Embed Size (px)
Citation preview
ESCUELA ESPECIALIZADA EN INGENIERÍA ITCA FEPADE
CENTRO REGIONAL SANTA ANA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
TÉCNICO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA
Energía Eólica
DOCENTE: Ing. Daniel Antonio Zepeda Gonzáles.
PRESENTADO POR:
Agreda Castro, Erick Roberto.
Galdámez Herrera, Irvin José.
Grijalva Castaneda, Julio Alberto.
Magaña Calidonio, William Ernesto.
Santa Ana, El Salvador 2012
- 2 -
Tabla de contenido ENERÍA EÓLICA .......................................................................................................................... - 6 -
INTRODUCIÓN ............................................................................................................................ - 7 -
OBJETIVOS .................................................................................................................................. - 8 -
GENERAL: ................................................................................................................................ - 8 -
ESPECÍFICOS: ......................................................................................................................... - 8 -
ANTECEDENTES .................................................................................................................... - 9 -
PRIMERA SEÑAL: ............................................................................................................... - 9 -
SEGUNDA SEÑAL: .............................................................................................................. - 9 -
TERCERA SEÑAL: ............................................................................................................ - 10 -
SITUACIÓN ACTUAL EN EL MUNDO ................................................................................... - 11 -
EUROPA .................................................................................................................................. - 11 -
• ALEMANIA: ................................................................................................................. - 12 -
• DINAMARCA: .............................................................................................................. - 12 -
• REINO UNIDO: .......................................................................................................... - 12 -
• PORTUGAL: ................................................................................................................ - 12 -
AMÉRICA ................................................................................................................................ - 13 -
• EE.UU: ......................................................................................................................... - 13 -
• CANADÁ: ..................................................................................................................... - 13 -
• BRASIL Y ARGENTINA: ........................................................................................... - 13 -
OCCIDENTE ........................................................................................................................... - 14 -
• ASIA: ............................................................................................................................ - 14 -
• INDIA: ........................................................................................................................... - 14 -
• CHINA: ......................................................................................................................... - 14 -
• OCEANÍA: .................................................................................................................... - 14 -
• AUSTRALIA: ............................................................................................................... - 14 -
ÁFRICA .................................................................................................................................... - 15 -
• EGIPTO Y MARRUECOS: ..................................................................................... - 15 -
• ESPAÑA: ..................................................................................................................... - 16 -
VENTAJAS ACTUALES DE LA ENERGÍA EÓLICA ............................................................ - 18 -
DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA .......................................................................... - 20 -
FUENTE DE GENERACION EOLICA .................................................................................... - 21 -
- 3 -
EL VIENTO .............................................................................................................................. - 21 -
¿CÓMO SE FORMA EL VIENTO? .................................................................................. - 21 -
¿QUÉ ES EL AIRE?........................................................................................................... - 22 -
CUÁNTA ENERGÍA CONTIENE EL VIENTO................................................................ - 23 -
PRODUCCIÓN ........................................................................................................................... - 25 -
LAS NUEVAS MÁQUINAS EÓLICAS ................................................................................. - 25 -
DISEÑO DE AEROGENERADORES ............................................................................. - 25 -
LOS AEROGENERADORES Y EL MEDIO AMBIENTE: ................................................. - 26 -
FACTIBILIDAD ECONOMICA DE LA ENERGIA EOLICA .............................................. - 29 -
TIPOS QUE DE GENERADORES QUE EXISTEN .............................................................. - 32 -
POR LA POSICIÓN DEL AEROGENERADOR: ............................................................... - 32 -
EJE VERTICAL ................................................................................................................... - 32 -
EJE HORIZONTAL............................................................................................................. - 33 -
CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL PARA
PRODUCCIÓN ELÉCTRICA EN FUNCIÓN DE SU POTENCIA ............................... - 33 -
POR LA POSICIÓN DEL EQUIPO CON RESPECTO AL VIENTO: .............................. - 34 -
• BARLOVENTO: .......................................................................................................... - 34 -
• SOTAVENTO: ............................................................................................................. - 35 -
POR EL NUMERO DE PALAS: ........................................................................................... - 35 -
• UNA PALA ................................................................................................................... - 35 -
• DOS PALAS ................................................................................................................ - 36 -
• TRES PALAS .............................................................................................................. - 37 -
• MULTIPALAS .............................................................................................................. - 37 -
POR LA MANERA DE ADECUAR LA ORIENTACIÓN DEL EQUIPO A LA DIRECCIÓN
DEL VIENTO EN CADA MOMENTO: ................................................................................. - 38 -
SEGÚN LA FORMA DE PRODUCIR ENERGÍA ELÉCTRICA ....................................... - 38 -
LA CONEXIÓN DIRECTA A LA RED ................................................................................. - 38 -
COMPONENTES DE UN AEROGENERADOR .................................................................... - 40 -
TURBINA: ................................................................................................................................ - 41 -
LA GÓNDOLA ......................................................................................................................... - 42 -
EL BUJE .................................................................................................................................. - 43 -
EL ROTOR .............................................................................................................................. - 43 -
- 4 -
EL EJE DE BAJA VELOCIDAD ........................................................................................... - 44 -
SISTEMA DE CAMBIO DE PASO ....................................................................................... - 44 -
EL TREN DE POTENCIA Y MULTIPLICADOR ................................................................ - 44 -
EL EJE DE ALTA VELOCIDAD ........................................................................................... - 45 -
EL GENERADOR ELÉCTRICO ........................................................................................... - 45 -
LA UNIDAD DE REFRIGERACIÓN .................................................................................... - 46 -
LAS PALAS DEL ROTOR ..................................................................................................... - 46 -
SISTEMA DE ORIENTACIÓN .............................................................................................. - 46 -
CONVERTIDOR ..................................................................................................................... - 47 -
TIPOS DE VOLTAJE ................................................................................................................. - 48 -
SISTEMA DE ELEVACIÓN DE TENSIÓN. ........................................................................ - 48 -
TRANSFORMADOR DE POTENCIA SECO ..................................................................... - 48 -
CELDA DE PROTECCIÓN DEL TRANSFORMADOR .................................................... - 48 -
CELDA DE SALIDA DE LÍNEA 20 KV ................................................................................ - 48 -
CABINA PARA ENTRADA DE LÍNEA ................................................................................ - 49 -
EL CONTROLADOR ELECTRÓNICO ................................................................................ - 49 -
LA TORRE ............................................................................................................................... - 49 -
CARACTERISTICAS DE ALGUNOS GENERADORES EOLICOS. .................................. - 50 -
GENERADOR EÓLICO AMPAIR PACIFIC 100 ................................................................ - 50 -
DISEÑO ................................................................................................................................... - 52 -
MIZZEN ................................................................................................................................ - 52 -
STERN ................................................................................................................................. - 53 -
GENERADOR EÓLICO AMPAIR PACIFIC 300 (12 Ó 24V) ...................................... - 54 -
GENERADOR EÓLICO AMPAIR PACIFIC 600 (24 Ó 48V) ...................................... - 58 -
GENERADOR EÓLICO AMPAIR PACIFIC 6000 .......................................................... - 60 -
DIAGRAMAS ............................................................................................................................... - 62 -
EN CAMINO ................................................................................................................................ - 64 -
PARQUE EÓLICO DE METAPÁN TIENE POTENCIAL DE 42 MW .................................. - 65 -
CONCLUSIÓN ............................................................................................................................ - 67 -
- 5 -
- 6 -
ENERÍA EÓLICA
- 7 -
INTRODUCIÓN
Frente a la mayoría de los pronósticos realizados hace apenas unos años, hoy la energía
eólica no solo crece de forma imparable en países desarrollados como España y bate
todos los récords, sino que además se ha convertido en la mejor demostración de que las
energías renovables pueden contribuir a transformar el modelo energético tradicional. Y
esto en un momento en el que el precio del petróleo supera los 60 dólares el barril.
Cuando se escribía esta publicación eran más de 12.000 los aerogeneradores que se
recortaban en el horizonte nacional, y la potencia eólica acumulada rebasaba los
9.000 megavatios (MW); es decir, 80 veces más de la que había hace ahora casi diez
años, y de la que se hablaba con entusiasmo en la introducción de la anterior guía sobre
energía eólica editada por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE)
en 1996.
Entonces eran muy pocos los que creían que una energía renovable como la eólica
llegaría a competir con las convencionales. Sin embargo, este milagro se ha producido y
en el año 2005 se han podido observar algunas señales inequívocas de que así ha
ocurrido.
- 8 -
OBJETIVOS
GENERAL:
Aportar a la población en general sobre energía eólica, tanto sus ventajas como
sus desventajas, beneficios medioambientales, generación, fuente y tipo de
diagramas. Así como también, la forma en donde puede ser utilizada este tipo de
energía en nuestro país y en el resto del mundo.
ESPECÍFICOS:
1- Dar a conocer el proyecto sobre la creación de un parque eólico en la
cuidad de Metapán, Santa Ana, El Salvador.
2- Identificar los diferentes elementos que se utilizan para la generación de
energía eléctrica a través de la energía eólica.
- 9 -
ANTECEDENTES
El viento es una de las más antiguas fuentes de energía conocidas los convertidores de
energía eólica eran conocidos en Persia y en la China y durante muchísimos años los
barcos de vela constituyeron una importante utilización de la energía eólica en el siglo
pasado, los convertidores de energía eólica se utilizaban especialmente para accionar
molinos, para moler granos y bombear agua.
Durante muchas décadas se han utilizado rotores muy pequeños a fin de suministrar
energía eléctrica y calefacción a granjas y casas situadas en lugares apartados, para
abastecer de energía a estaciones meteorológicas y de retransmisión, e igualmente para
bombeo de agua y ventilación en estanques de piscicultura, etc.
Las posibilidades de utilización van en aumento, debido a la tecnología y materiales
mejorados, e igualmente debido a los fuertes aumentos en los precios de la energía
primaría.
El aprovechamiento de la energía eólica constituye una fuente de energía sumamente
atractiva y ventajosa, no solamente para las empresas de servicios públicos, sino para la
economía de un país en general.
PRIMERA SEÑAL:
A finales de 2004, España se convertía en el segundo país del mundo con más
megavatios acumulados (8.155) de energía eólica y el segundo en megavatios
instalados. Además, esta marca suponía un hito energético adicional pues, por primera
vez, la potencia eólica acumulada en el país superaba a la nuclear. Aunque esto
fuese solo sobre el papel, pues nunca sopla viento para hacer girar todos los
aerogeneradores simultáneamente; sobre todo, como se dice, cuando más se los
necesita: en los días más fríos del invierno y los más calurosos del verano.
SEGUNDA SEÑAL:
¿Quién dijo que las turbinas eólicas no aportan energía cuando más se las necesita? El
26 de enero de 2005, en medio de un intenso temporal y temperaturas gélidas, la
demanda peninsular de electricidad medida por Red Eléctrica de España batía todos los
récords y se situaba en 42.950 MW a las 19:30 horas. Si no sucedió nada fue
porque afortunadamente los parques eólicos estaban funcionando a pleno
- 10 -
rendimiento y se estima que aportaron más de 5.000 MW que cubrieron el 12% de la
demanda. No se trató de una casualidad, pues solo unos días después, el 15 de
febrero, los aerogeneradores del país mejoraban su propia marca y aportaban esta vez
casi 6.000 MW, el 70% de toda la potencia eólica instalada (cuando la media anual no
alcanza el 30%), lo que permitió atender el 17% de la demanda existente en aquellos
momentos.
TERCERA SEÑAL:
Poco más de cinco años antes de que llegue a su fin el Plan de Fomento de las Energías
Renovables 1999-2010, en agosto de 2005, el Gobierno aprobaba un nuevo objetivo para
el desarrollo de la energía eólica, una vez superado el que aparecía con anterioridad
sobre el papel. La nueva meta fijada en el Plan de Energías Renovables en España 2005-
2010 son 20.155 MW de potencia: más del doble de lo instalado hoy en día. Una potencia
ya nada despreciable, incluso con los parques funcionando al 30%.
A pesar de estas señales, todavía hay voces que cuestionan la energía eólica y
argumentan que, por muchos récords que se logren, los aerogeneradores no han
servido para cerrar una sola central térmica en España. Cada vez que se vierte la
energía de los parques eólicos en la red eléctrica, esto supone miles de toneladas de
CO2 que se dejan de emitir a la atmósfera porque se ha sustituido una o varias
centrales térmicas de combustión convencionales que estarían funcionando si
no hubiese aerogeneradores.
- 11 -
SITUACIÓN ACTUAL EN EL MUNDO
Al finalizar 2004 la potencia eólica instalada en el conjunto del planeta se situaba
aproximadamente en 47.200 MW. Esto suponía un nuevo récord de crecimiento anual,
con 7.700 MW nuevos instalados durante el año 2004. Pero, sobre todo, confirmaba un
cambio significativo en el desarrollo de esta industria: la globalización de la energía
eólica. Si bien la Unión Europea (UE) representa aún el 72% de toda la potencia instalada
en el mundo, lo cierto es que el aprovechamiento energético del viento ha dejado
de ser cuestión de un único continente. Solo unos datos mientras que en 2003
fueron diez los países que construyeron parques eólicos por encima de los 100 MW, en
2004 esta lista aumentaba a 19, de los cuales 9 eran no europeos. Del mismo modo,
el continente asiático poseía ya el 10% de la potencia eólica instalada.
En lo que respecta al rankin mundial, los cinco países del mundo con más potencia eólica
acumulada a finales de 2004 volvían a ser: Alemania (16.630 MW), España (8.155), EE.
UU. (6.750), Dinamarca (3.120) e India (3.000). España no sólo escalaba a la segunda
posición superando a EE. UU. En potencia acumulada, sino que también fue el segundo
país del mundo que más megavatios eólicos nuevos instaló (1.920) durante el año 2004,
muy cerca de Alemania (2.020), líder indiscutible del actual desarrollo eólico mundial.
EUROPA
El continente europeo sigue siendo el más destacado en el desarrollo de la energía eólica.
En especial tres países, Alemania, España y Dinamarca, que juntos suman 27.905 MW de
los más de 47.000 instalados en el planeta. No obstante, en los últimos años los
aerogeneradores se han multiplicado en otras naciones del continente. Italia y Holanda
entraron a formar parte en 2004 del exclusivo grupo de siete países del mundo que han
rebasado la barrera de los 1.000 MW de potencia. Y por detrás se acercan a gran
velocidad Reino Unido y Portugal. En su conjunto, el continente europeo terminó 2004 con
34.360 MW. Y, de ellos, 600 MW correspondían a parques eólicos marinos en Dinamarca,
Holanda, Reino Unido, Suecia e Irlanda. Los países del Este adheridos en 2004 a la UE
aportan hoy en día muy pocos megavatios, aunque son mercados más prometedores.
- 12 -
• ALEMANIA:
El fuerte apoyo de las autoridades federales y regionales alemanas ha sido el factor
decisivo que ha convertido a este país en el número uno mundial de la industria eólica.
El gran despegue se produjo con la aprobación en 1991 de una ley fundamental, que
garantizaba a los productores de energías renovables la percepción de hasta el 90% del
precio que las compañías eléctricas cobraban a los consumidores domésticos por
cada kilovatio-hora que generasen. Además, esta legislación nacional ha estado
acompañada por fuertes políticas regionales. A finales de 2004, Alemania contaba con
una potencia eólica acumulada de 16.630 MW, el 35% de la instalada en todo el mundo.
• DINAMARCA:
Este país de apenas 5 millones y medio de habitantes disponía en 2004 de una potencia
eólica acumulada de 3.120 MW, capaz de proporcionar en un año medio el 20% de su
consumo de electricidad. En este caso, la clave del éxito ha venido de la mano de la
industria danesa de aerogeneradores, que domina el mercado mundial desde los
años 80. Dinamarca es el país número uno en parques mar adentro, con más de 400 MW
instalados. Sin embargo, últimamente el crecimiento del parque eólico danés
prácticamente se ha paralizado.
• REINO UNIDO:
Los atlas eólicos muestran que el Reino Unido cuenta con los mayores recursos
eólicos del continente. Sin embargo, es ahora cuando empieza a explotarlos.
En 2004, este país disponía de una potencia eólica acumulada de 890 MW, de los que
más de 120 estaban en el mar. Las previsiones apuntan a la instalación de cerca de
8.000 MW, a partes iguales entre tierra y mar, en los próximos años.
• PORTUGAL:
Al final de 2004 eran 520 los megavatios instalados en Portugal, pero este país espera
llegar a 1.000 en 2005 y tiene concedidas licencias para alcanzar los 3.000 en 2008.
Este “boom” ha sido impulsado por una nueva regulación que propone mantener la tarifa
actual durante 15 años.
Varios promotores españoles han impulsado de forma decisiva el despegue de esta
tecnología en el país vecino.
- 13 -
AMÉRICA
El continente americano tenía instalados a finales de 2004 un total de 7.410 MW de
potencia, de los cuales 6.750 pertenecían a EE.UU. Aun así, EE.UU. No está
solo. El mercado canadiense se muestra bastante activo y hay fundadas expectativas en
torno a países como Brasil o Argentina.
• EE.UU:
Ha sido el único país del mundo en el que la energía eólica ha crecido a un ritmo similar al
europeo. En 2004 acumulaba 6.750 MW, pero la instalación de nuevos megavatios (375)
se frenó debido al retraso en la prolongación de la exención fiscal a la producción
(Production Tax Credit, PTC). La ampliación del plazo de esta bonificación hasta 2007
permite aventurar una pronta recuperación que pudiera ser muy importante. Estados
Unidos, junto con Canadá, dispone de los mayores recursos eólicos comprobados del
planeta.
• CANADÁ:
Tiene excelentes recursos y comienza a despertarse. En 2004 terminó con 450 MW
acumulados. No obstante, la Canadian Wind Energy Association ha anunciado un
ambicioso plan para disponer de un total de 10.000 MW eólicos en 2010.
• BRASIL Y ARGENTINA:
Aunque ninguno de los dos está entre los 20 primeros países en el aprovechamiento
energético del viento, se espera que Brasil (30 MW) logre un desarrollo significativo
en el bienio 2006-2007, cuando se pongan en marcha las primeras instalaciones
impulsadas por el programa gubernamental PROINFA, en cuya construcción participan
varias empresas españolas. Argentina (25 MW) posee enormes recursos en la Patagonia,
y algunas compañías europeas elaboraron ya planes de negocio para explotarlos, pero
los años de recesión han alejado provisionalmente a los inversores.
- 14 -
OCCIDENTE
• ASIA:
Asia concluyó 2004 con 4.650 MW acumulados, después de instalarse ese mismo año
más megavatios nuevos que en América. Por otro lado, India, Japón y China están
entre los diez primeros países del mundo en potencia eólica acumulada. Entre los tres
disponen del 9,7% de la potencia mundial.
• INDIA:
La nación pionera en el aprovechamiento del recurso eólico entre los países en vías
de desarrollo comenzó a impulsar esta fuente de energía de forma poco racional y con
equipos inadecuados. Los promotores buscaban beneficios fiscales más que
generación eléctrica y el 70% de los aerogeneradores eran fabricados por empresas
nacionales. En los últimos años, el mercado indio ha vuelto a resurgir, pero de forma más
ordenada, presentando unas elevadas probabilidades de rápido crecimiento. En 2004
acumulaba 3.000 MW en operación, situándose en quinta posición mundial. El
fabricante indio de aerogeneradores Suzlon ha comenzado su expansión internacional
recientemente, mediante la adquisición de varias fábricas de componentes de primer
nivel.
• CHINA:
El hecho de que China organizase la Conferencia Mundial de Energía Eólica en 2004,
más la reciente aprobación de legislación sobre energías renovables, hace esperar un
fuerte impulso del mercado eólico en el gigante asiático. Este país posee buenos recursos
eólicos, disponiendo a finales de 2004 de 750 MW.
• OCEANÍA:
Australia, Nueva Zelanda y los archipiélagos del Pacífico solo disponían en conjunto de
555 MW de potencia eólica en 2004. Sin embargo, 325 de estos fueron instalados ese
mismo año, siendo esta región donde más creció relativamente la energía eólica.
• AUSTRALIA:
Muchos creen que Australia será la “España del sur del Pacífico” en el aprovechamiento
de la energía eólica. Por ahora, la implantación de aerogeneradores es modesta, pero
empiezan a aparecer planes bastante activos. Tiene buenos recursos, pero faltan
infraestructuras eléctricas que interconecten su vasto territorio.
- 15 -
ÁFRICA
Sin disponer de información suficiente en buena parte de su territorio sobre la existencia
de recursos eólicos apreciables, sí que hay ciertas zonas que en los últimos
tiempos han sido intensamente evaluadas, presentando un elevado potencial (norte
de Marruecos, Mar Rojo, Sudáfrica...). Aun así, la mayor parte del continente posee una
red eléctrica muy débil para posibilitar la evacuación de la posible energía generada, por
lo que se considera que la mejor forma de contribuir a la electrificación es mediante el
empleo de instalaciones a pequeña escala en poblaciones aisladas. Al finalizar el año
2004 África contaba con 225 MW.
Se prevé que en el año 2050 África doble su población actual, alcanzando los 2.000
millones de habitantes (el 21% de la población del planeta prevista para entonces).
Hoy en día su población consume únicamente el 3% de la electricidad mundial.
A pesar de la pobreza imperante, se constata un notable crecimiento económico conexo a
un mayor incremento de la demanda energética. Fuentes de energía como la
originada por el viento servirán para paliar en el futuro la escasez de recursos energéticos
endógenos.
• EGIPTO Y MARRUECOS:
Los países del norte de África han mostrado un especial interés por la promoción de la
energía eólica. Algunos han presentado ya planes de desarrollo, pero éstos no han
cuajado todavía. Egipto es el primero en el rankin eólico africano con 145 MW en
2004, seguido de Marruecos, con 55 MW.
- 16 -
• ESPAÑA:
Con unos 400 parques eólicos y casi 11.500 aerogeneradores, España concluyó el
año 2004 como el segundo país del mundo con más potencia eólica acumulada (8.155
MW) y como el segundo en donde más creció esta fuente de energía: uno de cada cuatro
megavatios nuevos en el mundo se instalaron en suelo español. Ese mismo año, la
energía puesta en la red comercial por los aerogeneradores fue de 16.000 GW/h, el 6,5%
del consumo neto nacional.
La fórmula de este espectacular desarrollo no es ningún secreto: un apoyo continuado de
todos los Gobiernos mediante la aprobación de una legislación estatal favorable
(como la Ley 82/80 de Conservación de la Energía o la Ley 54/97 del Sector Eléctrico), el
despegue de la industria nacional de aerogeneradores (Gamesa y Ecotécnia
terminaron el año en segunda y novena posición en el rankin mundial) y la atracción
ejercida sobre los inversores de gran capacidad financiera. Eso y la apuesta decidida
de distintas comunidades autónomas que han confiado en esta tecnología para
suministrar una parte de su demanda eléctrica.
El resultado es que hoy hay cuatro comunidades por encima de los 1.000 MW instalados:
Galicia (1.830), Castilla y León (1.543), Castilla La Mancha (1.534) y Aragón (1.154).
Juntas representan las tres cuartas partes de la potencia eólica que opera en España y
siguen autorizando nuevos proyectos, a la vez que amplían y mejoran sus redes
eléctricas. La siguiente en potencia eólica es Navarra (854), la región con más porcentaje
de energías renovables, donde el Gobierno regional mantiene una política singular: no
permite construir más parques eólicos, pero apoya el desarrollo de aerogeneradores más
potentes y eficientes, con los que se están remplazando los más antiguos e
incrementando la potencia total de una forma apreciable, sin aumentar el impacto visual.
Comunidades como La Rioja (356) o Andalucía (350) superan a países como Irlanda,
Noruega o Bélgica, lo que resulta especialmente llamativo en una comunidad del tamaño
de La Rioja.
En Asturias (145) y Canarias (139) la energía eólica tiene un peso apreciable, pero
todavía se está lejos de sus objetivos.
- 17 -
Por debajo de los 100 MW están Cataluña (94), País Vasco (85), Murcia (49), Comunidad
Valenciana (21) y Baleares (3), donde se dan los primeros pasos en la
implantación de los aerogeneradores. Y, finalmente, quedan Madrid, Extremadura y
Cantabria, que son las únicas comunidades que en 2004 tenían todavía su cuenta de
megavatios a cero. Aunque no debería ser así por mucho tiempo, habida cuenta de las
iniciativas existentes para implantar los primeros parques eólicos.
- 18 -
VENTAJAS ACTUALES DE LA ENERGÍA EÓLICA
La energía eólica no contamina, es inagotable y retrasa el agotamiento de combustibles
fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático. Es una tecnología de aprovechamiento
totalmente madura y puesta a punto.
Es una de las fuentes más baratas, puede competir en rentabilidad con otras fuentes
energéticas tradicionales como las centrales térmicas de carbón (tradicionalmente el
combustible más barato), las centrales de combustible e incluso con la energía nuclear, si
se consideran los costes de reparar los daños medioambientales.
El generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión o una etapa de
transformación térmica supone, desde el punto de vista medioambiental, un procedimiento
muy favorable por ser limpio, exento de problemas de contaminación, etc. Se suprimen
radicalmente los impactos originados por los combustibles durante su extracción,
transformación, transporte y combustión, lo que beneficia la atmósfera, el suelo, el agua,
la fauna, la vegetación, etc.
Evita la contaminación que conlleva el transporte de los combustibles; gas, petróleo,
gasoil, carbón. Se reduce el intenso tráfico marítimo y terrestre cerca de las centrales.
Suprime los riesgos de accidentes durante estos transportes: limpiezas y mareas negras
de petroleros, traslados de residuos nucleares, etc. No hace necesaria la instalación de
líneas de abastecimiento: Canalizaciones a las refinerías o las centrales de gas.
En cuanto a interacción con el medio ambiente, la utilización de la energía eólica para la
generación de electricidad presenta nula incidencia sobre las características
fisicoquímicas del suelo o su erosionabilidad, es decir. No produce ningún contaminante
que incida sobre este medio, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierras.
Además, la energía eólica no produce tampoco ningún tipo de alteración sobre los
acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos. La generación de
electricidad a partir del viento no produce gases tóxicos, ni contribuye al efecto
invernadero, ni destruye la capa de ozono, tampoco crea lluvia ácida. No origina
productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.
- 19 -
Cada kW/h de electricidad generada por energía eólica en lugar de carbón, evita:
0,60 Kg. De , dióxido de carbono
1,33 gr. De , dióxido de azufre
1,67 gr. De NOx, óxido de nitrógeno
La electricidad producida por un aerogenerador evita que se quemen diariamente miles de
litros de petróleo y miles de kilogramos de lignito negro en las centrales térmicas.
Ese mismo generador produce idéntica cantidad de energía que la obtenida por quemar
diariamente 1.000 Kg. de petróleo. Al no quemarse esos Kg. De carbón, se evita la
emisión de 4.109 Kg. de , lográndose un efecto similar al producido por 200 árboles.
Se impide la emisión de 66 Kg. de dióxido de azufre y de 10 Kg. de óxido de
nitrógeno principales causantes de la lluvia ácida.
La energía eólica es independiente de cualquier política o relación comercial, se obtiene
en forma mecánica y por tanto es directamente utilizable. En cuanto a su transformación
en electricidad, esta se realiza con un rendimiento excelente y no a través de aparatos
termodinámicos con un rendimiento de Carnot siempre pequeño.
En el año 2000 las compañías explotadoras pagan una media de alquiler de 400.000 pts.
(2.400 €) Por molino y año. Además de los impuestos municipales, licencias de obra, etc.
- 20 -
DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA
El aire al ser un fluido de pequeño peso específico, implica fabricar máquinas grandes y
en consecuencia caras. Su altura puede igualar a la de un edificio de diez o más plantas,
en tanto que la envergadura total de sus aspas alcanza la veintena de metros, lo cual
encarece su producción.
Desde el punto de vista estético, la energía eólica produce un impacto visual inevitable, ya
que por sus características precisa unos emplazamientos que normalmente resultan ser
los que más evidencian la presencia de las máquinas (cerros, colinas, litoral). En este
sentido, la implantación de la energía eólica a gran escala, puede producir una alteración
clara sobre el paisaje, que deberá ser evaluada en función de la situación previa existente
en cada localización.
Un impacto negativo es el ruido producido por el giro del rotor, pero su efecto no es mas
acusado que el generado por una instalación de tipo industrial de similar entidad, y
siempre que estemos muy próximos a los molinos.
También ha de tenerse especial cuidado a la hora de seleccionar un parque si en las
inmediaciones habitan aves, por el riesgo mortandad al impactar con las palas, aunque
existen soluciones al respecto como pintar en colores llamativos las palas, situar los
molinos adecuadamente dejando “pasillos” a las aves, e, incluso en casos extremos hacer
un seguimiento de las aves por radar llegando a parar las turbinas para evitar las
colisiones.
- 21 -
FUENTE DE GENERACION EOLICA
EL VIENTO
¿CÓMO SE FORMA EL VIENTO?
Si se colocan seis aerogeneradores imaginarios de última tecnología (1,5 MW de
potencia y 77 metros de diámetro de rotor) en cada kilómetro cuadrado de las áreas
terrestres con los mejores vientos del planeta, la potencia eléctrica que se obtendría sería
de 72 Tera vatios que son 72 billones de vatios, y podría remplazar 54.000
millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtep). Es decir: el aprovechamiento del
viento cubriría diez veces el consumo de electricidad mundial del año 2002
.
Para ello, habría que colocar nada menos que 48 millones de turbinas, en un
espacio de 8 millones de , una extensión equivalente a16 veces España, si bien el
terreno realmente afectado por infraestructuras eólicas no superaría los 250.000
0,0005 veces toda la superficie del planeta. Este es un mero ejercicio teórico, pero
sirve para hacerse una idea de los enormes recursos eólicos disponibles sobre la Tierra.
Para conseguir aprovechar la mayor parte posible de ellos, resulta esencial entender el
comportamiento de ese fluido transparente, incoloro e inodoro, que se mueve
paralelamente a la superficie terrestre: el viento.
En realidad, y una vez más, la existencia del viento en el planeta es consecuencia de la
acción del Sol, pues es la radiación de esta estrella, en combinación con otros factores
como la inclinación y el desplazamiento de la Tierra en el Espacio o la distribución
de los continentes y los océanos, lo que activa la circulación de las masas de aire en el
globo al calentar de forma desigual las distintas zonas de la superficie y de la
atmósfera terrestres. El aire que más se calienta se vuelve más ligero (al agitarse sus
moléculas y perder densidad) y se desplaza hacia arriba, siendo ocupado su lugar
por masas más frías.
A gran escala, existe una serie de corrientes de viento dominantes que circulan por
todo el planeta en capas de la estratosfera.
Estos vientos globales se rigen por los cambios de temperatura y de presión
atmosférica, pero también por otros factores, como la fuerza de Coriolis, que hace que,
- 22 -
visto desde el Espacio, el viento del hemisferio norte tienda a girar en el sentido de las
agujas del reloj cuando se acerca a un área de bajas presiones y el del hemisferio sur lo
haga en dirección opuesta.
¿QUÉ ES EL AIRE?
Un litro de aire pesa 1,225 gramos. A nivel del mar, y excluidos el contenido en agua (y
otros productos en suspensión como materia orgánica o partículas contaminantes), su
composición es la siguiente:
Por otro lado, cerca de la superficie terrestre, a nivel local, soplan otros vientos más
específicos caracterizados por el relieve del terreno y otras variables como la
rugosidad o la altura.
RUGOSIDAD: Una superficie muy rugosa como un bosque o una aglomeración de
casas causarán turbulencias y frenará el viento, mientras que otra muy lisa como el mar
o las pistas de un aeropuerto favorecerá el desplazamiento del aire.
ALTURA: Si el terreno es rugoso, se necesitarán aerogeneradores de mayor altura
para alcanzar la misma velocidad de viento que en otros emplazamientos más lisos.
78,08% Nitrógeno (N2)
20,95% Oxígeno (O2)
0,93% Argón (Ar)
0,03% Dióxido de carbono (CO2)
0,01% Neón (Ne), helio (He), metano (CH4), kriptón
(Kr), hidrógeno (H2), dióxido de nitrógeno
(NO2), xenón (Xe), ozono (O3).
𝑉 = 𝑉0 × 0 𝛼
El aumento de la velocidad del viento en función de la altura, en
terrenos no demasiado complejos, puede evaluarse mediante la
siguiente expresión:
V (h) = Velocidad del viento que se desea estimar, a la altura h del
suelo
𝑉0= Velocidad del viento conocida a una altura 0
h = Altura a la que se quiere estimar la velocidad del viento
0= Altura de referencia
- 23 -
Para conocer el viento que hará en un punto determinado se deben analizar tanto los
vientos globales como los locales. A veces serán los primeros los que predominen sobre
los segundos, y otras, al revés.
Los dos valores clave para analizar el viento son su velocidad (medida con un
anemómetro) y su dirección (medida con una veleta). No todo el viento sirve para generar
energía. Por lo general, para que las palas de un aerogenerador giren se necesitan
vientos moderados por encima de los 4 m/s y por debajo de los 25. No obstante, cada
máquina está diseñada para una determinada velocidad de viento, a partir de la cual
generalmente se conseguirá la máxima potencia.
CUÁNTA ENERGÍA CONTIENE EL VIENTO
Aproximadamente el 2% de la energía que llega del sol se transforma en energía cinética
de los vientos atmosféricos. El 35% de esta energía se disipa en la capa atmosférica a tan
solo un kilómetro por encima del suelo. Del resto se estima que por su aleatoriedad y
dispersión solo podría ser utilizada 1/13 parte, cantidad que hubiera sido suficiente para
abastecer 10 veces el consumo de energía primaria mundial del año 2002 (10.000 Mtep),
de ahí su enorme potencial e interés.
La masa de aire en movimiento es energía cinética que puede ser transformada en
energía eléctrica. Al incidir el viento sobre las palas de una aeroturbina se produce un
trabajo mecánico de rotación que mueve a su vez un generador para producir electricidad.
La cantidad de energía que contiene el viento antes de pasar por un rotor en movimiento
depende de tres parámetros: la velocidad del viento incidente, la densidad del aire y el
área barrida por el rotor.
La velocidad a la que el aire pase por las palas resulta determinante, pues la energía
cinética del viento aumenta proporcionalmente al cubo de la velocidad a la que se mueve.
Por ejemplo: si la velocidad se duplica, la energía será ocho veces mayor (23).
Estimación del valor α para distintos terrenos
Tipo de terreno α
Liso (mar, arena, nieve) 0,10-0,13
Rugosidad moderada (hierba, cultivos) 0,13-0,20
Rugoso (bosques, edificaciones) 0,20-0,27
Muy rugoso (ciudades) 0,27-0,40
- 24 -
En cuanto a la densidad, la energía contenida en el viento aumenta de forma proporcional
a la masa por unidad de volumen de aire, que en condiciones normales (a nivel del mar, a
una presión atmosférica de 1.013 milibares y a una temperatura de 15 °C) es de 1,225
kilogramos por cada metro cúbico. Esto quiere decir que, cuando el aire se enfríe y
aumente de peso al volverse más denso, transferirá más energía al aerogenerador. Y, al
contrario, cuando el aire se caliente o cuando se asciende en altitud, será menor la
energía cinética que llegue a la turbina.
En lo que respecta al área barrida, cuanto más aire en movimiento sea capaz de capturar
un aerogenerador más energía cinética encontrará. En el caso de un rotor de una turbina
de 1.000 kW de potencia nominal, el rotor puede tener un diámetro de unos 54 metros, así
que barrerá una superficie de unos 2.300 .
La energía cinética contenida en el viento es muy grande. Sin embargo, no puede ser
extraída toda por los aerogeneradores. Primero porque esto implicaría detener por
completo el viento, lo que impediría que éste pasara de forma continua a través de las
palas de la turbina; de hecho, y según el Límite de Betz, puede teóricamente obtenerse,
como máximo, el 59% de la energía que llega al rotor. Y segundo, porque también se
pierde parte en el proceso de transformación de la energía en la máquina. Al final,
hoy en día, un aerogenerador aprovecha cerca del 40% de la energía almacenada en
el viento.
𝑷 = 𝟏 𝟐 𝝆 𝑺 𝑽𝟑
Para cuantificar la cantidad de energía contenida en el
viento antes de pasar a través de un rotor se utiliza la
siguiente fórmula:
P = potencia en vatios (W)
ρ = densidad del aire en kg/𝑚
S = superficie o área barrida por el rotor en 𝑚
V = velocidad del viento en m/s
- 25 -
PRODUCCIÓN
Actualmente la energía eólica se aprovecha de dos formas bien diferenciadas por una
parte se utiliza para sacar agua de los pozos un tipo de eólicas llamadas Aero bombas,
de las cuales el modelo de máquina más generalizado corresponde a molinos multipala
del tipo americano. Estos molinos extraen el agua de los pozos directamente a través de
la energía mecánica o por medio de bombas sin más ayuda que la del viento.
Por otra, está ese tipo de eólicas que llevan unidas un generador eléctrico y producen
corriente cuando sopla el viento, reciben entonces el nombre de aerogeneradores.
LAS NUEVAS MÁQUINAS EÓLICAS
Los avances en la aerodinámica han incrementado el rendimiento de los aerogeneradores
del 10% hasta el 45%. En buenos emplazamientos, con vientos medios anuales
superiores a los 5 m/s a 10 metros de altura, se consiguen producciones eléctricas
anuales por metro cuadrado de área barrida superiores a los 1.000 kW/h. El tamaño
medio de los grandes aerogeneradores es de 600-1.300 kW
DISEÑO DE AEROGENERADORES
Con rotores de 40 metros de diámetro. Existe una tendencia generalizada hacia las
máquinas tripala, que representan más del 80% de los aerogeneradores instalados.
Los futuros desarrollos tecnológicos buscan la reducción de costes mediante la elección
de conceptos simplificados como, por ejemplo, el uso de trenes de potencia modulares,
diseños sin caja de multiplicación, sistemas de comunicación pasivos y con orientación
libre. Los desarrollos inciden también en la reducción de cargas y desgastes mecánicos
mediante articulaciones y sistemas de velocidad variable, con control de par, reduciendo
las fluctuaciones y mejorando la sincronización a la red.
Todo esto se traducirá en trenes de potencia más ligeros y baratos.
- 26 -
LOS AEROGENERADORES Y EL MEDIO AMBIENTE:
Existe un amplio consenso social sobre la compatibilidad entre las instalaciones eólicas y
el respeto al medioambiente, si bien también existen ciertos impactos derivados del
aprovechamiento de la energía eólica que no deben obviarse en un esfuerzo por reducir el
impacto medioambiental de la generación de energía eléctrica.
Los parques eólicos están localizados de modo preferente en áreas de montaña, en
posiciones próximas a las líneas de cumbre, en donde se suele manifestar un alto
potencial del recurso. En estas áreas el grado de conservación natural suele ser bueno y,
a veces, con alto valor paisajístico, por lo que la ocupación del terreno por las
instalaciones del parque eólico es un factor de impacto por su posible afección a los
recursos naturales, paisajísticos o culturales de la zona.
Generalmente, su incidencia es de escasa importancia, puesto que la ocupación
irreversible de suelo por los aerogeneradores representa un porcentaje muy bajo en
relación con la superficie total ocupada por el parque, quedando prácticamente todo el
terreno disponible para los tipos de usos que habitualmente se daban en el área del
emplazamiento.
Las acciones del proyecto que generan mayor número de impactos son las referidas a
obra civil: viales, zanjas, edificio de control y subestación. Todas estas acciones causan
una alteración del suelo y cubierta vegetal y en ocasiones, pequeñas modificaciones
geomorfológicas provocadas por desmontes o aplanamientos. No obstante, en la mayoría
de los casos, el acceso principal lo constituyen carreteras ya existentes, mientras que los
accesos interiores a las líneas de aerogeneradores se construyen, en la medida de lo
posible, aprovechando el trazado de las pistas forestales y de accesos de uso.
Los aerogeneradores son siempre elementos muy visibles en el paisaje. De lo contrario,
no estarían situados adecuadamente desde un punto de vista meteorológico.
La ilustración muestra el parque eólico de Kappel (Dinamarca). Probablemente sea una
de las distribuciones de máquinas eólicas más agradables posibles desde el punto de
vista estético. La forma del dique a lo largo de la costa se repite en la línea de las
turbinas.
En todo caso el impacto visual es algo consustancial a esta forma de producir energía.
Puede minimizarse en lo posible, por ejemplo pintando las torres de gris, pero nunca
- 27 -
evitarse totalmente. En áreas llanas suele ser una buena estrategia disponer las turbinas
según una distribución geométrica simple, fácilmente perceptible por el espectador. Sin
embargo, existen límites a la utilización de patrones simples: en paisajes con fuertes
pendientes, rara vez es viable la utilización de un patrón simple, y suele ser mejor hacer
que las turbinas sigan los contornos del altitud del paisaje, o los cercados u otras
características del mismo.
Otro efecto achacado a este tipo de instalaciones es la contaminación acústica.
Aunque el sonido no es un problema capital para la industria, dada la distancia a la que se
encuentran los vecinos más cercanos (normalmente se observa una distancia mínima de
unos 7 diámetros de rotor o 300 metros), no por ello es éste un detalle que se descuide
totalmente a la hora de diseñar nuevos equipos. Además, ningún paisaje está nunca en
silencio absoluto. Por ejemplo, las aves y las actividades humanas emiten sonidos y, a
velocidades del viento alrededor de 4-7 m/s y superiores, el ruido del viento en las hojas,
arbustos, árboles, mástiles, etc. enmascarará gradualmente cualquier potencial sonido de
los aerogeneradores. Esto hace que la medición del sonido de los aerogeneradores de
forma precisa sea muy difícil. Generalmente, a velocidades de 8 m/s y superiores llega a
ser una cuestión bastante difusa el discutir las emisiones de sonido de los modernos
aerogeneradores, dado que el ruido de fondo enmascarará completamente cualquier ruido
de la turbina. Al menos este es el punto de vista defendido por los fabricantes de equipos
eólicos, que en diseños modernos declaran niveles de ruido de 48 dB a 200 metros del
aerogenerador.
- 28 -
Por último se hace necesario reseñar, aunque sea muy sucintamente, un debate abierto
entre la industria explotadora de parque eólicos y los diferentes grupos de defensa de la
naturaleza, quienes paradójicamente deberían ser los mayores defensores de esta fuente
no contaminante de energía. Tal debate es la mortandad de aves causadas por colisiones
con las aspas de los equipos. Si bien este fenómeno está muy vinculado a las distintas
especies (agudeza visual, velocidad y altura de vuelo...) las posturas son enfrentadas y
las posiciones dispares, aunque se han ensayado soluciones diversas como ya se ha
indicado en el apartado de desventajas de la energía eólica, por ejemplo, pintar las palas
de los rotores en colores llamativos, distribuir los molinos contemplando pasillos aéreos
para las aves, etc...
En cualquier caso, los datos disponibles indican que, aun en zonas de paso de grandes
bandadas de aves migratorias, como es el caso de Tarifa, los impactos observados son
pequeños.
De todos modos, la instalación de parques eólicos está precedida por un Estudio de
Impacto Ambiental que ha de ser aprobado por las autoridades de la Comunidad
Autónoma correspondiente con el objetivo de obligar a los promotores de la instalación a
adoptar las medidas pertinentes para minorar los posibles impactos negativos que
pudieran producirse sobre el medio ambiente local. La realización de este tipo de estudios
se justifica más por la sensibilidad social en las áreas geográficas donde se ubican que
por las características de este tipo de instalaciones, cuyos efectos ambientales negativos
suelen ser muy inferiores a los producidos por cualquier otra actividad de producción
energética. La aprobación medioambiental mencionada suele estar acompañada tanto de
medidas correctoras para el diseño global de la instalación como para el posicionamiento
de aerogeneradores, restauración de la cubierta vegetal, formas de torres, pinturas o
enterramiento de líneas eléctricas, así como de un plan de vigilancia cuya función básica
es garantizar la afectación mínima del parque al entorno en el que está situado.
- 29 -
FACTIBILIDAD ECONOMICA DE LA ENERGIA EOLICA
Aunque la rentabilidad económica de un aerogenerador no debe ser la única medida de
referencia, sino también evaluar las ventajas ecológicas de este tipo de energía los costes
de generación deberán por supuesto quedar en un valor macro económicamente
justificable.
La rentabilidad económica de un aerogenerador y por ende su utilización, depende
fundamentalmente de los datos del viento en el lugar de emplazamiento.
Un parámetro decisivo es la velocidad anual media del viento, la cual se calcula mediante
la distribución y el valor absoluto de la velocidad a lo largo de un año natural.
Debe aclararse que la mejor forma de calcular la energía anual media de un
aerogenerador es mediante la distribución estadística de Weibull II, llevando los valores
medios que generalmente se miden a 10 metros de altura, a la altura del eje del rotor del
aerogenerador.
Una forma aproximada de cálculo de la velocidad del viento a la altura del aerogenerador
es mediante la ecuación: donde se han utilizado los siguientes parámetros:
= Velocidad media a la altura de cálculo.
0 = Velocidad media a 10 m de altura.
h = Altura de cálculo.
a = Exponente en función de la rugosidad del terreno. Oscila entre 0,08 y 0,40.
- 30 -
Por otra parte, la rentabilidad de un aerogenerador está determinada por los costes de
generación de corriente eléctrica, la cual puede calcularse según la siguiente igualdad
donde:
COE = Coste de generación de corriente eléctrica (€/kW/h)
IC= Costes de inversión del aerogenerador (€).
E= Energía generada anualmente
E= P*T (kW/h/año).
P = Potencia nominal del aerogenerador (kW).
T= Horas de generación con máxima potencia (T=FC*8760).
FC = Factor de carga.
a= Tasa de anualidad de los costes de capital.
OM = Costes de operación y mantenimiento, se puede calcular como un
porcentaje de la inversión IC, variando según el aerogenerador entre 0,5% y 3,5%.
b= Costes anuales de servicio (b=a + OM).
La tasa de anualidad a depende del interés y del tiempo de amortización en
años, y está definida para diferentes intereses y diferentes tiempos de amortización.
Pero sin lugar a dudas las diferencias más grandes resultan de los costes específicos de
inversión, ( BIC=IC/E ), es decir, de los costes totales de inversión y de la energía
generada anualmente.
La inversión a realizar para la instalación de un parque eólico se ve especialmente
afectada, además de por el propio coste de los aerogeneradores, por el coste de la línea y
el equipamiento eléctrico necesario para la interconexión. Este último factor constituye
frecuentemente una causa de incertidumbre que afecta a la viabilidad económica del
- 31 -
proyecto, y su cuantificación pasa normalmente, por alcanzar un acuerdo previo con la
compañía distribuidora de electricidad que tenga en cuenta no sólo los costes de la línea
de conexión sino las modificaciones que se requieran en la red de distribución o
transporte. Estas dificultades son a menudo tan importantes que están ralentizando e
incluso comprometiendo seriamente las financiaciones de los parques eólicos. Los costes
de conexión, las tasas a la administración local, que aunque reguladas suelen ser
acordadas entre promotores y autoridades municipales, y los costes de los terrenos son
difíciles de cuantificar, pero en cualquier caso están sufriendo un aumento progresivo en
los últimos años.
Para un parque considerado como “caso tipo”, de 15 MW de potencia nominal, constituido
por máquinas de 600 ó 700 kW de potencia unitaria, con altura de buje de 45 m., con una
orografía normal y una línea de conexión de 10 km a 132 kV, la inversión total sería de
unos 11,7 millones de euros. En este total, los aerogeneradores significarían el 75%, el
equipamiento electromecánico incluida línea de transporte el 14% y la obra civil el 6%,
correspondiendo el 5% restante a los estudios de evaluación de recursos eólicos, impacto
ambiental, promoción, tramitación de permisos e ingeniería. La vida operativa de la
instalación se estima en 20 años y la producción eléctrica media la equivalente a 2.400
horas anuales de funcionamiento a potencia nominal. Por su parte, los costes de
explotación medios suponen anualmente del orden de un 3% de los costes de inversión.
La inversión señalada supone un ratio de 780 €/kW instalado en 2004 que, teniendo en
cuenta principalmente el coste previsto de los aerogeneradores, evolucionará según
previsiones del Plan de Fomento de las Energías Renovables hasta quedar
aproximadamente en 690 €/kW en 2010.
.
- 32 -
TIPOS QUE DE GENERADORES QUE EXISTEN
En la actualidad existe toda una enorme variedad de modelos de aerogeneradores,
diferentes entre sí tanto por la potencia proporcionada, como por el número de palas o
incluso por la manera de producir energía eléctrica (aisladamente o en conexión directa
con la red de distribución convencional). Pueden clasificarse, pues, atendiendo a
distintos criterios:
POR LA POSICIÓN DEL AEROGENERADOR:
EJE VERTICAL
Su característica principal es que el eje de rotación se encuentra en posición
perpendicular al suelo. Son también llamados "VAWTs", que corresponde a las siglas de
la denominación inglesa "Vertical Axis Wind Turbines". Existen tres tipos de estos
aerogeneradores:
• DARRIEUS: Consisten en dos o tres arcos que giran alrededor del eje.
• PANEMONAS: Cuatro o más semicírculos unidos al eje central. Su rendimiento es
bajo.
• SABONIUS: Dos o más filas de semicilindros colocados opuestamente.
- 33 -
EJE HORIZONTAL
Son los más habituales y en ellos se ha centrado el mayor esfuerzo de diseño en los
últimos años. Se los denomina también "HAWTs", que corresponde a las siglas de la
denominación inglesa "Horizontal Axis Wind Turbines".
CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL PARA
PRODUCCIÓN ELÉCTRICA EN FUNCIÓN DE SU POTENCIA
Denominación (kW) Aplicaciones
Muy baja < 1 < 1 Embarcaciones, sistemas de
comunicación, refugios de
montaña, iluminación...
1-10 1-3 Granjas, viviendas aisladas
(Sistemas EO-FV), bombeo…
Baja 10-100 3-9 Comunidades de vecinos,
PYME´s (sistemas mixtos EO-
diésel), drenaje, tratamiento de
aguas...
Media 100-1.000 9-27 Parques Eólicos (terreno
complejo).
- 34 -
Alta 1.000-10.000 27-81 Parques Eólicos (terreno llano,
mar adentro).
Muy alta > 10.000 > 81 En fase de investigación y
Desarrollo, requieren nuevos
diseños y materiales no
convencionales. Suponen un
salto tecnológico.
No antes del año 2010.
POR LA POSICIÓN DEL EQUIPO CON RESPECTO AL VIENTO:
• BARLOVENTO:
Las máquinas corrientes arriba tienen el rotor de cara al viento. La principal ventaja de los
diseños corriente arriba es que se evita el abrigo del viento tras la torre. Con mucho, la
mayoría de los aerogeneradores tienen este diseño.
Por otro lado, también hay algo de abrigo enfrente de la torre, es decir, el viento empieza
a desviarse de la torre antes de alcanzarla, incluso si la torre es redonda y lisa. Así pues,
cada vez que el rotor pasa por la torre, la potencia del aerogenerador cae ligeramente.
El principal inconveniente de los diseños corriente arriba es que el rotor necesita ser
bastante inflexible, y estar situado a una cierta distancia de la torre. Además una máquina
corriente arriba necesita un mecanismo de orientación para mantener el rotor de cara al
viento.
- 35 -
• SOTAVENTO:
Las máquinas corrientes abajo tienen el rotor situado en la cara a sotavento de la torre.
La ventaja teórica que tienen es que pueden ser construidos sin un mecanismo de
orientación, si el rotor y la góndola tienen un diseño apropiado que hace que la góndola
siga al viento pasivamente.
Sin embargo, en grandes máquinas ésta es una ventaja algo dudosa, pues se necesitan
cables para conducir la corriente fuera del generador. Si la máquina ha estado
orientándose de forma pasiva en la misma dirección durante un largo periodo de tiempo y
no dispone de un mecanismo de orientación, los cables pueden llegar a sufrir una torsión
excesiva.
Un aspecto más importante es que el rotor puede hacerse más flexible. Esto supone una
ventaja tanto en cuestión de peso como de dinámica de potencia de la máquina, es decir,
las palas se curvarán a altas velocidades del viento, con lo que quitarán parte de la carga
a la torre.
El inconveniente principal es la fluctuación de la potencia eólica, debida al paso del rotor a
través del abrigo de la torre. Esto puede crear más cargas de fatiga en la turbina que con
un diseño corriente arriba.
POR EL NUMERO DE PALAS:
• UNA PALA
Al tener sólo una pala, estos aerogeneradores precisan un contrapeso en el otro extremo
para equilibrar. La velocidad de giro es muy elevada. Su gran inconveniente es que
introducen en el eje unos esfuerzos muy variables, lo que acorta la vida de la instalación.
Una aplicación de este tipo de máquinas puede verse en la foto situada al lado.
- 36 -
• DOS PALAS
Los diseños bipala de aerogeneradores tienen la ventaja de ahorrar el coste de una pala
y, por supuesto, su peso.
Sin embargo, suelen tener dificultades para penetrar en el mercado, en parte porque
necesitan una mayor velocidad de giro para producir la misma energía de salida.
Esto supone una desventaja tanto en lo que respecta al ruido como al aspecto visual una
aplicación de este diseño se presenta en la figura.
Esto supone una desventaja tanto en lo que respecta al ruido como al aspecto visual. Una
aplicación de este diseño se presenta en la figura.
- 37 -
• TRES PALAS
La mayoría de los aerogeneradores modernos tienen este diseño, con el rotor mantenido
en la posición corriente arriba, usando motores eléctricos en sus mecanismos de
orientación este diseño tiende a imponerse como estándar al resto de los conceptos
evaluados.
La gran mayoría de las turbinas vendidas en los mercados mundiales poseen este diseño
un espectacular ejemplo, de 72 m de diámetro del rotor y 80 m de altura hasta el eje,
puede verse en la foto.
• MULTIPALAS
Con un número superior de palas o multipalas. Se trata del llamado modelo americano,
debido a que una de sus primeras aplicaciones fue la extracción de agua en pozos de las
grandes llanuras de aquel continente.
- 38 -
POR LA MANERA DE ADECUAR LA ORIENTACIÓN DEL EQUIPO A LA
DIRECCIÓN DEL VIENTO EN CADA MOMENTO:
El mecanismo de orientación de un aerogenerador es utilizado para girar el rotor de la
turbina en contra del viento. Se dice que la turbina tiene un error de orientación si el rotor
no está perpendicular al viento.
Un error de orientación implica que una menor proporción de la energía del viento pasará
a través del área del rotor (esta proporción disminuirá con el coseno del error de
orientación). Por tanto, la eficiencia del mecanismo de orientación es fundamental para
mantener el rendimiento de la instalación.
SEGÚN LA FORMA DE PRODUCIR ENERGÍA ELÉCTRICA
Se divide en dos: en conexión directa a la red de distribución convencional o de forma
aislada: Las aplicaciones aisladas por medio de pequeña o mediana potencia se
utilizan para usos domésticos o agrícolas (iluminación, pequeños electrodomésticos,
bombeo, irrigación, etc.), incluso en instalaciones industriales para desalación, repetidores
aislados de telefonía, TV, instalaciones turísticas y deportivas, etc. En caso de estar
condicionados por un horario o una continuidad, se precisa introducir sistemas de baterías
de acumulación o combinaciones con otro tipo de generadores eléctricos (grupos diésel,
placas solares fotovoltaicas, centrales mini hidráulicas,...)
También se utilizan aerogeneradores de gran potencia en instalaciones aisladas,
desalinización de agua marina, producción de hidrógeno, etc.
LA CONEXIÓN DIRECTA A LA RED
Viene representada por la utilización de aerogeneradores de potencias grandes (mas de
10 ó 100 kW). Aunque en determinados casos, y gracias al apoyo de los Estados a las
energías renovables, es factible la conexión de modelos mas pequeños, siempre teniendo
en cuenta los costes de enganche a la red (equipos y permisos). La mayor rentabilidad se
obtiene a través de agrupaciones de máquinas de potencia conectadas entre si y que
vierten su energía conjuntamente a la red eléctrica. Dichos sistemas se denominan
parques eólicos.
- 39 -
Por sus condiciones de producción caprichosa, está limitada en porcentaje al total de
energía eléctrica (en la conexión directa a la red). Se considera que el grado de
penetración de la energía eólica en grandes redes de distribución eléctrica, puede
alcanzar sin problemas del 15 al 20% del total, sin especiales precauciones en la calidad
del suministro, ni en la estabilidad de la red.
- 40 -
COMPONENTES DE UN AEROGENERADOR En esta figura se pueden ver los principales elementos de un aerogenerador:
Donde se observan los siguientes componentes:
- 41 -
TURBINA:
Las principales partes de la turbina se ven en la siguiente figura:
Y en la siguiente imagen se aprecian todos los componentes en detalle
- 42 -
Frame: chasis
Gearbox: multiplicador
Bearing: rodamiento
Hub: buje
Generador: Generador
Yaw motor / break: motor/freno para el movimiento de orientación de la turbina
LA GÓNDOLA
Contiene los componentes clave del aerogenerador, incluyendo el multiplicador y el
generador eléctrico. El personal de servicio puede entrar en la góndola desde la torre de
la turbina.
La góndola del aerogenerador protege a todos los componentes del mismo de las
inclemencias del tiempo, a la vez que aísla acústicamente el exterior del ruido generado
por la máquina la capota de la góndola, fabricada en material compuesto, está unida al
chasis, sobre el que se montan todos los componentes. Está construida en un 30% de
fibra de vidrio y en un 70% de poliéster. Dispone de tomas de aire para la refrigeración,
trampilla, pararrayos, anemómetro y veleta.
- 43 -
La cara externa está protegida con gelcoat de alta calidad, no permitiéndose que en su
acabado aparezcan deformaciones o marcas de fibra, Este acabado proporciona una
resistencia suficiente al medio marino y a la erosión derivada de vientos fuertes y
partículas en suspensión.
El chasis es partido, con una parte frontal en la que se soportan y transmiten las cargas
del rotor y tren de potencia, y una parte posterior en voladizo sobre la que descansan el
generador y los armarios de potencia y equipos auxiliares.
EL BUJE
El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador.
EL ROTOR
Podemos encontrar varios modelos de rotor, y esa es la mejor forma de entender y hacer
la elección de uno para la creación de una máquina eólica.
Un ejemplo de rotor será un tripala horizontal, con control de potencia por entrada en
pérdida. La pala puede ser de longitud 21 m por lo que al usar buje esférico son
necesarios unos alargadores de aproximadamente 0.5 m. (para un buje de 1.7 m.
diámetro). El ángulo de inclinación del eje de giro del rotor respecto a la horizontal es de
5° (ángulo de tilt).
La pala viene equipada con dispositivos aerodinámicos que optimizan el comportamiento
de ésta tanto desde un punto de vista estructural-dinámico como de actuaciones.
El sentido de giro del rotor, visto desde aguas arriba, es horario también podemos
encontrar un rotor de tipo tripala de eje horizontal, con control de potencia por cambio de
paso de las palas, y por elección de la velocidad de giro de su rotor, de manera que se
está siempre en la situación óptima para la producción energética.
Ejemplos de pala elegida para este tipo pueden ser la LM 25.1 P 27.1 P 28.6 P (Longitud
de pala 25.1 m 27.1 m y 28.6 m) la pala está unida al buje mediante un rodamiento
de bolas, que permite a ésta girar alrededor de su eje. El rodamiento se une a la pala por
su anillo interior y al buje por el exterior.
El control del ángulo de paso permite a la pala girar entre 0 y 90º y conseguir que el
aerogenerador mantenga la potencia nominal en un rango de vientos comprendido entre
12 – 25,11,5 - 25 y 10,8 - 25 m/s) así como realizar arranque y paradas eficaces.
- 44 -
EL EJE DE BAJA VELOCIDAD
Conecta el buje del rotor al multiplicador. En un aerogenerador moderno de 600 kW. El
rotor gira muy lento, a unas 19-30 r.p.m. El eje contiene conductos del sistema hidráulico
para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos.
SISTEMA DE CAMBIO DE PASO
La principal función del sistema de cambio de paso es el control de potencia el sistema de
control está continuamente comparando la curva de potencia con la producción del
aerogenerador, seleccionando el paso de la pala óptimo para cada velocidad de rotación.
El cambio de paso se realiza mediante un actuador hidráulico individual para cada pala,
aumentando o disminuyendo la presión. Con este sistema se logra una mayor precisión
en la regulación, optimizar la dinámica del sistema y una mayor seguridad frente a fallos.
También se utiliza el cambio de paso para el sistema de frenado. Mediante las servo
válvulas se llevan las palas hasta 88° (posición de bandera) a una velocidad de 5,7°ls en
una parada normal. Para frenada de emergencia se utilizan, adicionalmente a las servo
válvulas, unos acumuladores que son capaces de llevar la pala a 88° a una velocidad de
15°ls.
EL TREN DE POTENCIA Y MULTIPLICADOR
El tren de potencia está constituido por el eje lento, el soporte principal de dicho eje, el
multiplicador de velocidades y el acoplamiento. Su misión es transmitir la potencia
mecánica al generador eléctrico en las condiciones adecuadas para la generación de
electricidad.
El multiplicador tiene en la entrada el eje de baja velocidad. Permite que el eje de alta
velocidad que está a la salida gire más de 50 veces más rápido que el eje de baja
velocidad.
Se debe tener presente que este multiplicador está equipado con un sistema de
lubricación, que puede ser por bomba independiente o por barbo taje. La bomba,
acoplada a un motor eléctrico e instalado a un costado de la máquina, se activa antes de
liberar el rotor, con lo que la máquina recibe una cantidad suficiente de aceite ya antes de
iniciar el giro, caudal que en todo momento es constante e independiente del régimen de
revoluciones del multiplicador.
- 45 -
En este caso la cantidad de aceite en el cárter es sensiblemente inferior que en la
lubricación por barbo taje, si bien, en la práctica se opta por una combinación racional de
los dos sistemas, a objeto de minimizar lar necesidades de energía requeridas para los
equipos de bombeo y abaratar los costes.
El eje principal realizado en acero forjado (42 CrMo4) consta de una brida para su unión
mediante tornillos al buje, se apoya sobre un rodamiento de doble hilera de rodillos en su
parte delantera y se une al multiplicador mediante un aro Stüwe de compresión.
El multiplicador tiene una relación de velocidades mayor a 1:50, que consigue mediante
una primera etapa planetaria y dos etapas más de ejes paralelos helicoidales.
El sentido de giro en eje lento y eje rápido es el mismo. La potencia nominal de entrada
en el eje lento puede ser de 715 kW o 860 kW.
El acoplamiento entre multiplicador y generador es elástico, con capacidad de absorber
des alineamientos en operación en continuo. El freno mecánico se monta sobre el eje
rápido del multiplicador, y consiste en un disco de 795 mm de diámetro sobre el que actúa
una pinza hidráulica, segura ante el fallo.
EL EJE DE ALTA VELOCIDAD
Gira aproximadamente a 1.500 r.p.m. lo que permite el funcionamiento del generador
eléctrico. Está equipado con un freno de disco mecánico de emergencia.
El freno mecánico se utiliza en caso de fallo del freno aerodinámico, o durante las labores
de mantenimiento de la turbina.
EL GENERADOR ELÉCTRICO Suele ser un generador asíncrono o de inducción. En los aerogeneradores modernos la
potencia máxima suele estar entre 500 y 1.500 kW Generador asíncrono: tiene un doble
devanado estatórico de, por ejemplo, 4 y 6 polos, lo que permite elegir, en función de la
velocidad del viento, cual de los dos se conecta a la red, optimizando así el rendimiento
de la transformación energética y características aerodinámicas, a la vez que se reduce el
nivel de ruido a bajas velocidades de viento. La potencia de cambio está en el entorno de
los 130 kW.
Generador es de tipo síncrono: es de velocidad de sincronismo 1500 rpm. El sistema de
control permite al generador producir energía desde 750 rpm hasta la velocidad de
- 46 -
sincronismo. Este sistema de velocidad variable permite optimizar la captación de energía
para velocidades de viento inferiores a la velocidad nominal. En este sistema, el
acoplamiento entre el generador síncrono y la red eléctrica de frecuencia fija, se establece
a través de un convertidor de frecuencia, situado directamente entre el estator de la
máquina y la red. La potencia total generada por la máquina pasa a través del convertidor.
LA UNIDAD DE REFRIGERACIÓN
Contiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar el generador eléctrico. Además
contiene una unidad refrigerante por aceite empleada para enfriar el aceite del
multiplicador. Algunas turbinas tienen generadores refrigerados por agua.
LAS PALAS DEL ROTOR
Se mueven con el viento y transmiten su potencia hacia el buje. En un aerogenerador
moderno de 600 KW. cada pala mide alrededor de 20 metros de longitud y su diseño es
muy parecido al del ala de un avión.
Los materiales que tradicionalmente se han utilizado en la fabricación de las palas de los
aerogeneradores se han visto desplazados por la utilización de plásticos y resinas, La
fibra de vidrio se aplica al 99% de los grandes aerogeneradores. Existe una tendencia
clara hacia el uso de epoxi (generalmente resina de poliéster) reforzado de fibra de vidrio
o carbono.
SISTEMA DE ORIENTACIÓN
El aerogenerador tiene un sistema activo de orientación, que hace girar la góndola de
forma que el rotor permanezca orientado hacia el viento El sistema actúa sobre un
rodamiento de bolas que une la torre al chasis. La parte exterior del rodamiento, que se
une a la torre a través de tornillos, tiene un dentado sobre el que actúan los moto-
reductores de orientación. En la parte interna de la torre existe un disco de freno, sobre el
que se montan las pinzas de freno.
A través de los sensores de viento localizados en el exterior de la góndola (duplicados por
seguridad), el control es informado si la góndola está orientada o no con el viento
incidente. Si no lo está, se liberan parcialmente (reduciendo la presión de su circuito
hidráulico) las 4 pinzas de freno en orientación de la máquina, de forma que cuando los 2
moto-reductores eléctricos aplican su par de giro sobre el rodamiento corona, la máquina
mantiene un par pasivo que hace más suave y más seguro el movimiento de la máquina.
- 47 -
CONVERTIDOR
Tiene el cometido de regular el par que es opuesto por el generador eléctrico a la turbina,
regulando de esta forma su velocidad de giro, y el de inyectar la energía producida en la
red con la máxima calidad posible.
El convertidor se encuentra en una plataforma intermedia de la torre. Su entrada se
encuentra conectada al generador a través de mangueras flexibles, y la salida es dirigida
de igual forma al transformador de media tensión para su distribución.
Los objetivos que el convertidor cumple son:
Inyección de potencia a la red de forma óptima.
Reducción máxima de fluctuaciones de potencia y efecto Flickering.
Operación con velocidad variable del rotor, de forma que el punto de
funcionamiento de la turbina sea el de máximo rendimiento dentro del rango de
funcionamiento.
- 48 -
TIPOS DE VOLTAJE
SISTEMA DE ELEVACIÓN DE TENSIÓN.
El armario de potencia y control situado en la base de la torre, se conecta a un
transformador seco de 1000 kVA ubicado en el interior de la torre, en el que se eleva la
tensión hasta 20 kV (más adecuada para su distribución dentro del parque), para ser
entregada a la red a través de las correspondientes celdas de media tensión.
Los devanados del transformador son continuamente monitorizados mediante tres
sondas, las cuales llevan a cabo la medida y el control de la temperatura.
Los aerogeneradores de la serie 800 kW se encuentran equipados con un sistema de tres
celdas de 20 kV. Su función es la de proporcionar una conexión fácil y segura entre el
aerogenerador y la red, posibilitando la desconexión y puesta a tierra, si fuera necesario,
del aerogenerador.
El sistema de elevación de tensión está compuesto por los siguientes equipos, ubicados
en el interior de la torre:
TRANSFORMADOR DE POTENCIA SECO
Tiene devanados encapsulados en resina epoxi, servicio continuo, instalación interior de
1000 KV A, 20/1 kV, grupo de conexión DIN 11, 50 Hz.
CELDA DE PROTECCIÓN DEL TRANSFORMADOR
Tiene un interruptor seccionador y posiciones de conexión - seccionamiento puesta a
tierra, de 24 kV, 400 A, 16 kA, mando manual, bobina de disparo y porta fusibles con
timonería de disparo por fusión. Incluye captores capacitivos de presencia de tensión,
seccionador de doble puesta a tierra de los porta fusibles según DIN43.625. Salida de
cable por pasa tapas para bornes enchufable de 200 A.
CELDA DE SALIDA DE LÍNEA 20 KV
Tiene interruptor seccionador y posiciones de conexión - seccionamiento - puesta a tierra,
de 24 kV, 400 A Y mando manual, incluyendo captores capacitivos de presencia de
tensión en cada fase de la línea de salida y acometida de cables a pasa tapas para
bornes atornillables 400/630 A.
- 49 -
CABINA PARA ENTRADA DE LÍNEA
Se realiza mediante acometida directa de pasa tapas para bornes atornillables de 400/630
A, sin elemento de corte.
Estas celdas disponen de un sistema de seguridad que indica claramente si apareciera
cualquier fuga del gas aislante. Las celdas permiten la desconexión y puesta a tierra del
transformador de un aerogenerador a la vez que el servicio a máquinas conectadas en la
misma línea sigue estando disponible
EL CONTROLADOR ELECTRÓNICO
Es un ordenador que continuamente monitoriza las condiciones del aerogenerador y que
controla el mecanismo de orientación. En caso de cualquier disfunción (por ejemplo, un
sobrecalentamiento en el multiplicador o en el generador), automáticamente para el
aerogenerador y llama al ordenador del operario encargado de la turbina a través de un
enlace telefónico mediante MODEM.
LA TORRE
Soporta la góndola y el rotor. Generalmente es una ventaja disponer de una torre alta,
dado que la velocidad del viento aumenta conforme nos alejamos del nivel del suelo. Una
turbina moderna de 600 KW. Tendrá una torre de 40 a 60 metros.
Las torres pueden ser bien torres tubulares (como la mostrada en el dibujo) o torres de
celosía. Las torres tubulares son más seguras para el personal de mantenimiento de las
turbinas ya que pueden usar una escalera interior para acceder a la parte superior de la
turbina. La principal ventaja de las torres de celosía es que son más baratas.
- 50 -
CARACTERISTICAS DE ALGUNOS GENERADORES EOLICOS.
GENERADOR EÓLICO AMPAIR PACIFIC 100
• Potencial de salida de 100W
• Limitación de la corriente máxima de salida
• Alternador sin escobillas
• Sus 6 palas y el centro de gravedad alineado con el eje evitan
los molestos ruidos
• Equipado con arillos deslizantes para buscar la dirección del viento y autorientarse
• Maximizado
Las necesidades de producción de energía eléctrica se ponen de manifiesto en multitud
de ocasiones. Mantener operativos los instrumentos de navegación, al mismo tiempo que
la nevera y otros elementos de confort, requiere a menudo mucha más energía de la que
producimos con la navegación a motor.
- 51 -
El ruido y consumo de combustible del generador o motor se pueden reducir mediante el
uso del generador eólico que producirá energía eléctrica continuamente por acción del
viento.
Modelos
A01 MO 31 Montaje en Stern (kit montaje en popa)
A01 MO 32 Montaje en palo de mesana (mizzen bracket)
A01 MO 30 Montaje en puente (con palo aluminio 410mm+base de 120x120mm)
A01 1012 12V DC. Precisa regulador
A01 1024 24V DC. Precisa regulador
A00 RG S1B-12 Regulador de dos niveles de carga, 100W, para una batería de 12V DC
A00 RG S1B-24 Regulador de dos niveles de carga, 100W, para una batería de 24V DC
A00 RG S3B-24 Regulador de dos niveles de carga, 100W, para tres baterías de 24V DC
A00 RG S3B-12 Regulador de dos niveles de carga, 100W, para tres baterías de 12V DC
- 52 -
DISEÑO
La mecánica y el diseño eléctrico del Ampair Pacific 100 es el resultado de una
combinación óptima entre la turbina y el alternador, produciendo la máxima eficiencia
de conversión a una velocidad eólica normal (7 - 18 nudos).
Ideado para tener un funcionamiento suave, sin ruido ni vibración, el Ampair Pacific 100
está diseñado para sobrevivir en los más severos entornos. Todos sus componentes han
sido maximizados para prevenir la corrosión.
Este generador eólico tiene numerosas aplicaciones. Puede encontrarse en:
embarcaciones, chalets en las playas de Tasmania, estaciones de radar en Finlandia,
repetidores de radio en Sudáfrica, para telecomunicaciones en las Islas Malvinas,
para varias expediciones a la Antártida... en definitiva, para todas aquellas situaciones
donde necesitan cargarse baterías de 12 ó 24V.
MIZZEN
Soporte de aluminio para la instalación
Resistente a la torsión en cualquier dirección
- 53 -
STERN
Kit de montaje en popa
Dos tubos de aluminio con fijaciones al backsta y, 2 cables de acero inoxidable,
soportes de fijación y pequeño material para el montaje.
- 54 -
GENERADOR EÓLICO AMPAIR PACIFIC 300 (12 Ó 24V)
300W de corriente continúa a 12,6m/s
Velocidad de arranque 3m/s
Prestaciones sin compromiso
Energía sin polución
La energía que se necesita
La fuerza requerida
Protección frente a fuertes vientos
- 55 -
Optimizado diseño de la turbina: poco ruido y mucha potencia Gracias al avanzado diseño
aerodinámico del Ampair Pacific 300 sus aspas no producen ruido de vibración,
resonancia o aleteo. El control automático de las vueltas de las aspas convierte una suave
transición de la turbina en una velocidad constante. Su “pedigrí”.
Este producto ha sido desarrollado tras 25 años de continua producción de pequeños
sistemas de generadores eólicos y acuáticos para la carga de baterías. Su nuevo diseño
viene dado por la experiencia obtenida de la distribución de otros modelos y la respuesta
de sus usuarios a lo largo de todo el mundo.
La alta tecnología en el diseño del PACIFIC 300 combina un estilo moderno con un
bajo impacto visual y unas operaciones no intrusivas.
La acertada construcción aerodinámica de las turbinas de cada aspa minimiza el ruido y
la vibración optimizando así su resultado y mejorando la relación potencia/peso.
Su sistema integral de navegación protege los componentes internos de la condensación
y la corrosión.
- 56 -
Su potente alternador de baja velocidad convierte el movimiento de la turbina en
electricidad trifásica de corriente alterna.
El sencillo montaje del poste permite una fácil fijación sobre cualquier mástil o torre.
El Ampair Pacific 300 funciona sin la necesidad de cortes térmicos, estárteres, aparatos
conmutadores o complejos controles electrónicos.
Referencias
A03 REG S-12 Regulador de dos niveles de carga, 300W, para una batería de 12V DC
A03 REG S-24 Regulador de dos niveles de carga, 300W, para baterías de 24V DC
A03 REG 300 Regulador de carga, 300W, 12-24V DC. Permite configurar doble voltaje,
Accesorios
A03 MO 32 Montaje en Sloop (kit montaje en popa)
A03 MO 34 Montaje en palo de mesana (mizzen bracket)
A03 MO 30 Montaje en puente (con palo aluminio 550mm+base)
A03 MO 31 Montaje en puente (con palo de acero inoxidable de 550mm+base)
A03 1012 12V DC (blanco). Salida AC trifásica. Con rectificador para carga de baterías
A03 1024 24V DC (blanco). Salida AC trifásica. Con rectificador para carga de baterías
Doble entrada (eólica + solar) o doble salida (2 baterías)
- 57 -
- 58 -
GENERADOR EÓLICO AMPAIR PACIFIC 600 (24 Ó 48V)
Pensado para grandes aplicaciones
Cargador de sistemas de baterías de 24/48V DC
15 años de vida operativa estimada
Protección frente a fuertes vientos
CARACTERÍSTICAS
Optimización del equipo El Ampair 600 es la última micro turbina de Ampair. Está
construido sobre la misma plataforma que los renombrados Ampair 100 y 300, tiene un
diámetro optimizado en sus palas de 1,7m ideal para vientos de poca y mediana potencia.
Incorpora un sistema Powerful que aminora la turbina cuando hay fuertes vientos
reduciendo así el ruido y las cargas de sistema de voltaje. Puede usarse en grandes
embarcaciones y está construido siguiendo un amplio rango de especificaciones marinas.
- 59 -
CARGA DE BATERÍAS
El Ampair 600-24/48V está diseñado para cargar sistemas de baterías de 24/48V DC de
alta capacidad y debe ser instalado juntamente con el regulador A06 RG TS que incluye:
regulador, salida de carga DC, rectificador, fusibles y los disipadores de calor.
Las cargas pueden ser tanto equipos de 24V o 48V como un inversor senoidal aislado
que puede usarse para abastecer equipos de 115 ó 230V AC.
Modelos
A00 MO 33 Kit montaje en popa
A06 MO 35 Conectores Estanco
Accesorios
A06 RG TS24 Regulador de carga 600W, 24V DC (+rectificador + interruptor +
fusibles)
A06 RG TS48 Regulador de carga 600W, 48V DC (+ rectificador + interruptor +
fusibles)
A06 1024 24V DC. Precisa regulador
A06 1048 48V DC. Precisa regulador
- 60 -
GENERADOR EÓLICO AMPAIR PACIFIC 6000
Turbina de 5,5m, 6.000W: la hermana mayor Ampair da un salto de gigante desde el
aerogenerador de 600W hasta éste de 6.000W. Es ideal para proveer energía a granjas
remotas, casas rurales, sistemas de telecomunicaciones, edificios públicos,
infraestructuras industriales o escuelas, tanto para conexión a red de 230V o para carga
de baterías de 48V.
Al igual que las otras turbinas Ampair, está manufacturada a partir de materiales de gran
calidad marina haciéndola especialmente indicada para aplicaciones remotas, costeras o
de climas fríos.
SIMPLICIDAD En cumplimiento con el estándar IEC 61400-2 para turbinas de Clase I, lo
cual significa que puede ser fácil y sencillamente instalada en cualquier lugar del mundo.
Es una unidad sellada por completo que no requiere servicios anuales costosos.
VARIEDAD DE ESTILOS Hay disponible una amplia gama de mástiles. Al igual que pasa
con todas las turbinas, más altura proporciona mayor potencia gracias al aumento de la
velocidad del viento, por ello Ampair puede proveer mástiles desde 10 hasta 30 metros
con variedad de estilos, incluyendo el mono poste o la torre de celosía (como las de
radio).
- 61 -
- 62 -
DIAGRAMAS
- 63 -
- 64 -
EN CAMINO
Uno de los proyectos que tiene mayores posibilidades es la construcción de un parque
eólico en la zona occidental del país.
“Se ha identificado un potencial de 42 megas (megavatios o MW) cerca de Metapán”, dijo
Jaime Contreras, director de la Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa (CEL)
España y Finlandia están cooperando con el análisis del potencial en la zona y el futuro
diseño. Contreras estima que aproximadamente en 2014 puedan comenzar a construirlo,
pero falta determinar la ubicación exacta de cada poste que convertirá la energía y el tipo
de propiedad del terreno.
La ventaja de la energía eólica es que puede aportar al sistema en la temporada seca,
justo cuando los embalses de las represas están con niveles bajos de agua y generan
poca electricidad.
- 65 -
PARQUE EÓLICO DE METAPÁN TIENE POTENCIAL DE 42 MW
La generación de energía eléctrica basada en el viento, la llamada energía eólica, es uno
de los proyectos al que la Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa (CEL) le está
apostando fuertemente para poder dar un giro a la matriz energética de El Salvador.
La CEL busca construir un parque eólico en el municipio de Metapán, Santa Ana, en el
que instalarán 28 aerogeneradores de 1.5 megavatios cada uno, que en conjunto podrán
llegar a generar un total de 42 megavatios, lo que se traduce en 126.5 giga vatios de
energía al año.
Esto equivale al consumo de 100,000 hogares, con una demanda promedio de 100
kilovatios hora por mes cada uno.
Actualmente, cerca de la mitad de la energía que se consume en el país se genera a
partir de hidrocarburos, un 30% con presas hidroeléctricas, y un 23% con turbinas
geotérmicas.
La CEL ha realizado un estudio para sustentar el proyecto. En este se hicieron múltiples
pruebas técnicas de velocidades de viento en diferentes zonas del país, como Sonsonate,
Santa Ana y La Unión.
Luis Ernesto Gracia, gerente de Inversiones y Energías Renovables de la CEL, detalló
que en Metapán encontraron un buen potencial de generación eólica.
La comisión deberá invertir unos $120 millones para echar a andar este proyecto, que
contempla desde elaboración de estudios previos hasta la construcción misma del parque.
Una de las características de este tipo de generación de energía, basado en recursos
renovables, es que son proyectos amigables con el medio ambiente, menos
contaminantes.
Según García, este parque eólico evitará lanzar al ambiente cerca de 89,500 toneladas de
CO2 y obviaría la compra de 183,500 barriles de combustibles al año. Las autoridades de
la CEL esperan iniciar la construcción del parque eólico en 2015, pero para que eso
suceda necesitan finalizar en 2013 los estudios complementarios, ambientales, estudios
topográficos, y otros. En 2014 iniciaría el proceso de licitación, en el que buscarán a
empresas extranjeras para que lo operen.
- 66 -
En El Salvador no existe la experiencia en el desarrollo de estos proyectos. “Las
empresas serán 100% internacionales (quienes desarrollen el proyecto), no creo que haya
capacidad, aun aquí en la región (centroamericana), esto se maneja con licitaciones
internaciones.
Uno de los puntos considerados en el estudio realizado previamente es la ampliación de
carreteras en algunos puntos desde el puerto de Acajutla hasta su destino en Metapán.
Algunos de los componentes de las torres generadoras son de gran tamaño, lo que obliga
a tener un plan logístico para el transporte de estos.
“Eso formó parte del estudio (el transporte de los componentes)... los más complicados de
transportar son las palas (aspas giratorias), miden entre 40 y 45 metros... hay que ver las
curvas, los puentes, si aguantan el peso, pero la ruta de acceso al lugar fue parte del
estudio”, explicó García.
En Centroamérica ya países como Honduras y Costa Rica utilizan este tipo de tecnología
para generar energía eléctrica.
Con el proyecto, la CEL busca generar energía limpia, con efectos colaterales al ambiente
casi imperceptibles y sobre todo reducir la dependencia de la generación de energía
eléctrica basado en hidrocarburos.
- 67 -
CONCLUSIÓN
Después de un análisis detallado sobre la energía eólica, sus aplicaciones, ventajas,
desventajas, su historia, definición en fin sus conceptos más relevantes podemos llegar a
la conclusión de que es una fuente de energía inagotable y frena el agotamiento de
combustibles fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático. Es una tecnología de
aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto. La energía eólica ha probado ser
más confiable que la energía solar en cerros altos y nublados que generalmente
presentan buen régimen de vientos. Adicionalmente un generador eólico ofrece mayor
resistencia al hurto pues no es una tecnología conocida y es más difícil de desmontar.
La energía eólica también es una mejor alternativa que la generación diesel
especialmente donde el acceso es dificultoso, costoso o distante. El recurso eólico es
variable y puede tener periodos de quietud.
Podemos decir que la ocupación de la energía eólica en diferentes partes del globo, está
siendo utilizada como alternativa energética, ya que esta energía es una de las que
menos contaminan, no daña la capa de ozono, no destruye el suelo ni contamina el aire.
La producción de este tipo de energía se puede obtener mediante varios mecanismos en
combinación con otros de variados tipos. Pero emite otro tipo de contaminación como la
acústica, además de la alteración del paisaje natural.
En general, es muy utilizada en algunos países industrializados de Europa, Argentina y
los Estados Unidos. En nuestro país la inclusión de nuevas tecnologías ha permitido
generar plantas pilotos de producción de energía eólica, debido ha que está en un periodo
de investigación donde no se ha llevado a cabo la obtención de esta energía a mayor
escala.
Los beneficios de este tipo de energía, son ha nuestro entender, es que nos proporciona
energía de una manera mas económica, limpia e inagotable, ha diferencia de otras
fuentes que nos pueden proporcionar energía como por ejemplo el petróleo que es mas
caro, contaminante y es un recurso no renovable.
