Universidadde

Zaragoza

Energía Eólica

Ana Talayero

10 de julio 2009

Universidadde

Zaragoza

• Introducción

• Situación actual analizando su historia

• Debilidades / Fortalezas

• Amenazas / Oportunidades

• Apuestas de futuro

INDICE

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Introducción

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¿Qué es energía eólica?

Aprovechamiento de la energía cinética del viento

•Generación de energía eléctrica•Bombeo•Otras

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Situación actual analizando su historia

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POTENCIA INSTALADA

Potencia total instalada en España supera los: 17.300 MW

0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0

100.0

19

90

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20

00

20

01

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20

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20

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20

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20

08

Mw

Europa Mundo España

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0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

2.002 2.003 2.004 2.005 2.006 2.007

AÑO

GE

NE

RA

CIÓ

N N

ET

A (

GW

h)

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

GE

NE

RA

CIÓ

N E

ÓL

ICA

(G

Wh

)

Generación neta

Eólica

Carbón16%

Regimén Especial

12%

Eólica11%

Nuclear20%

Hidraulica8%

Ciclo Combinado

32%

Fuel1%

2008

EVOLUCION PRODUCCIÓN EÓLICA / COBERTURA DE DEMANDA

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EVOLUCION PRODUCCIÓN EÓLICA / COBERTURA DE DEMANDA

•Garantía de suministro

•Competitividad

•Sostenibilidad económica

y ambiental

Posible distribución de generación 2020

Carbón11%

Nuclear14%

Hidraulica8%

Ciclo Combinado26%

Fuel1%

Hidraulica5%

Eólica19%

Solar4%

Biomasa12%

Renovables40%

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TECNOLOGÍA

Cos

te p

roye

cto

Disponibilidad

Multiplicador

Generador asíncrono

Acoplamiento directo

Imanes permanentes

•Requerimientos de red

•Bajar costes

•Viabilidad logística

•Medioambiente

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TECNOLOGÍA

0

500

1000

1500

2000

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3500

1990

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1999

2000

2001

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2003

2004

2005

2006

2007

2008

Po

ten

cia

(K

w)

0102030405060708090100

Dim

en

sio

ne

s(m

)

Potencia unitaria Diametro de rotor Altura de buje

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REGULACIÓN DE POTENCIA

Paso fijo: Regulación por pérdidas

Cargas mayores

Picos de corriente en arranques

Sensible a cambios de densidad

Paso variable:Regulación mediante giro de la pala

Cargas menores

Se adaptan a los cambios de densidad

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REGULACIÓN DE POTENCIA

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COMPONENTES

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CALIDAD EN LA GENERACIÓN

Asegurar un cos ζ Regulador de tensión

•Control de potencia

•Control de rampas de subida y bajada

•Huecos de tensión

•Regulador de potencia-frecuencia

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Reducción pérdidas energía

Aumento disponibilidadDisminución averías

PreventivoCorrectivo

MANTENIMIENTO

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Detección prematura de fallos

•Menores costes de mantenimiento correctivo

•Menores perdidas de producción, mayor disponibilidad

•Pasar tareas no planificadas a planificadas

•Más conocimiento

MANTENIMIENTO

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MANTENIMIENTO

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.

Curva P-Vgon

con periodo con potencia máxima limitada

Curva P-Vgon

con alto viento

MANTENIMIENTO

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Curva P-Vgoncon problema transición doble

generador.

Curva P-Vgoncon CdP modificada.

MANTENIMIENTO

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Devilidades / Fortalezas

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DEBILIDADES

•Aleatoriedad en el recurso

•Incertidumbre en la predicción de la producción eléctrica

•Necesidad de adaptarse a los requisitos de la red

•Procesos largos de promoción

•Sector actual totalmente orientado a la venta a la red, sin evaluar alternativas de integración con otros recursos o sistemas.

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FORTALEZAS

• Energía limpia

• Materia prima, el viento, de coste cero.

• Creación de empleos directos e indirectos

• Beneficio de la generación se reparte entre la población

• Posee una madurez tecnológica suficiente para ser competitiva con las fuentes de energía convencionales.

• Riesgos de inversión bajos por lo que son proyectos atractivos.

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Amenazas / Oportunidades

4

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AMENAZAS

• Crisis financiera

• Cambios de las condiciones de conexión y operación de los parques eólicos

• Superación de la capacidad de las infraestructuras eléctricas.

• Rechazo social hacia los mismos.

• Comienzan a escasear de zonas óptimas

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OPORTUNIDADES

•Creación de nuevos puestos de trabajo.

•Incrementar la independencia energética

•Disminución de los precios de transporte eléctrico

•Creación de nuevas infraestructuras eléctricas.

•Generación de actividades de I+D

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Apuestas de futuro

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Recurso estimado en Europa: 3000 Tw/año

Se estima que 240 Gw/año eólicos serían el 23% de la energía de Europa

¡Atractivo!

OFF SHORE

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•Baja Rugosidad

•Carencia de obstáculos

•Mayores circulaciones de viento

•Menor turbulencia

•Mayores velocidades de viento

•Perfil constante (menor altura torre

•Gran espacio

•Bajo impacto visual y acústico

•Imprecisión en la evaluación del recurso

•Difícil y costosa evacuación

•Cimentaciones y tendido eléctrico especial

•Mayor “wake effect” (turbinas más separadas)

•Mantenimiento encarecido

•Dificultadas para el montaje

Ventajas Inconvenientes

OFF SHORE

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Tendencia:

• Turbinas con gran potencia unitaria (5 Mw)

• Grandes inversiones en desarrollo

• Helipuertos y plataformas que faciliten el mantenimiento

• Turbinas más ligeras (menor Turbulencia, menor carga)

• Estudio para transportar la electricidad (Continua a alto voltaje)

• Grandes parques para conseguir economías de escala

OFF SHORE

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On shore

Aerogenerador75%

Obra civil5%

Obra electrica15%

Otros5%

Off shore

Aerogenerador55%

Obra civil20%

Obra electrica20%

Otros5%

Comparación costes OnShore- Off Shore:

OFF SHORE

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R .Decreto 1028-2007

Administración general del

estado

D G Políticas

energéticas y minas

Medio Ambiente

Medio Rural

Medio Marino

OFF SHORE

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OFF SHORE

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REPOWERING

• Emplazamientos con alto recurso

• Última tecnología

• Reducción del número de máquinas

• Menor espacio ocupado

• Mejorar eficiencia y rendimiento de los parques

• No hay incentivos económicos suficientes

• No hay facilidades en la tramitación

• Nuevo estudio ambiental

• No hay un mercado de segunda mano activo

• No hay interés por parte de los promotores

Ventajas Inconvenientes

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AUTOCONSUMO

•Baja potencia unitaria

•Integrada con placas solares y baterías

•Bajo coste y facilidad de mantenimiento

•Sencillez en el diseño

•Oferta pequeña en el mercado

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BOMBEO

•Accionamiento directo entre el aerogenerador y la bomba a través de un mecanismo de biela

•Multipalas (12 o 24 palas)

•Arranque a 3 m/s y parada a 20 m/s

•Viable con medias de 4 – 5 m/s

•Mejor aprovechamiento a los 7.5 m/s y a 12 m/s entra en pérdidas

•Rendimiento alrededor del 30%

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GENERACIÓN DE HIDRÓGENO

Problema:

La energía necesaria para extraer el hidrogeno es superior a la energía que contiene y el rendimiento de la electrolisis para su obtención es muy bajo

Solución:

Uso de la electricidad generada en la turbina para generar hidrogeno.

Se esta estudiando parques off shore con generación de hidrogeno in situ y ya hay parques de I+D en tramitación

Hidrogeno: combustible para transporte o en pilas de hidrogeno para generar de nuevo electricidad.

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DESALINIZACIÓN

•Proceso en el que se necesita mucha energía y se está intentando combinar aprovechar la electricidad generada con los aerogeneradores para:

•Osmosis

•Evaporación

•En Canarias existe una planta de desalinización con consumo propio de aerogeneradores

•Buena alternativa para países en vías de desarrollo.

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Conclusiones

6

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•Principal debilidad

Ser capaces de adaptarnos a los requerimientos de red

•Principal amenazas

Cambios políticos y crisis financiera

•Principal fortalezas

Independencia, energética, y energía limpia

•Principal oportunidad

Creación de puestos de trabajo e I+D

CONCLUSIONES

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El futuro no lo sabemos pero seguiremos trabajando:

•Mantener altos niveles de disponibilidad

•Mejorar el mantenimiento

•Instalar máquinas de mayor potencia

•Mejorar la calidad de generación

CONCLUSIONES

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Energía Eólica

Ana Talayero

10 de julio 2009

Gracias por su atención

EÓLICA

Bibliografía Título: WIND TURBINE TECHNOLOGY: FUNDAMENTAL CONCEPTS OF WIND TURBINE ENGINEERING

Autor/es: Spera D.A. Editorial: American Society of Mechanical Engineers

Año: 1994

Título: PRINCIPIOS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA EÓLICA

Autor/es: Varios

Editorial: CIEMAT

Año: 1995

Título: WIND ENERGY CONVERSION SYSTEMS

Autor/es: Freris, L.L.

Editorial: Prentice Hall Año: 1998

Título: ENERGÍA EOLICA PRÁCTICA

Autor/es: Paul Gipe

Editorial: Chelsea Green

Año: 2000

Título: ENERGIA EÓLICA PRÁCTICA. UNA GUIA PARA INSTALACION Y USO DE PEQUEÑOS SISTEMAS EÓLICOS

Autor/es: Gipe p.

Editorial: Progensa Año: 2000

Título: ENERGIAS RENOVABLES, SOSTENIBILIDAD Y CREACIÓN DE EMPLEO

Autor/es: Mendez E.

Editorial: Libros Catarata Año: 2001

Título: WIND ENERGY EXPLAINED: Theory, design and application

Autor/es: J. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Rogers

Editorial: Wiley

Año: 2002

Título: WIND POWER PLANTS

Autor/es: Robert Gasch y Jochen Twele (editores) Editorial: James and James

Año: 2002

Título: MANUAL DIDÁCTICO DE LA ENERGÍA EÓLICA

Autor/es: Varios

Editorial: Proyecto Aedus. Programa Leonardo da Vince. Comisión Europea 2002 Año: 2002

Título: SISTEMAS EÓLICOS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Autor/es: Rodríguez Amenedo, J.L, Burgos Díaz, J.C. y otros

Editorial: Editorial Rueda

Año: 2003

Título: ENERGIA EÓLICA

Autor/es: Varios

Editorial: Prensas universitarias Universidad de Zaragoza Año: 2008 Título: WIND ENERGY-THE FACTS

Autor/es: Varios

Editorial: London. Sterling, VA Año: 2009 Título: GRID INTEGRATION OF WIND ENERGY CONVERSION SYSTEMS

Autor/es: Heier, Siegfried Editorial: John Wiley & Sons Ltd

Año: --