Aprovechamiento de la energía eólica. PDF

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APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA EÓLICA
El aprovechamiento del viento para generar energía es casi tan antiguo como la civilización. La primera y más sencilla
aplicación fue la de las velas para la navegación.
La producción de energía eléctrica a través del viento normalmente se asocia a la imagen de las numerosas y enormes
máquinas de los parques eólicos, pero también cabe la posibilidad de emplear instalaciones de pequeña potencia, de un
tamaño poco superior al de una antena parabólica, las cuales se denominan microeólicas.
Las instalaciones microeólicas se pueden utilizar de forma aislada o junto a paneles fotovoltaicos, para proporcionar
electricidad a zonas aisladas o difícilmente alcanzables por la red eléctrica, así como para vender la electricidad
producida a la red eléctrica.
Con las microinstalaciones eólicas se presenta por tanto una oportunidad para producir energía eléctrica en pequeña
escala, de forma sostenible y compatible con el medioambiente.
Existen diferentes configuraciones de turbinas eólicas: monopala, bipala, tripala, multipala. El aumento del número de
palas disminuye la velocidad de rotación, aumenta el rendimiento y encarece el precio de estas turbinas.
Las posibilidades del micro-eólico son bastante amplias, ya que
aunque con diferentes potencialidades (en términos geográficos y
estacionales) el recurso viento es bastante difundido y las
aplicaciones posibles son numerosas. Los lugares en los que se
pueden instalar micro instalaciones eólicas son muy diversos, ya
que los aerogeneradores de tamaño pequeño son muy versátiles y
se instalan con muchas menos dificultades respecto a los
grandes.
Ilustración 1: GENERADOR DE EJE
HORIZONTAL TRIPALA
Los aerogeneradores se dividen en dos grupos:
-
Los de eje horizontal, más utilizados y eficientes
Los de eje vertical
FUNCIONAMIENTO DE LAS INSTALACIONES MICROEÓLICAS
Las partes fundamentales de una instalación de este tipo son:
-
Rotor, que incluye el buje y las palas.
Góndola, donde se sitúan el generador eléctrico, los multiplicadores y sistemas hidráulicos de control,
orientación y freno.
Torre
Las máquinas eólicas, más allá de las peculiaridades de los modelos y de los adelantos tecnológicos diferentes según la
empresa constructora, funcionan con la fuerza del viento que acciona las palas de la máquina fijadas a un buje. El
conjunto de las palas y del buje constituye el rotor. El buje, a su vez, está conectado a un primer eje (llamado eje de
baja velocidad) que gira a la misma velocidad angular que el rotor.
El eje de baja velocidad está conectado a un multiplicador de giros,
del que sale un eje de alta velocidad que gira con velocidad mayor. En
el eje de alta velocidad hay un generador eléctrico que produce la
energía eléctrica canalizada por los cables a la red. Todos estos
elementos se encuentran en la llamada góndola que a su vez se
encuentra sobre un soporte, que se puede orientar según la dirección
del viento.
La góndola se completa con un sistema de control de la potencia y
otro de control de la orientación. El primero tiene la doble función de
regular la potencia en función de la velocidad del viento instantánea
Ilustración 1: ESQUEMA INSTALACIÓN
(haciendo funcionar la turbina lo más cerca posible de su potencia
nominal) y de interrumpir el funcionamiento de la maquina en caso de
viento excesivo.
El segundo en cambio, consta de un control continuo del paralelismo entre el eje de la maquina y la dirección del
viento. La góndola se encuentra sobre una torre que puede ser de celosía o tubular cónica, anclada al terreno con
adecuados cimientos de hormigón armado.
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MODOS DE FUNCIONAMIENTO
Existen dos formas de aprovechamiento de la electricidad generada por las turbinas:
1. Sistemas conectados a la red
La energía eléctrica producida por las turbinas es vendida a la compañía suministradora. De este modo, existen dos
contadores: uno para la electricidad vendida y otro para la electricidad consumida.
Siempre que sea posible, es aconsejable conectar a red la instalación, ya que el coste de la misma es menor, y existe
una prima por la venta a la red eléctrica de esta electricidad de origen renovable.
2. Sistemas aislados
Los sistemas aislados se utilizan para proporcionar electricidad directamente a los usuarios. Generalmente, este tipo de
sistemas los utilizan usuarios con consumos de energía muy bajos, para los cuales no compensa pagar el coste de la
conexión a la red debido a una posición poco accesible.
La energía es acumulada en una serie de baterías, dimensionadas de forma que garanticen una suficiente autonomía
para los períodos en los que el sistema eólico no produzca electricidad. En este tipo de sistemas es necesario instalar
un regulador de carga.
MODALIDAD DE COLOCACIÓN Y ELECCIÓN DEL LUGAR
El lugar donde instalar la turbina debe elegirse con atención. La cercanía a los usuarios tiene la ventaja de reducir los
costes de cableado, pero puede ser contraproducente para la funcionalidad de la maquina por la interferencia con el
viento debida a la proximidad de edificios y por el impacto del ruido. La lejanía reduce el impacto medioambiental,
pero aumenta la dispersión de energía y los costes de cableado y de enterramiento de las líneas eléctricas.
La colocación de aerogeneradores en los tejados de las casas es controvertida: por una parte el montaje es sencillo, por
otra existen problemas de vibraciones transmitidas por la turbina a las estructuras sobre las que se monta, y los de
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turbulencia que se va creando alrededor de los tejados.
-
Conectadas a red: de 935 a 1.430 €/kW
Aisladas red, menor de 10 kW: 5.500 €/kW
La instalación más común sigue siendo la torre, que puede ser de tipo celosía, tubular o arriostrada.
Por otro lado, el rendimiento de las maquinas eólicas depende de la intensidad del viento: a igualdad de diámetro de
las palas, al aumentar la velocidad del viento, la potencia teóricamente extraíble aumenta de manera más que
proporcional.
De acuerdo con el Real Decreto 436/2004, de 12 de marzo, la compañía eléctrica debe pagar al productor de esta
electricidad de origen renovable por cada Kwh de electricidad que vierte a la red los siguientes precios:
1. Durante los primeros 5 años desde su puesta en marcha:
90% de la Tarifa Eléctrica Media o de Referencia.
Con la tarifa para el 20051, esto se traduce en 0.0689 €/kWh
Por lo tanto, antes de decidir instalar un sistema eólico es indispensable conocer bien las características del viento en el
lugar en el que se piensa instalar los aerogeneradores. Estos conocimientos se obtienen realizando preventivamente un
atento estudio de la frecuencia, de la velocidad, de la duración y de la dirección del viento.
2. A partir de los siguientes 10 años:
85% de la Tarifa Eléctrica Media o de Referencia.
Con la tarifa para el 2005, esto se traduce en 0.06509 €/kWh
Las maquinas eólicas funcionan dentro de parámetros mínimos y máximos de la velocidad del viento. En línea
general:
•
Pueden ser activados con viento variable de 2 a 4 m/s.
•
Cuando el viento alcanza la velocidad de 10–14 m/s, se activa un dispositivo de control de la potencia.
•
Se paran cuando la velocidad del viento supera los 20-25 m/s.
MANTENIMIENTO
Considerando la sencillez constructiva de una micro instalación, el mantenimiento y la gestión son bastante sencillos.
De hecho, las micro-maquinas eólicas hoy en el mercado, han sido diseñadas también con el objetivo de reducir al
mínimo las intervenciones. Normalmente las operaciones de mantenimiento pueden ser realizadas por el usuario
mismo; como alternativa muchos constructores ofrecen contratos de mantenimiento con costes razonables.
La gestión se puede incluso realizar a distancia, a través de sistemas de mando y telecontrol que permiten, mediante un
ordenador, recibir datos y enviar ordenes a la instalación.
Dentro de las tareas de mantenimiento se deberá distinguir entre el mantenimiento preventivo o planificado, el cual se
realiza en intervalos determinados por el fabricante y la experiencia del usuario, y el mantenimiento correctivo o no
planeado.
Las tareas a realizar para que el funcionamiento del aerogenerador sea el adecuado, son sencillas, y son básicamente la
inspección y ajuste de tuercas, palas, frenos, conexiones, cambio de aceite, fluido hidráulico y lubricante...
3. A partir de los siguientes 10 años:
80% de la Tarifa Eléctrica Media o de Referencia.
Con la tarifa para el 2005, esto se traduce en 0.06127 €/kWh
SUBVENCIONES Y AYUDAS
Gobierno de Navarra e IDAE, llevan incentivado desde hace varios años este tipo de instalaciones a través de una línea
de ayudas. Estas líneas son sumativas.
De esta forma, y dentro de la línea vigente en el año 2005, el importe de la ayuda de cada uno de estos entes es la que
sigue:
GOBIERNO DE NAVARRA:
+ Eólica aislada de la red
- Instalaciones para actividades de ocio y casas de recreo: 15% del coste subvencionable
- Resto de instalaciones: 65% del coste subvencionable
IDAE
+
+
Solar térmica: 30% del coste subvencionable
Eólica, aislados o interconectados a la red eléctrica, con potencia inferior a 2 MW: 10% del coste
subvencionable
La línea ICO-IDAE, incluye la financiación de las instalaciones a través de un préstamo con un tipo de interés
bonificado igual al Euribor hasta más 1 punto porcentual, y un plazo de amortización a elegir entre 8 ó 10 años,
incluido un año de carencia.
RENTABILIDAD DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Un sistema microeólico requiere desembolso de capital inicial muy variable, en función de la finalidad del mismo.
Las diferentes alternativas dan lugar a la imposibilidad de dar un precio exacto común a las todas las instalaciones, ya
que según la variante que se instale, y la obra civil o elementos accesorios que se necesiten emplear, el precio es muy
variable. No obstante, se puede tomar como referencia el valor del coste elegible fijado por el Instituto para la
Diversificación y Ahorro de Energía (IDAE) en el año 2005:
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Tarifa Eléctrica de referencia año 2006 = 0.076588 €/kwh
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