradores volantes: Es una turbina elica de alta altitud. Se basa en el diseo de una turbina que se apoya en el aire sin una torre. Se sustentan, ya sea con helio o con un perfil alar para poder situarse a una altura a partir de los 300 metros. La energa elica pone en movimiento un eje, este proporciona energa mecnica a una hlice que la trasmite a un rotor de un generador, normalmente un generador trifsico que convierte la energa mecnica rotacional en energa elctrica.

    Condiciones, partes y funcionamiento de un Aerogenerador

  • 14

    Clasificacin de los aerogeneradores segn el nmero de palas: para aerogeneradores grandes la de mejor rendimiento es la de tres palas, y para los pequeos, la de dos palas, ya que los inconvenientes mecnicos se pueden regular fcilmente.

    -La mayora de los rotores se instalan segn la direccin del viento: a barlovento (parte anterior). Algunos aerogeneradores tienen la particularidad de orientarse automticamente.

    -Los tamaos, o dimetro de los aerogeneradores varan desde 0,5m a 90m.

    -Se necesita conocer la velocidad media promedio anual del viento en la zona.

    -Un molino chico comienza a moverse con una velocidad de viento de 2 o 2,5m/s (9km/h) para la extraccin de agua.

    -Un aerogenerador mediano comienza a moverse con una velocidad de viento de 3 a 4m/s (14km/h)

    -Un aerogenerador especfico comienza a moverse con una velocidad de viento de 8 a 12m/s (43k/h), pero se interrumpe su funcionamiento cuando el viento supera los 18 o 20m/s (72km/h)

    - Los de gran potencia llegan a su potencia nominal con los 12 o 15m/s (54km/h) y su velocidad de corte de 20 a 25m/s (90km/h).

    -Cuanto ms lisa son las superficies de las hlices, menor ruido (zumbido) producen, por este motivo se recomienda un diseo apropiado. Es muy molesto el ruido que produce el viento en las aspas.

    Como almacenar la energa producida.

    La electricidad producida por los aerogeneradores es almacenada en acumuladores (bateras) para ser usada cuando sea necesario.

    Partes componente de un sistema de energa elica:

    1- Aerogenerador 2- Regulador de carga elctrica para proteccin del acumulador. La energa restante,

    que no es almacenada en el acumulador, es desviada en forma de calor a un termo tanque, provisto de una resistencia especial para calentar el agua. Debe ser compatible con el aerogenerador.

    3- Bateras, o acumulador de energa 4- Transformador o inversor: transforma la energa para ser consumida (220v) 5- La bajada de corriente del aerogenerador es Trifsica o alterna.

    Instalacin completa: esquema directo a una casa

    Instalacin completa: esquema de conexin a red.

  • 15

    Tipos de algunos Aerogeneradores:

    POTENCIA N

    PALAS DIAMETRO HELICE ALTURA VIENTO minmx.

    150Kw 3 20m 24m 4m/s------15m/s

    300Kw 3 26m 27m 4.5m/s----13/14m/s

    600Kw 3 44m 44m 5m/s------15m/s

    225kw 3 27m 31m

    OBSERVACIONES:

    Con 4500Kw alimentan una escuela o/y pequeos asentamientos rurales. Las palas en su mayora se construyen con resina de polister y fibra de vidrio. La torre es

    tubular tronco-cnica fabricada en acero metalizada. Las alturas de las torres varan entre 14 y 78m, y en casos especiales llegan a 120m de

    altura. La profundidad de la base de la torre de un aerogenerador tiene una profundidad mnima de

    20m, y puede llegar a un mximo de 50m de profundidad. En tierra se realiza la cimentacin sobre zapatas de hormign.

    La produccin de electricidad promedio anual en un parque elico marino (off shore) es de un 20% ms que en los parques elicos en tierra.

    La tecnologa usada en la construccin de un parque elico marino es la misma usada en la construccin de plataformas petroleras. La cimentacin es mediante un trpode de acero sujeto por pequeos pilotes en cada una de sus tres patas. Su principal ventaja es que se puede utilizar para cimentaciones ms profundas en el mar.

  • 16

    CONCLUSIONES.

    - Con el trabajo realizado podemos concluir:

    - Que la utilizacin de la energa elica puede ser de mucha utilidad para el ser humano.

    - Que al utilizar la energa elica hacemos el uso de un recurso natural inagotable.

    - Que al producir energa elica podemos ayudar a la conservacin del medio ambiente al no producir residuos contaminantes (CO2).

    - Al hacer un uso eficaz de la energa elica se puede generar energa que contribuye al beneficio del medio ambiente y tambin a la utilizacin correcta de un recurso natural, al mismo tiempo de permitir el uso de la misma superficie para ganado o cultivos.

    - Crea un elevado nmero de puestos de trabajo y es de rpida instalacin. Adems, su utilizacin combinada con otros tipos de energa, como la energa solar fotovoltaica, permite la auto alimentacin de viviendas, terminando as con la necesidad de conectarse a redes de suministro.

    - La energa elica utiliza un recurso renovable, el viento, sin generar contaminacin en aire, agua o suelo; con escasa ocupacin exclusiva del terreno y con leve impacto en el medio ambiente. No representa un peligro serio a diferencia de las formas tradicionales de energa.

    - La energa elica representa hoy en da una de las fuentes energticas ms baratas y competitivas. Los modernos aerogeneradores producen electricidad a precios competitivos con las fuentes energticas tradicionales.

    Referencias:

    http://www.patagonia.com.ar/

    Manual de Energa Elica- 2da Edicin- J.M.Escudero Lpez- Espaa.

    http://www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/Energia35/HTML/articulo05.htm

    http://www.refrigeracio.com/index_archivos/page0004.htm

    http://www.eolicaoffshore.com/

    http://domodos.blogspot.com.ar/2011/12/molino-eolico-flotante.html