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
1
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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
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00
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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
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2004
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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
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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: --
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