UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA CENTRALES ELÉCTRICAS II PROFESOR: ING. ALARCÓN CUEVA NIKO TEMA: CENTRALES SOLARES Y CENTRALES EÓLICAS GRUPO: 04 INTEGRANTES: O O O O O ALVARADO VARA EDUARDO CALDERON BAUTISTA ARTURO MAGUIÑA POLANCO ERIC RAFAEL MAYTA SOLIS ISBAR ALBERTO TALAVERANO TENORIO HEBER Callao, 22 de Marzo del 2021 INDICE Centrales Solares en el Perú y el mundo…………………………………………………………….3 Primera Central Solar en el Perú………………………………………………………………………..4 Antecedentes, capacidad RER en el mundo………………………………………………………..5 Evolución de la Matriz energética……………………………………………………………………….6 Producción Solar en el Perú……………………………………………………………………………….7 Planta Solar de Generación Eléctrica y Tipos……………………………………………………….9 Centrales Fotovoltaicas…………………………………………………………………………………….12 Célula Fotovoltaica…………………………………………………………………………………………..13 Inversores de corriente…………………………………………………………………………………….14 String Box y Tracker (Seguidores Solares)………………………………………………………….15 Funcionamiento en células fotovoltaicas…………………………………………………………….16 Mantenimiento en Centrales Solares…………………………………………………………………..18 Plantas Solares en el Perú………………………………………………………………………………….22 Centrales Eólicas……………………………………………………………………………………………….35 Historia e introducción de la energía eólica………………………………………………………...36 Partes de una Central Eólica………………………………………………………………………………37 Aerogenerador y tipos de aerogenerador. …………………………………………………………37 Componentes de un aerogenerador…………………………………………………………………...40 Sistemas Eólicos Aislados e Interconectados …………………………………………………….44 Recursos Eólicos……………………………………………………………………………………………….45 Consideraciones de un Proyecto Eólico……………………………………………………………….46 Sistemas Eólicos en Redes Aisladas…………………………………………………………………….47 Parques Eólicos en el Perú…………………………………………………………………………………49 Centrales Eólicas en el Mundo……………………………………………………………………………51 Conclusiones …………………………………………………………………………………………………..58 Bibliografia……………………………………………………………………………………………………….59 1 CENTRALES SOLARES 2 CENTRALES SOLARES EN EL PERÚ Y EL MUNDO INTRODUCCIÓN ¿Qué tan importante es la energía solar? En los últimos tiempos se ha comenzado a dar una mayor importancia a las Energías Limpias, siendo éstas obtenidas mediante la utilización de Recursos Renovables, generalmente provenientes de la naturaleza, para poder transformarlas en Energía Eléctrica que puede ser utilizada en el hogar o en cualquier instalación de la Red Eléctrica de un edificio, institución o entorno en particular. Esto se contrapone a la utilización de Centrales Termoeléctricas, que suelen generar la Electricidad que utilizamos en forma cotidiana obteniéndose mediante la quema de Combustibles Fósiles, que liberan una gran cantidad de Energía Térmica y mediante el accionar de distintas turbinas se produce la Energía Eléctrica que es posteriormente transmitida hacia la Red Eléctrica, emitiendo a través de Chimeneas o Ventilaciones una variable cantidad de Gases Contaminantes. Fig. Nº1. Una de las fuentes de Energías Renovables es justamente la Energía Solar, también llamada como Energía Solar Fotovoltaica, debido a que la tecnología necesaria para poder ser utilizada es la instalación de Paneles Solares Fotovoltaicos, unas láminas de variado espesor que se encargan de capturar la Radiación Lumínica Solar y transformarla en un recurso utilizable. Otra de las variaciones que ofrece esta tecnología es la de Energía Solar Térmica, que en lugar de capturar la Iluminación Solar, se encarga de colectar la Energía 3 Térmica que esta fuente natural nos provee, siendo una de las más utilizadas para poder calefaccionar el Agua, utilizada por su fácil instalación tanto en hogares como en instituciones deportivas. Para poder utilizar esta Fuente Energética es necesario entonces contar con un espacio para poder instalar los Paneles Solares, siendo generalmente utilizados los Techos o Terrazas, beneficiando además a un mejor aprovechamiento del espacio, aunque también se da el emplazamiento de los denominados Parques Solares, que consisten en instalaciones a gran escala y utilizados para brindarles Energía Eléctrica a una gran cantidad de hogares como también abastecer a ciudades enteras. PRIMERA CENTRAL SOLAR EN EL PERÚ. El 26 de octubre del 2012 el Presidente del Perú inauguró en el distrito de La Joya, provincia de Arequipa, la “Central Solar Repartición 20T”, la primera central fotovoltaica de Sudamérica que generará electricidad a partir de la energía solar. La central ubicada en las pampas de La Joya generará 22 megavatios y 40 megavatios en sus dos etapas, y producirá energía para 8 mil habitantes de la región, obra ejecutada por la empresa española T-Solar con presupuesto de 160 millones de soles. Asimismo, indicó que priorizará el trabajo con los municipios para que se ejecuten obras de saneamiento y no plazas y parques, con la finalidad que la población tenga agua y desagüe y se ampliarán los proyectos de electrificación rural, esa es la gran transformación acotó. Fig. Nº2. 4 PARA EL AÑO 2018 SE INAUGURÓ EN MOQUEGUA, LA PLANTA SOLAR MÁS GRANDE DEL PERÚ, QUE GENERARÁ 440GWH AL AÑO. El Ministerio de Energía y Minas (MEM) inaugurará hoy la planta de energía solar fotovoltaica Rubí, la más grande del Perú, la cual se ubica a una altitud de 1,481 msnm y demandará una inversión de 165 millones de dólares. El proyecto se ubica en el distrito de Moquegua, provincia de Mariscal Nieto y departamento de Moquegua, y se ha ejecutado por Enel Green Power Perú. Tiene una potencia instalada de 144.8 MW e inició operación comercial el 30 de enero último. Una vez en operación la central será capaz de generar 440 GWh anuales, equivalentes al consumo de 351,177 hogares peruanos. Además, evitará la emisión de 209,343 toneladas de CO2 a la atmósfera por año. La planta se conectará a la subestación Montalvo (Moquegua) de 500/220 kW a través de una línea de transmisión de 22 kilómetros (km) de 220 kW. ANTECEDENTES CAPACIDAD TOTAL MUNDIAL DE ENERGÍA RER. En el 2017 hubo una capacidad total de 2,195 Giga Watts siendo la de mayor crecimiento la energía eólica y energía fotovoltaica. Fig. Nº3. 5 EVOLUCION DE LA MATRIZ ENERGETICA Todo indica que en el futuro la energía RER es el devenir de la tecnología. Fig. N°4. CAPACIDAD FOTOVOLTAICA TOTAL MUNDIAL La tendencia mundial ha sido creciente y ha tenido una mayor participación en los últimos hasta se dice que ha tenido una mejor participación que las energías nucleares según estudios de la Agencia Internacional de la Energía. Fig. Nº5 6 PRODUCCION SOLAR EN EL PERÚ Producción por recursos energéticos renovables Mayo 2018(GWh) Fig. Nº6 CAPACIDAD DE CENTRALES SOLARES INSTALADAS Fig. Nº7. 7 PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL SEIN (GWh) Recursos energéticos renovables. Fig. Nº8. Fig. Nº9. 8 PLANTA SOLAR DE GENERACIÓN ELÉCTRICA DEFINICIÓN Las centrales solares son instalaciones destinadas a aprovechar la radiación del Sol para generar energía eléctrica. Existen 2 tipos de instalaciones con las que se puede aprovechar la energía del Sol para producir electricidad: En la central termosolar se consigue la generación eléctrica a partir del calentamiento de un fluido con el cual, mediante un ciclo termodinámico convencional, se consigue mover un alternador gracias al vapor generado de él. En la instalación fotovoltaica la obtención de energía eléctrica se produce a través de paneles fotovoltaicos que captan la energía luminosa del Sol para transformarla en energía eléctrica. Para conseguir la transformación se emplean células fotovoltaicas fabricadas con materiales semiconductores. TIPOS DE PLANTAS SOLARES Existen dos tecnologías principales para el aprovechamiento de la energía solar: la energía térmica solar (energía termosolar) y la energía solar fotovoltaica que convierte la luz del sol en energía. La gran ventaja de la energía solar es que puede aprovecharse en instalaciones domésticas, mediante la instalación de placas solares en tejados o en jardines/parcelas próximas a la vivienda. No obstante también existen grandes plantas solares que funcionan como centrales eléctricas. Centrales Termosolares Una central termosolar es una instalación que permite el aprovechamiento de la energía del Sol para producir electricidad utilizando un ciclo térmico parecido al de las centrales térmicas convencionales. Hay diferentes esquemas de centrales termosolares, aunque las más importantes son: Centrales de torre central Disponen de un conjunto de espejos direccionales de grandes dimensiones que concentran la radiación solar en un punto. El calor es transferido a un fluido que circula por el interior de la caldera y lo transforma en vapor, empezando así un ciclo convencional de agua-vapor. 9 Fig. Nº10 Centrales de colectores distribuidos o de concentración Usan espejos curvados situados en línea que concentran la luz solar sobre un tubo receptor que recorre toda la línea de esos espejos. En el interior del tubo hay un fluido de transferencia del calor, (sal fundida o aceites sintéticos) que absorben la energía del sol y que llegan a alcanzar temperaturas de hasta 150ºC a 350ºC. Ese calor es transferido por intercambiadores de calor al agua, produciendo vapor. El vapor impulsa turbinas convencionales para generar electricidad. Un campo típico de concentración solar cilíndrico puede tener cientos de filas paralelas. Fig. Nº11 FUNCIONAMIENTO DE LAS TERMOSOLARES Una central termosolar de torre central está formada por un campo de espejos direccionales de grandes dimensiones que reflejan la luz del Sol y concentran los rayos reflejados en una caldera situada en una torre de gran altura. En la caldera, la aportación calorífica de la radiación solar es absorbida por un fluido térmico que es conducido hacia un generador de vapor, en el cual transfiere su calor a un segundo fluido (generalmente agua) para convertirlo en vapor. Este vapor se conduce a una turbina para transformar su energía en energía mecánica que se transformará en electricidad en el alternador. 10 El vapor se lleva a un condensador donde vuelve a su estado líquido para poder repetir un nuevo ciclo de producción de vapor. Fig. Nº12. La producción en una La energía solar fotovoltaica consiste en la transformación directa de la radia•ción solar en energía eléctrica. Este tipo de energía, a menudo se la denomina directamente energía fotovoltaica. central solar depende de las horas de insolación. Por eso, para aumentar su producción se acostumbra a disponer de sistemas de aislamiento térmico intercalados en el circuito de calentamiento. Limitaciones de las centrales termosolares El desarrollo de este tipo de centrales hace frente a varias limitaciones: Económicas: Sus costes de explotación son aún muy altos, por eso no son competitivas ante otro tipo de centrales. Tecnológicas: Aun se deben realizar muchas mejoras para aumentar la eficiencia de los sistemas de concentración y almacenaje. Estacionalidad: Hay que hacer frente a la variabilidad de la radiación solar y a las incertidumbres meteorológicas. 11 CENTRALES SOLARES FOTOVOLTAICAS Energía fotovoltaica Centrales fotovoltaicas En una instalación fotovoltaica la obtención de energía eléctrica se produce a través de paneles fotovoltaicos que captan la energía luminosa del Sol para transformarla en energía eléctrica. Esta transformación en energía eléctrica se consigue aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores mediante las células fotovoltaicas. Fig. Nº13 Elementos de una central fotovoltaica El panel solar fotovoltaico es el elemento captador de la radiación solar y el encargado de transformar la energía solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Pero además del panel fotovoltaico las instalaciones fotovoltaicas requieren una serie de elementos complementarios que son necesarios para garantizar la funcionalidad el control y la durabilidad de la instalación solar. Panel solar fotovoltaico El panel solar fotovoltaico es el elemento captador de la radiación solar y el encargado de transformar la energía solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Pero además del panel fotovoltaico las instalaciones fotovoltaicas requieren una serie de elementos complementarios que son necesarios para garantizar la funcionalidad el control y la durabilidad de la instalación solar. 12 Fig. Nº14 Célula fotovoltaica La célula fotovoltaica es la parte del panel fotovoltaico encargada de transformar la radiación solar en energía eléctrica gracias al efecto fotovoltaico. El resultado es una corriente eléctrica en corriente continua. Generalmente, un módulo o panel solar fotovoltaico consiste en una asociación de células fotovoltaicas, encapsulada en dos capas de EVA entre una lámina frontal de vidrio y una capa posterior de un polímero termoplástico u otra lámina de cristal cuando se desea obtener módulos con algún grado de transparencia. Habitualmente este conjunto de elementos se enmarca en una estructura de aluminio anodizado con el objetivo de aumentar la resistencia mecánica del conjunto y facilitar el anclaje del módulo a las estructuras de soporte. Las células fotovoltaicas más comúnmente empleadas en los paneles fotovoltaicos son de silicio, y se puede dividir en tres subcategorías: Las células de silicio monocristalino están constituidas por un único cristal de silicio. Este tipo de células presenta un color azul oscuro uniforme. Fig. N.15. Las células de silicio poli-cristalino o multi-cristalino están constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su rendimiento sea algo inferior al de las células mono cristalinas. Fig. 16. 13 Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio cristalino, pero también menos costosas. Este tipo de células es, por ejemplo, el que se emplea en aplicaciones como calculadoras o pequeños aparatos que no requieren de una gran cantidad de energía. Fig. N.17. Inversores de corriente El inversor es un aparato electrónico encargado de convertir la corriente continua generada en corriente alterna. El panel solar fotovoltaico proporciona electricidad en forma de corriente continua. Esta corriente se puede transformar en corriente alterna el inversor de corriente e inyectar en la red eléctrica o bien en la red interior. El proceso, simplificado, sería el siguiente: Se genera la energía a bajas tensiones (380-800 V) y en corriente continua. Se transforma con un inversor en corriente alterna. En plantas de potencia inferior a 100 kW se inyecta la energía directamente a la red de distribución en baja tensión (400 V en trifásico o 230 V en monofásico). Y para potencias superiores a los 100 kW se utiliza un transformador para elevar la energía a media tensión (hasta 36 kV) y se inyecta en las redes de transporte para su posterior suministro. Fig. Nº18. 14 String Box Es una caja de terminales donde llegan todas las señales de un conjunto de módulos y de ahí se conecta al inversor, dentro de esa caja tiene medidores. Donde cada conjunto de medidores hay pirómetros. Tracker o Seguidores Solares: Los seguidores solares son unos mecanismos que van orientando la posición de los paneles fotovoltaicos dependiendo de la posición del Sol para aumentar su rendimiento. Su utilización es bastante habitual en la producción de energía solar. Los seguidores solares permiten aumentar considerablemente la producción solar, en torno al 30 % para los primeros y un 6 % adicional para los segundos, en lugares de elevada radiación directa. Existen seguidores solares de varios tipos: Seguidores solares en dos ejes: la superficie del panel fotovoltaico se mantiene siempre perpendicular al Sol. Seguidores solares en un eje polar: la superficie del panel solar gira sobre un eje orientado al sur e inclinado un ángulo igual a la latitud. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano terrestre que contiene al Sol. Seguidores solares en un eje azimutal: la superficie gira sobre un eje vertical, el ángulo de la superficie es constante e igual a la latitud. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano local que contiene al Sol. Seguidores solares en un eje horizontal: la superficie gira en un eje horizontal y orientado en dirección norte-sur. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano terrestre que contiene al Sol. Cableado El cableado es el elemento que transporta la energía eléctrica desde su generación, para su posterior distribución y transporte. Su dimensionamiento viene determinado por el criterio más restrictivo entre la máxima diferencia de potencial y la intensidad máxima admisible. 15 FUNCIONAMIENTO EN CÉLULAS FOTOVOLTAICAS La energía de la radiación incide sobre las células fotovoltaicas de manera perpendicular, generando el efecto fotovoltaico la cual es un fenómeno físico que consiste en la conversión de la energía luminosa en energía eléctrica. Fig. Nº19. Para luego la luz solar es absorbida por las células fotovoltaicas. Dentro de las placas se producen unas reacciones químicas que acaban generando corriente eléctrica continua. Fig. Nº20. 16 Además previamente antes de pasar al inversor, encontramos al String Box, es donde llegan todas las de un conjunto de módulos, las cuales presentaran internamente pirómetros para medir las elevadas temperaturas sin alterar el proceso. Fig. Nº21 La corriente continua generada se transforma en alterna mediante un elemento llamado inversor y se lleva a un trasformador donde se adapta a condiciones de alta tensión para ser transportada por la red eléctrica. Fig. Nº22. 17 MANTENIMIENTO EN LAS CENTRALES SOLARES Cualquier tipo de proyecto fotovoltaico, ya sea aislado o de autoconsumo, lleva consigo una serie de aspectos que deben ser tomados en consideración a la hora de hacer un correcto mantenimiento fotovoltaico. Básicamente podemos diferenciar dos tipos de mantenimiento de plantas fotovoltaicas: Mantenimiento fotovoltaico preventivo Mantenimiento fotovoltaico no preventivo Mantenimiento fotovoltaico preventivo en instalaciones solares Este tipo de mantenimiento, al menos gran parte del mismo, se puede llevar a cabo por personal no especializado. Es decir, incluso el propietario de la instalación lo puede hacer. Son una serie de actividades fundamentales que podemos resumir en las siguientes directrices: Mantenimiento del sistema de generación (paneles solares) Consiste en retirar, una vez al mes, cualquier tipo de objeto, suciedad, etc, que pueda afectar a la correcta producción de los paneles solares, es decir, excrementos de aves o nieve serían un ejemplo. El polvo acumulado o los restos de polución también deben ser eliminados en la medida de lo posible, ya que disminuirá la corriente eléctrica generada este efecto de pérdidas es llamado SOILING o perdidas por ensuciamiento, estas pérdidas serán medidas por el ATONOMETRICS que son sensores de medición para determinar el soiling de los módulos. Es decir para determinar la pérdida de eficiencia por la suciedad de los paneles. También tendremos al PIRANOMETRO que es un instrumento meteorológico que nos permite medir de una manera muy precisa la radiación solar que incide sobre una superficie de la tierra. Fig. Nº23. 18 Fig. Nº24. En cualquiera de las operaciones descritas, no se emplearán métodos que puedan rayar o estropear las placas solares, por lo que se desaconseja el uso de estropajos o productos abrasivos y es recomendable el uso de agua y un trapo, sin más complicaciones. Mantenimiento del sistema de acumulación (baterías solares) Es aconsejable, al menos una vez al mes, limpiar la parte superior de las baterías y bornes con una mezcla de bicarbonato sódico y agua Durante el proceso de la limpieza, es importante que las baterías solares estén bien cerradas para evitar que entre bicarbonato dentro de ellas. También se deberá vigilar el nivel de electrolito de los sistemas de acumulación y en caso de ser necesario, deberíamos rellenar de electrolito hasta el nivel recomendado por el fabricante, ya que así aseguraremos la vida útil de las baterías y las tendremos a pleno rendimiento. Así mismo, será recomendable comprobar con el densímetro el estado de carga de la batería y su capacidad mediante la medición de la densidad de electrolito. Periódicamente, también tendremos que realizar una ecualización de las baterías con el objetivo de devolverle a las mismas su capacidad de almacenamiento, aumentar la eficiencia y extender la vida útil. Esto se conseigue mediante una sobrecarga de tensión aplicada de manera controlada sobre las baterías a ecualizar. Inspección visual de posibles degradaciones en los paneles fotovoltaicos Se controlará que ninguna célula se encuentre en mal estado (cristal de protección roto, normalmente debido a acciones externas). Se comprobará que el marco del módulo se encuentra en correctas condiciones (ausencia de deformaciones o roturas). Es recomendable realizar la inspección cada 2 meses. 19 Se controlará que ninguna célula se encuentre en mal estado (cristal de protección roto, normalmente debido a acciones externas). Se comprobará que el marco del módulo se encuentra en correctas condiciones (ausencia de deformaciones o roturas). Es recomendable realizar la inspección cada 2 meses. Comprobación de la estructura soporte de los paneles La estructura soporte de los paneles fotovoltaicos suele estar fabricada íntegramente con perfiles de aluminio y tornillería de acero inoxidable, por lo que no requieren mantenimiento anticorrosivo. El mantenimiento de las mismas se aconseja realizarla cada seis-doce meses y consistirá en: Comprobación de posibles degradaciones (deformaciones, grietas, etc). Comprobación del estado de fijación de la estructura a cubierta. Se controlará que la tornilleríase encuentra correctamente apretada Comprobar la toma a tierra y la resistencia de paso al potencial de tierra. Revisión del buen funcionamiento de los inversores Los inversores solares son uno de los equipos más delicados de la planta fotovoltaica, por lo que requieren un mantenimiento fotovoltaico más exhaustivo. Las pautas de mantenimiento que a continuación se enumeran son válidas para el emplazamiento en el interior de un inmueble sometido a rangos de temperatura normales (0-40ºC a la sombra). Los trabajos de mantenimiento para los inversores solares son los siguientes: A realizar al menos una vez al mes: Lectura de los datos archivados y de la memoria de fallos. A realizar al menos una vez cada seis meses: Limpieza o recambio de las esteras de los filtros de entrada de aire. Limpieza de las rejillas protectoras en las entradas y salidas de aire. A realizar al menos una vez al año: Limpieza del disipador de calor del componente de potencia. Comprobar cubiertas y funcionamiento de bloqueos. 20 Mantenimiento NO preventivo en instalaciones solares Este mantenimiento es recomendable que sea llevado a cabo por personal cualificado, como un instalador solar, o al menos, con conocimientos amplios sobre sistemas eléctricos. Debido a que algunas de estas operaciones de mantenimiento pueden suponer la interrupción del suministro eléctrico, el usuario deberá ser informado con la suficiente antelación por parte del personal de mantenimiento. Las comprobaciones habituales que deben llevarse a cabo son: Mantenimiento del sistema de generación (paneles solares) El mantenimiento de las placas solares se realizará, al menos, una vez al año cuando todos los módulos solares estén ya montados y conectados. Se debe realizar durante las horas centrales del día para evitar sombras y para que la corriente producida sea lo suficientemente elevada. Además de comprobar el estado y la estanqueidad de las cajas de conexión de los paneles, también debemos controlar la tensión a circuito abierto (Voc) y la corriente de cortocircuito (Isc). Caídas de tensión en los distintos circuitos La comprobación de estas caídas de tensión es uno de los mejores indicadores del buen funcionamiento de la instalación fotovoltaica. Esta comprobación deberá realizarse cuando por el circuito circule, aproximadamente, la máxima corriente de funcionamiento y debe estar dentro de los rangos calculados en el momento que se hizo el diseño de la instalación. Mantenimiento del cuadro general de distribución Cada cinco años se comprobarán los dispositivos de protección contra cortocircuitos, contactos indirectos y directos, así como sus intensidades nominales en relación con la sección de los conductores que protege. Mantenimiento de la instalación interior Cada cinco años se comprobará el aislamiento de la instalación interior, que entre cada conductor de tierra y entre cada dos conductores, no deberá ser inferior de 250.000 Ohmios. 21 Mantenimiento de la puesta a tierra de la instalación fotovoltaica Cada dos años y en la época en que el terreno esté más seco, se medirá la resistencia tierra y se comprobará que no sobrepase el valor prefijado, así mismo se comprobará, mediante inspección visual, el estado frente a la corrosión de la conexión de la barra de puesta a tierra, con la arqueta y la continuidad de la línea que las une. PLANTAS SOLARES EN EL PERÚ Central Solar Repartición 22 Central Tacna Solar 23 Central Panamericana Solar 24 Central Solar Moquegua FV 25 Central Solar Intipampa 26 Central Majes Solar 20T 27 Central Solar Rubi 28 PLANTAS SOLARES EN EL MUNDO IEA PVPS se ha distinguido a lo largo de los años produciendo informes imparciales sobre el desarrollo de PV en todo el mundo, basado en información de organismos gubernamentales oficiales y fuentes confiables de la industria. Esta sexta edición de la "Instantánea de los mercados mundiales de PV" tiene como objetivo proporcionando información preliminar sobre cómo se desarrolló el mercado de PV en el último año. En 2017, en una base similar a 2016, el mercado fotovoltaico volvió a batir varios récords y continuó su expansión global, alcanzando casi el umbral de 100 GW. Después de un límite el desarrollo global en 2014, y un lento crecimiento del 25% en 2015, el mercado continuó su crecimiento en 2016 y 2017. La razón principal es la contribución de China cuyo desarrollo fotovoltaico representa casi el 54% de la capacidad total instalada en 2017, incluso más que en 2016. De hecho, después de una estabilización en 2014, el mercado fotovoltaico chino creció a alrededor de 15,2 GW en 2015, a 34,4 GW en 2016 ya 53 GW en 2017. En las Américas, el mercado de los EE. UU. disminuyó en 2017, instalando alrededor de 10,6 GW. La posición del tercer líder del mercado fotovoltaico finalmente fue asumida India que instaló 9,1 GW, por delante de Japón y la Unión Europea, quinto. Asia es ahora el líder del mercado fotovoltaico mundial. Al lado de China y la India, Japón sigue siendo una presencia relevante en el mercado con 7 GW instalados. Otros mercados asiáticos han confirmado su madurez: Australia (1,25 GW), Corea (1,2 GW),Pakistán (aproximadamente 800 MW), Taiwán (523 MW) y Tailandia (251 MW) En las Américas, el declive del mercado estadounidense (10,6 GW) se equilibra con Brasil que instaló 910 MW en 2017. Otro mercado que creció significativamente fue Chile con al menos 668 MW mientras Canadá se mantuvo estable con respecto a 2016 (212 MW). México (alrededor de 150 MW) también progresando y debería convertirse en un mercado masivo en los próximos años. En Europa, Alemania confirmó su posición de liderazgo en el continente e instaló 1,8 GW en 2017. Reino Unido siguió con 950 MW, Francia con 875 MW y los Países Bajos que continuaron para progresar instalando 853 MW. El mercado italiano se mantuvo a un nivel bastante bajo para otro año consecutivo (409 MW). Algunos mercados europeos medianos se mantuvieron estables, como Suiza (260 MW), Austria (153 MW), Hungría (136 MW) y Suecia (93 MW). Los mercados europeos experimentaron nuevamente un crecimiento, como Bélgica que instaló 284 MW y España 147 MW. Dinamarca, Finlandia y Noruega instalaron respectivamente 60 MW, 23 MW y 18 MW. Portugal se mantiene estable e instaló 57 MW. Polonia instaló 77 MW. 29 En general, estos desarrollos elevaron el mercado fotovoltaico mundial por primera vez a al menos 98 GW, un aumento significativo con respecto a los números de 2016 donde 76 GW se conectaron a la red. En el año 2017, 29 países superaron la marca GW con respecto a la capacidad instalada de PV. Siete países ahora tienen más de 10 GW de capacidad total, cuatro más de 40 GW y China solo representó 131 GW. Alemania, que solía liderar el ranking durante años, perdió su posición de liderazgo en 2015 y ahora ocupa el cuarto lugar (42 GW), con Japón en tercer lugar (49 GW) y los EE. UU. segundo (51 GW). Fig. Nº25. TOP 10 de los países en instalación y acumulación de energía fotovoltaica Fig. Nº26. 30 China En 2017, China conectó la nueva red fotovoltaica instalada la capacidad alcanzó 53.06 GW, 54% año a año crecimiento. La instalación fotovoltaica acumulada la capacidad llegó a 130,25 GW, un aumento del 69% con respecto al mismo período del año pasado. Entre ellos, la escala de plantas de utilidad acumulada es de 100.59 GW, las plantas distribuidas son 29.66 GW, la generación anual de energía fotovoltaica ascendió a 118.2 billones de kWh, lo que representa el 1.8% de la generación de energía anual total de China. En el primer trimestre de 2018, China instaló 9.65 GW, un crecimiento interanual del 22%. Mientras que la capacidad fotovoltaica a escala de servicios públicos alcanzó 1,97 GW, que fue una caída del 64% año con año, el volumen de instalaciones fotovoltaicas distribuidas, que comprenden sistemas de hasta 30 MW, aumentó en un 217% a 7,69 GW año con año. La generación de energía fotovoltaica mejoró en un 64% a 35.1 mil millones de kWh. Fig. Nº27. Estados Unidos En 2017, el mercado solar de EE. UU. Instaló 10.6 GW de capacidad de energía solar fotovoltaica, o aproximadamente el equivalente de la cantidad de electricidad utilizada por 2 millones de hogares. A pesar de instalar un 30% menos de energía solar que la que se instaló en un 2016 récord, el mercado aún superó los niveles de 2015 en un 40%. En línea con los años anteriores, el 59% de la capacidad instalada el año pasado provino del segmento PV de servicios públicos, mientras que la distribución solar representó el 41% de las instalaciones. 31 El año pasado resistió muchas tendencias históricas en lo que demostró ser un año de transición para el mercado solar. Todos los segmentos experimentaron una reversión de roles, ya que los PV residenciales y de servicios públicos -tanto los segmentos de crecimiento del mercado solar- como las instalaciones anuales cayeron por primera vez desde 2010, marcando un año de "reinicio" para ambos segmentos. India 2017 ha sido un año récord para la energía solar fotovoltaica en la India. La capacidad instalada acumulada excedió los 19 GW, con adiciones netas anuales de 9.63 GW, un asombroso aumento de mercado de + 127% respecto de los 4.25 GW del año pasado. El mercado indio tomó el lugar de Japón como el tercer mercado más grande del mundo y está en la trayectoria para convertirse en el segundo mayor, quizás ya en 2018. El fuerte compromiso del gobierno indio con la energía solar tiene sus efectos en otras fuentes de energía: en 2017, de nuevas adiciones de capacidad de generación de energía, que constituyen una participación del 45%. Tras el fuerte crecimiento del año pasado en 2017, se espera que India tome un respiro en 2018. El flujo de proyectos actual es menor, después de que se emitieron menos licitaciones en el último año. Además, los primeros meses de 2018 se regían por la incertidumbre derivada de una discusión sobre un impuesto de salvaguardia del 70% sobre las células solares importadas, aunque por el momento esto parece fuera de lugar. En marzo de 2017, el Presidente de la India aprobó la implementación de un programa para aumentar la capacidad del parque solar de 20,000 MW a 40,000 MW para desarrollar un mínimo de 50 parques solares de 500 MW y más de capacidad para el año fiscal 2019-20. Fig. Nº28. 32 Fig. Nº28. Los países europeos instalaron al menos 8.61 GW de sistemas de energía solar en 2017 - un aumento del 28 por ciento en comparación con los 6.72 GW agregados en 2016, estima la asociación de energía solar “Solar Power Europe”. Los estados miembros de la UE crecieron alrededor de 6 por ciento a 6.03 GW en 2017 desde 5.69 GW en 2016. El mayor mercado solar europeo en 2017 fue Turquía, que conectó 1.79 GW a la red el año pasado, seguido por Alemania con 1.75 GW. Según la organización, finalmente Alemania podría clasificarse como el número uno en Europa, porque estas cifras preliminares se basan en los registros de los operadores del sistema y podrían aumentar. Fig. Nº27. 33 GLOSARIO Efecto Fotovoltaico: es el efecto fotoeléctrico caracterizado por la producción de una corriente eléctrica entre dos piezas de material diferente que están en contacto y expuestas a la luz o, en general, a una radiación electromagnética. Este efecto fotovoltaico constituye el principio de las células fotovoltaicas y es, lo tanto, fundamental para la producción de electricidad mediante energía solar. La radiación: es la trasferencia de energía por ondas electromagnéticas. La radiación se produce directamente desde la fuente hacia fuera en todas las direcciones. Estas ondas no necesitan un medio material para propagarse, pueden atravesar el espacio interplanetario y llegar a la Tierra desde el Sol. Un pirómetro: es un aparato capaz de medir la temperatura de una sustancia, pero sin necesidad de estar en contacto con la misma. Gracias a esto es capaz de medir elevadas temperaturas sin interferir en las mismas. Irradiación: Es la magnitud de la radiación, es la potencia en un área donde se incide en radiación (KWH/m2). 34 CENTRALES EÓLICAS 35 HISTORIA E INTRODUCCIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA ¿Sabía que el nombre “eólico” viene de Eolo, el dios del viento de la mitología griega? Aunque el aprovechamiento de la energía eólica data de las épocas más remotas de la humanidad. Desde más de 500 años se usa la energía del viento en barcos de velas y en la China se construyeron los primeros molinos compuestos de velas de barcos. Para moler granos en Persia se usaban molinos de viento desde el siglo siete. En Europa se aprovecharon de la energía del viento desde el siglo trece para moler cereales y para bombear agua. Con esta tecnología Holanda gano mucho de su terreno del mar. Todos conocemos el uso de molinos en España por Don Quijote de la Mancha, la novela clásica de Miguel de Cervantes publicada en 1605. Notable es la invención del “Western Mill” por Daniel Halladay en el año 1854 (Connecticut, EEUU) para bombear agua en la agricultura. Este tipo de molino fue decisivo para aplicar la energía eólica en gran estilo y tenía un impacto apreciable en la economía de los EEUU. Principalmente construido de metal, era el primer molino que funciono sin atención por su capacidad de girar automáticamente fuera del viento, evitando daños en tormentas y tornados. Western Mill (molino que sirvió para aplicar energía eólica en gran estilo). En 1930 más de 600.000 estaban en uso en los EEUU y hasta hoy por ejemplo las empresas Aermotor, Ironman Wind Mill (ambas EEUU), Southern Cross y Comet (Australia), FIASA (Argentina) y otras siguen con la producción de estos molinos de viento mecánicas. El predominio de los combustibles fósiles continuara durante mucho tiempo, pero debe considerarse que el carbón, petróleo y gas natural son recursos limitados que deberán sustituirse a largo plazo. El parque eólico más grande del mundo es el Horse Hollow Wind Energy Center en Texas, tiene 421 turbinas eólicas. todos los aerogeneradores. Esta presa en el suelo se instala porque, debido a la altura de la torre, se crea una diferencia de potencial entre el suelo y el aerogenerado 36 PARTES DE UNA CENTRAL DE GENERACIÓN EÓLICA. EL AEROGENERADOR Los aerogeneradores o turbinas de viento como también se les conocen, son máquinas que se encargan de convertir la energía cinética del viento en energía eléctrica. El diseño de los aerogeneradores recrea la apariencia de los antiguos molinos de viento. Su principio de funcionamiento se basa en aprovechar la energía eólica y transformarla limpiamente en energía eléctrica. Para explicarlo de manera más sencilla, el flujo del viento hace girar las paletas de la turbina dentro del aerogenerador de manera que genera electricidad a través de la rotación de una gigantesca bobina magnética. Los aerogeneradores, fundamentalmente son de dos tipos, los de turbina en eje horizontal y los de turbina en eje vertical. Ambos modelos tienen ventajas y desventajas, pero las de eje horizontal son más comunes debido a que poseen mucho mayor nivel de eficiencia en su desempeño. Para generar grandes cantidades de energía los aerogeneradores se agrupan en grandes parques eólicos. TIPOS DE AEROGENERADORES SEGÚN EL EJE DE GIRO DEL ROTOR: Eje vertical: Sus principales ventajas son que no necesita un sistema de orientación al ser omnidireccional y que el generador, multiplicador, etc., son instalados a ras de suelo, lo que facilita su mantenimiento y disminuyen sus costos de montaje. Sus desventajas frente a otro tipo de aerogeneradores son sus menores eficiencias, la necesidad de sistemas exteriores de arranque en algunos modelos, y que el desmontaje del rotor por tareas de mantenimiento hace necesaria que toda la maquinaria del aerogenerador sea desmontada. Ejemplos: Aerogenerador tipo Savoniu Aerogenerador tipo Darrieus 37 Aerogenerador tipo Windside Eje horizontal: En la actualidad la gran mayoría de los aerogeneradores que se construyen conectados a red son tripalas de eje horizontal. Los aerogeneradores horizontales tienen una mayor eficiencia energética y alcanzan mayores velocidades de rotación por lo que necesitan caja de engranajes con menor relación de multiplicación de giro, además debido a la construcción elevada sobre torre aprovechan en mayor medida el aumento de la velocidad del viento con la altura. Los modelos de eje horizontal pueden subdividirse a su vez por el número de palas empleado, por la orientación respecto a la dirección dominante del viento y por el tipo de torre utilizada: Ejemplos: Aerogenerador tipo Tripala de eje horizontal 38 Aerogenerador tipo Bipala de eje horizontal Aerogenerador tipo Monopala de eje horizontal SEGÚN POTENCIA SUMINISTRADA: Equipos de baja potencia: Históricamente son los asociados a utilización mecánica como bombeo del agua, proporcionan potencias alrededor del rango de 50KW, aunque pueden utilizarse varios equipos adyacentes para aumentar la potencia total suministrada. Hoy en día siguen utilizándose como fuente de energía para sistemas mecánicos o como suministro de energía en equipos aislados. También se utilizan en grupo y junto con sistemas de respaldo como motores de gasolina para suministro de energía de zonas rurales o edificios, ya sea conectándose a red o con baterías para almacenar la energía producida y garantizar la continuidad de la cobertura energética. Equipos de media potencia: Son los que se encuentran en el rango de producción de energía de 150 KW. Son utilizados de forma similar a los equipos de baja potencia, pero para mayores requerimientos energéticos. No suelen estar conectados a baterías de almacenamiento, por lo que se utilizan conectados a red o junto con sistemas de respaldo. Equipos de alta potencia: Son los utilizados para producción de energía de forma comercial, aparecen conectados a red y en grupos conformando centrales Eolo-eléctricas, ya sea en tierra como en entorno marino (offshore). Su producción llega hasta el orden del gigavatio. El diseño elegido mayoritariamente para estos equipos son los aerogeneradores de eje horizontal tripales, orientados a barlovento y con torre tubula 39 COMPONENTES DE UN AEROGENERADOR La Gondola: Contiene los componentes claves del aerogenerador eléctrico. El personal de servicio puede entrar en la gongola desde la torre de la turbina. A la izquierda de la gongola tenemos el rotor del aerogenerador, es decir las palas y el buje. Las palas del rotor: Capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje. En un aerogenerador moderno de 600KW cada pala mide alrededor de 20 metros de longitud y su diseño es muy parecido a la de un avión (son hechas de fibra de vidrio). 40 El Buje: El buje del rotor esta acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador. El eje de baja velocidad: Conecta el buje del rotor al multiplicador. En un aerogenerador moderno de 600KW el rotor gira muy lento, a unas 19 0 30 rpm el eje contiene conductos del sistema hidráulico para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos. El multiplicador: tiene a su izquierda el eje de baja velocidad. Permite que el eje de alta velocidad gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad. El eje de alta velocidad: Gira aproximadamente a 1500 rpm 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. 42 El generador eléctrico: Suele ser un generador asíncrono o de inducción. En los aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar entre 500 y 1500 KW. Freno: Se utiliza para evitar que el rotor gire en operaciones de mantenimiento, reparaciones o en caso de emergencia. El controlador electrónico: Es un controlador 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. Ordenador que monitoriza las condiciones del viento y controla el mecanismo de orientación. 42 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. La torre: Soporta la gongola 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 600KW tendrá una torre de 40 a 60 m (la altura de un edificio de 13 a 20 plantas). El mecanismo de orientación: Esta activado por el controlador electrónico, que vigila la orientación del viento utilizando la veleta. El Anemómetro y la veleta: Las señales electrónicas del anemómetro son utilizadas por el controlador electrónico del aerogenerador. 42 SISTEMAS EOLICOS AISLADOS E INTERCONECTADO La potencia de un generador eólico está directamente relacionada con la velocidad del viento, entre otras variables. La búsqueda de corrientes más rápidas ha desafiado al desarrollo tecnológico para aumentar la altura de los aerogeneradores desde 10 a 15 metros e incluso de 20 a 25 metros para aerogeneradores pequeños, dependiendo de las características de la localidad donde se instale. En tanto, para aerogeneradores eólicos de gran escala desde 1,5 – 7,5 MW se alcanzan alturas entre los 60-100 metros e incluso superiores. Para la ubicación de parques eólicos – con aerogeneradores sobre 1,5 MW– se recomienda una velocidad media del viento mínima de 6 m/s, permitiendo a través de este parámetro cuantificar la potencialidad de diferentes lugares. Cabe señalar que el viento tiene ligada una variabilidad importante que puede ser tanto diaria como durante el año, por lo que es necesario realizar estudios para conocer su comportamiento, ya que esta intermitencia afecta el desempeño que tienen estos aerogeneradores para generar energía. Para su mejor operación, también es necesario ubicar los aerogeneradores en lugares donde el viento tenga menos turbulencia, sin obstáculos. Por ello, en ocasiones se construyen en grandes planicies cercanos al mar (onshore) o mar adentro, anclados al suelo marino (offshore), donde el recurso eólico presenta mayores velocidades. El estudio de potencialidad de algún sitio para la eventual construcción de un proyecto eólico -además de considerar las condiciones del viento- debe analizar y buscar un equilibrio entre las condiciones socio-ambientales y las tecnologías disponibles. Los proyectos que tienen como fin generar electricidad se pueden clasificar por el tipo de sistema al cual se conectan: sistemas conectados a la red, conocidos como On Grid; sistemas aislados, llamados Off Grid; y sistema aislado híbrido o microredes. La principal diferencia entre estos sistemas radica en que los On Grid inyectan energía a un sistema eléctrico mayor, mientras que los Off Grid proveen de energía a particulares, como por ejemplo el autoconsumo de un hogar sin conexión a un sistema eléctrico; además necesitan el uso de un sistema de almacenamiento para mantener un suministro de energía estable. Los proyectos de sistemas híbridos utilizan una matriz de diversas energías típicamente renovables -fotovoltaica, minihidro y eólica-, y también existen sistemas donde se acoplan a generadores diésel, gasolina o gas. Al igual que el Off Grid requiere de un sistema de almacenamiento para asegurar un suministro continuo. 42 RECURSOS EÓLICOS ES ESENCIAL UN ALTO PROMEDIO DE VELOCIDAD DE VIENTOS Como mínimo un promedio anual de 4 m/s Se tiende a sobreestimar la velocidad del viento La velocidad del viento tiende a incrementarse con la altura. BUENOS RECURSOS EÓLICOS Áreas costeras Cumbres de largas pendientes Pasos Terreno abierto Valles que canalizan los vientos TÍPICAMENTE SE TIENE MÁS VIENTO EN Invierno que en verano. El día que en la noche. COSTOS DE SISTEMAS EÓLICOS Granjas de viento Costo de inversión: 1.500 $/Kw instalado. Operación y Mantenimiento: 0,01 $/kWh Precio de venta: 0,04 $ - 0,10 $/kWh TURBINAS SIMPLES Y REDES AISLADAS Costos más altos (mas como proyectos específicos) El estudio de Factibilidad, desarrollo e ingeniería representa una mayor porción de costos. 42 CONSIDERACIONES DE UN PROYECTO EÓLICO Unos buenos recursos eólicos reducen dramáticamente el costo de producción. Una buena evaluación de recursos eólicos es una inversión que vale la pena realizarla. Fuentes adicionales de ingresos Créditos de producción del Gobierno o de las empresas de servicios públicos o tarifas para la energía limpia. Ventas de créditos de reducción de emisiones. Restricciones o criterios Aceptación medio ambiental Aceptación de la población local Capacidad de transmisión de la interconexión de la red. Financiamiento, tasas de interés, tipos de cambio. SISTEMA DE ENERGÍA INTERCONECTADAS ELÉCTRICA DE REDES ELÉCTRICAS La generación intermitente no es un problema: el 17% de la electricidad de un país que posee este tipo de central proviene del viento sin reserva adicional de generación. Proyectos rápidos (de 2 a 4 años) que pueden crecer siguiendo la demanda. El terreno puede ser utilizado para otros propósitos, tales como la agricultura. Personas, negocios, y cooperativas frecuentemente poseen y operan turbinas simples. 42 SISTEMAS EÓLICOS DE REDES ELÉCTRICAS AISLADAS Generación eléctrica cara debido al costo de transporte del combustible diesel a áreas remotas. Las turbinas eólicas reducen el consumo de combustuble dies el Confiabilidad y mantenimeinto son importantes Electricidad para pequeñas cargas en áreas con viento, sin redes. Las baterías en sistemas autónomos proveen electricidad durante periodos son viento. Bombeo de agua: El reservorio es el almacenamiento. Puede ser usado en combinación con grupos electrógenos de combustible fósil y/o arreglos fotovoltaicos en un sistema “híbrido” 42 42 PARQUES EOLICOS EN EL PERÚ PARQUE EÓLICO MARCONA Ubicación: Departamento de Ica, provincia de marcona. Potencia instalada: 32MW Energia ofertada anual: 168.6 GWh Cantidad de aerogeneradores: 11 PARQUE EÓLICO TRES HERMANAS Ubicación: Departamento de Ica, provincia de Nazca. Potencia instalada: 97.2 MW Energia ofertada anual: 499.6 GWh Cantidad de aerogeneradores: 33 PARQUE EÓLICO CUPISNIQUE Ubicación: Departamento de La Libertad, provincia de Pacasmayo. Potencia instalada: 83.15 MW Energia ofertada anual: 274.4 GWh Cantidad de aerogeneradores: 45 (3 reserva) 42 PARQUE EÓLICO TALARA Ubicación: Departamento de Piura, provincia de Talara Potencia instalada: 30.9 MW Energia ofertada anual: 122.76 GWh Cantidad de aerogeneradores: 17 PARQUES EOLICOS PROYECTADAS PARQUE EÓLICO WAYRA Ubicación: Departamento de Ica, provincia de Nazca. Potencia instalada: 126 MW Energia ofertada anual: 573 GWh PARQUE EÓLICO DUNA Ubicación: Departamento de Cajamarca. Potencia: 18.4 MW PARQUE EÓLICO HUAMBOS Ubicación: Departamento de Cajamarca. Potencia: 18.4 MW Fuente: COES SINAC 42 PRINCIPALES CENTRALES EOLICAS EN EL MUNDO Los 10 mayores parques eólicos terrestres del mundo 1. Complejo Eólico Gansu. 7.965 MW. Gansu (China) El proyecto Gansu Wind Farm es un enorme complejo de energía eólica que consta de 100 parques eólicos al noroeste de China, en una zona desértica de gran potencial eólico. Una vez concluida la puesta en marcha de todos los aerogeneradores a finales de 2020, se transformará en la mayor planta de energía eólica del mundo, con una capacidad de generación de 20.000 megavatios. La primera fase, que comenzó en 2009, alcanzó los 3.800 megavatios y consistió en la puesta en funcionamiento de 18 parques de 200 megavatios y otros 2 de 100 megavatios. Actualmente se encuentran en actividad un total de 7.965 MW que generan 90.000 GWh. En los próximos cinco años, y hasta que se finalice el proyecto, con un costo total estimado en 17.000 millones de euros y aproximadamente 2.700 turbinas trabajando, se alcanzarán los 20.000 megavatios proyectados, una potencia equivalente casi al total de energía eólica instalada en España en la actualidad y el doble de toda la desplegada en América Latin Para la coordinación de todos los parques se ha desarrollado un sistema de control que gestionará y aumentará al máximo la eficiencia energética y estabilidad de salida de la electricidad generada en las turbinas, entrada en la red de abastecimiento y posterior distribución. Cuando la red alcanza su máxima capacidad, se pierde eficiencia. Utilizando sistemas de almacenamiento y control, y monitorizando las condiciones de viento, la energía generada y las necesidades de alimentación, se puede sacar el máximo provecho de la instalación. 2. Centro de Energía Eólica Alta. 1.547 MW. California (EEUU) 42 El Centro de Energía Eólica Alta (AWEC), también conocido como parque eólico de Mojave, está situado en Tehachapi, (Condado de Kern), en California, Estados Unidos, y cuenta con una capacidad operativa de 1.547 MW. El parque eólico terrestre fue inicialmente desarrollado por Oak Creek Energy Systems bajo el contrato con Terra-Gen, pero es operado por los ingenieros de Terra-Gen Power. La producción se destina íntegramente a Southern California Edison bajo la modalidad de un contrato de compra de energía a un plazo de 25 años Las primeras cinco unidades de AWEC fueron terminadas en 2011, instalándose dos unidades adicionales al año siguiente. La primera unidad estaba formada por 100 turbinas GE 1.5-MW SLE, mientras que las otras seis unidades operativas fueron instaladas con turbinas Vestas V90-3.0MW. A partir de 2013 se iniciaron las fases para implementar otras cuatro unidades más a AWEC, siendo la octava y novena unidad integradas por aerogeneradores de Vestas, mientras que las dos últimas unidades han sido instaladas con turbinas GE 1.7-MW y GE 2.85-MW de General Electric. Cuando se combinen, las 11 unidades del parque eólico estarán formadas por 586 turbinas en total. 3. Parque Eólico de Muppandal. 1.500 MW. Tamil Nadu (India) Muppandal es un pequeño pueblo en el extremo sur de la India, en distrito de Kanyakumari, en el estado de Tamil Nadu. Se encuentra ubicado en una región montañosa abierta a las ráfagas de viento del Mar Arábigo a través de puertos de montaña. 42 El pueblo, muy empobrecido, se benefició la construcción del Parque Eólico de Muppandal, que abastece de electricidad a los habitantes del pueblo y a las empresas de la zona. El pueblo había sido seleccionado como el escaparate del programa de energías limpias de la India, dotado con 2.000 millones de dólares que proporciona a las empresas extranjeras incentivos fiscales para el establecimiento de parques eólicos. El parque tiene una potencia instalada de 1.500 MW y su capacidad de generación prevista para 2020 es de 26.200 MWh. La idoneidad de Muppandal como un sitio para los parques eólicos se debe a su ubicación geográfica, ya que tiene acceso a los vientos monzones estacionales. Ahora hay más sitios identificados para molinos de viento en esta zona (y alrededores Muppandal) y la capacidad de generación de energía eólica se estima en alrededor de 1.500 MW, que es aproximadamente el 20% de la capacidad de la India 4. Parque Eólico Jaisalmer. 1.064 MW. Rajasthan (India) El Parque Eólico de Jaisalmer es el segundo mayor parque eólico onshore operativo de la India. El proyecto está ubicado en el distrito de Jaisalmer, en Rajasthan. El proyecto, desarrollado por Suzlon Energy, se inició en agosto de 2001 y en él se puede contemplar la cartera eólica completa de Suzlon – que va desde el modelo 350 kW más reciente al S9X, de 2,1 MW de serie. Su capacidad instalada es de 1.064 MW, lo que lo convierte en el cuarto mayor parque eólico onshore de los que están operativos en el mundo. Cuando se acabó la instalación el 1 de abril de 2021, su capacidad instalada combinada era de 1.064 MW, lo que en aquel momento le convería en el mayor parque eólico de la India, honor que ahora ostenta el parque de Muppandal. 42 5. Parque Eólico Shepherds Flat. 845 MW. Oregón (EEUU El Parque Eólico Shepherds Flat situado cerca de Arlington, al este de Oregón, en Estados Unidos, es el quinto parque eólico más grande del mundo con una capacidad instalada de 845 MW. El proyecto, desarrollado por los ingenieros de Caithness Energy en un área de más de 77 km² entre los condados de Gilliam y Morrow, comenzó a construirse en 2009 con un coste estimado en 2.000 millones de dólares , recibiendo una garantía de préstamo de 1,3 mil millones de dólares del Departamento de Energía de EEUU en octubre de 2010, lo que supuso la mayor financiación jamás llevada a cabo en el mundo para la construcción de un parque eólico. El parque eólico se encuentra en funcionamiento desde septiembre de 2012, el cual lo integran 338 turbinas GE2.5XL, cada una con una capacidad nominal de 2,5 MW cuya energía producida es suministrada a la Southern California Edison para su distribución. En términos generales, la energía renovable generada por el parque eólico es suficiente como para satisfacer las necesidades eléctricas de más de 235.000 hogares. 6. Parque Eólico Roscoe. 781,5 MW. Texas (EEUU) El Parque Eólico Roscoe localizado a 72 kilómetros al suroeste de Abilene en Texas, Estados Unidos, es actualmente el sexto mayor parque eólico del mundo con una capacidad instalada de 781,5 MW, desarrollado por los ingenieros de E.ON Climate & Renewables (EC&R). Su construcción se realizó en cuatro fases entre 2007 y 2009 cubriendo un área de 400 km² de tierras de cultivo y en él se invirtiron más de 1.000 millones de dólares. Concretamente la primera fase incluyó la construcción de 209 turbinas Mitsubishi de 1 MW, en la segunda fase se instalaron 55 turbinas Siemens de 2,3 MW, mientras que la tercera y cuarta fase se integraron 166 turbinas GE de 1,5 MW y 197 turbinas Mitsubishi de 1 MW respectivamente. En total, se instalaron 627 aerogeneradores separados a una distancia de 274 metros, que comenzaron a operar en conjunto a plena capacidad desde octubre de 2009 42 7. Centro de Energía Eólica Horse Hollow. 735,5 MW. Texas (EEUU) El Centro de Energía Eólica Horse Hollow ubicado entre el condado de Taylor y Nolan en Texas, Estados Unidos, cuenta con una capacidad instalada de 735,5 MW y está operado por los ingenieros de NextEra Energy Resources. Las instalaciones fueron construidas en cuatro fases durante 2005 y 2006, siendo los ingenieros de Blattner Energy los responsables de la ingeniería, adquisición y construcción (EPC) para el proyecto. Concretamente en las tres primeras fases del proyecto se instalaron 142 aerogeneradores de 1,5 MW de GE, 130 aerogeneradores de 2,3 MW de Siemens y 149 aerogeneradores de 1,5 MW de GE respectivamente. El parque eólico, con una superficie de más de 19.000 hectáreas, genera suficiente energía como para satisfacer las necesidades eléctricas de cerca de 180.000 hogares tejanos. 42 8. Parque Eólico Capricorn Ridge. 662,5 MW. Texas (EEUU) El Parque Eólico Capricorn Ridge, situado entre los condados de Sterling y Coke en Texas, Estados Unidos, tiene una capacidad instalada de 662,5 MW y está operado por los ingenieros de NextEra Energy Resources. Su construcción se desarrolló en dos fases, finalizándose la primera en 2007 y la segunda en 2008. El parque eólico cuenta con 342 aerogeneradores de 1,5 MW de GE y 65 aerogeneradores de 2,3 MW de Siemens, que llegan a medir más de 79 metros de altura desde el suelo hasta el centro del buje. Como resultado, el parque eólico puede satisfacer las necesidades eléctricas de más de 220.000 hogares y ahorra más de 920.000 toneladas de emisiones de efecto invernadero. 9. Parque Eólico Fântânele-Cogealac. 600 MW. Dobruja (Rumanía) El Parque Eólico Fantanele-Cogealac localizado en la provincia de Dobruja en Rumania, es el noveno mayor parque eólico del mundo con una capacidad instalada de 600 MW. El proyecto, desarrollado por los ingenieros de CEZ Group, se extiende por una superficie de 1.092 hectáreas en campo abierto a tan solo 17 kilómetros al oeste de la costa del Mar Negro. La primera turbina del parque eólico se instaló en junio de 2010, realizándose la conexión a la red de la última turbina en noviembre de 2012, siendo desde entonces el mayor parque eólico terrestre de Europa. Las instalaciones están compuestas por 240 aerogeneradores GE 2.5 XL con un diámetro medio de rotor de 99 metros y una capacidad nominal individual de 2,5 MW que, en conjunto, representan alrededor de una décima parte de la producción total de energía verde en Rumanía. 42 10. Parque Eólico Fowler Ridge. 599,8 MW. Indiana (EEUU) El Parque Eólico Fowler Ridge, ubicado en el condado de Benton en Indiana, Estados Unidos, cierra el ‘top ten’ de los mayores parques eólicos del mundo. El proyecto, desarrollado por los ingenieros de BP Alternative Energy North America y Dominion Resources, se llevó a cabo en dos fases permitiendo alcanzar una capacidad instalada total de 599,8 MW. La construcción del parque eólico, con una superficie de más de 20.000 hectáreas, fue iniciado en 2008 comenzando finalmente las operaciones desde 2010. Las instalaciones se componen de 182 aerogeneradores Vestas V82-1.65MW, 40 aerogeneradores Clipper C-96 de 2,5 MW y 133 aerogeneradores de 1,5 MW de GE. En conjunto, el parque eólico puede satisfacer las necesidades de energía de más de 200.000 hogares. 42 CONCLUSIONES Desde el punto de vista medio ambiental, la producción de electricidad a partir de este tipo de sistemas tiene grandes ventajas como no genera ningún tipo de emisiones atmosféricas, no produce fluentes líquidos y evita el uso de combustibles fósiles. Convocar a las instituciones tanto del estado como privados a fin de analizar y proponer las bases de una mejora y adecuación de un nuevo marco legal en base a los vigentes a fin de facilitar la comercialización de la energía eólica, elaboración de un plan regulador para influir en el desarrollo de la diversificación de la generación de energía eléctrica en el Perú. 42 BIBLIOGRAFIA https://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursosinteractivos/produccion-deelectricidad/xii.-las-centrales-solares https://www.endesaeduca.com/opencms/opencms/Endesa_educa/recursosinteractivos/produccion-de-electricidad/energia-fotovoltaica https://es.slideshare.net/lauratecno/centrales-solares https://solar-energia.net/energia-solar-fotovoltaicaDivisión de Supervisión Electricidad Supervisión de Inversión en Electricidad – Julio 2017- OSINERGMIN de https://www.iberdrola.com/te-interesa/medio-ambiente/energia-eolica-terrestre https://www.portaleducativo.net/sexto-basico/756/energia-renovable-y-no-renovable https://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-deelectricidad/xiii.-las-centrales-eolicas http://www.coes.org.pe/portal/ https://elperiodicodelaenergia.com/los-10-mayores-parques-eolicos-terrestres-delmundo/ http://www.coes.org.pe/Portal/Publicaciones/Estadisticas/ 42
