dr. sandra cruz-pol departamento de ingeniería eléctrica y computadoras campus verde

Dr. Sandra Cruz-Pol Dr. Sandra Cruz-Pol Departamento de Ingeniería Eléctrica y ComputadorasDepartamento de Ingeniería Eléctrica y ComputadorasCampus VerdeCampus VerdeUniversidad de Puerto Rico – MayagUniversidad de Puerto Rico – MayagüüezezCampusVerde@uprm.eduCampusVerde@uprm.edu

1

Energía Renovable

Energía Renovable• Diferencia con

Energía Alterna• Conservación –

cargas fantasmas, sensores, calentadores solares, etc.

• Solar (fotovoltaica)• Viento (Eólica)

http://www.ee.t.u-tokyo.ac.jp

Sistema de Potencia Eléctrica

Combustibles FósilesAEE (petróleo)

Costa Sur1090 MW1958

Aguirre900 MW1973

Cambalache247.5 MW1997

Palo Seco602 MW1960

San Juan400 MW1956

4305 MWReferencia: AEE

Combustibles Fósiles (no AEE)Combustibles Fósiles (no AEE)

AES 540 MWecoEléctrica 454 MW

Referencia: Dr. A. Irrizarry

Generación hidroeléctrica

Caonillas Dos Bocas

Yauco I & II Garzas I & II Toro Negro I & II

Rio Blanco

90 MWReferencia: AEE

Estimado de Generación por Combustible para Puerto Rico

(2005)*

carbón (13%)

petróleo (73%)

Gas (13%) hidro (0.5%)

Estimado del Dr. A. Irizarry*Ref: CIA The World FactBook

carbón (52%)

Referencia: US DOE Energy Information Agency

US Net Generation 2006

Promedios de precio de venta de electricidad Promedios de precio de venta de electricidad por sector (2006) en por sector (2006) en ¢¢/kWh/kWh

residencial 17.81(24 ¢/kWh 2011)

10.4

comercial 19.06 9.46

industrial 15.57 6.16

Ref: AEE (hasta nov 06), Energy Information Agency (Oct 22, 07)

kWh $/día (28 ¢/kWh)

$/año300 días

Costo calentado

r

12 $3.36 $1008 $1,500

Referencias: US Bureau of Census y Generation Displacement, Power Loss and Emissions Reduction due to Solar Thermal Water Heaters, Jennifer Jimenez & Agustin Irizarry

Se usan 12 kWh para calentar tanque de 63 galones de agua 70°F a 125°F.

Beneficios adicionalesBeneficios adicionales

1.1. La reducción en demanda aumenta la La reducción en demanda aumenta la confiabilidad del sistema, pues opera menos confiabilidad del sistema, pues opera menos cargado, y se alarga la vida útil de los cargado, y se alarga la vida útil de los dispositivos del sistema.dispositivos del sistema.

2.2. Disminución de pérdidas se traduce a Disminución de pérdidas se traduce a ahorro al consumidor a través de ajuste de ahorro al consumidor a través de ajuste de combustible ($3 - $12 por cliente)combustible ($3 - $12 por cliente)

3.3. Disminuyen las emisiones al ambiente. Disminuyen las emisiones al ambiente.

4.4. Es una alternativa que complementa la Es una alternativa que complementa la política de diversificación de combustible: política de diversificación de combustible: CONSERVACICONSERVACIÓÓNN

¿Hace falta Palo Seco (602 MW)?

Lumens

Incandescente

Compactafluorescen

te

850 60 W 11–15 W

1700 100 W 22–25 W

MVA608.4 MW520

MVA11.7 MW10

MW520353,157,1W 45(10

MW52353,157,1W 45(1

)

)

Referencias: US Bureau of Census y Generation Displacement, Power Loss and Emissions Reduction due to Solar Thermal Water Heaters, Jennifer Jimenez & Agustin Irizarry

considerando pérdidas

Si cada Si cada uno de uno de los 1.1 los 1.1 Millon de Millon de abonados abonados de AEE de AEE cambia 1 cambia 1 bombillabombilla……

Otros paises han prohibido bombillas incandescentes, y calentadores de agua electricos (Israel).

California – AB 722 Lloyd Levine* lo propone para el 2012Australia, 20 febrero 2007 – para el 2011Nueva Zelanda – anuncia se une al plan de AustraliaUK – 12 marzo 2007 – para el 2011Irlanda, Portugal, Bélgica y Holanda – marzo a mayo 2007 anuncian meta igual a UKCanadá – abril 2007 – para el 2012Suiza - agosto 2007 – para el 2010Estados Unidos - sep 12 2007

Tailandia, Ghana, Egipto, India, Indonesia, Sur África, Vietnam, Brasil, México, China

Generación fotovoltaica –convierte luz solar a electricidad usando una celda

fotovoltaica.

Arreglos Integrado en EdificiosArreglos Integrado en Edificios

Otros beneficiosOtros beneficios

Externalidades Externalidades valor de no contaminarvalor de no contaminar satisfacción de independenciasatisfacción de independencia aumento en confiabilidad (huracanes)aumento en confiabilidad (huracanes)

Beneficios socialesBeneficios sociales disminución pdisminución péérdidasrdidas crédito por capacidadcrédito por capacidad creación de empleos y mercadocreación de empleos y mercado

Las turbinas de vientos (molinos) Las turbinas de vientos (molinos) convierten la energía cinética del viento a convierten la energía cinética del viento a

energía eléctrica …energía eléctrica …

… si tienes viento.

TamaTamaño relativo de ño relativo de turbinasturbinas

Molinos pequeños viento en el EsteMolinos pequeños viento en el Este

kWh/día$/día

0.28 $/kWh

kWh/mes$/mes

0.28 $/kWh

kWh/año$/año

0.28 $/kWh

Valor presente

electricidad5%, 20 años

48.8 $13.7

1464$411

3800$4,932

$62,276

Bornay Inclin 6000 W

($10,000+$2,000+$6,000+

$5,000+2,000)=$25,000 $209/mes - 8%, 20 años

10 m de altura

Fuente: Dr. Irizarry

GeneraciGeneracióón En Eóólica lica en Puerto Ricoen Puerto Rico

21

Agustín A. Irizarry Rivera, PhD, PEDepto Ingeniería Eléctrica y Computadoras

ACEER 18 de agosto de 2007 Centro Cultural de Mayagüez

“En Puerto Rico, con lo sensitiva que es toda la Isla, ningun sitio es bueno para instalar turbinas

de viento.”Ernesto Santiago (SOPI) El Nuevo Día12 de septiembre de 2004

Los problemas que enfrenta la Los problemas que enfrenta la generación egeneración eóólica en Puerto Rico lica en Puerto Rico (y (y

las demás renovables también …)las demás renovables también …)

NO PLAN de uso de NO PLAN de uso de terrenosterrenos

NO DIALOGO NacionalNO DIALOGO Nacional Ambiente, Justicia SocialAmbiente, Justicia Social No petróleo, gas o carbónNo petróleo, gas o carbón

NO ESTRUCTURAS NO ESTRUCTURAS PARTICIPATIVASPARTICIPATIVAS

Costa Sur, ecoElectrica,CORCO, ¿Windmar?

Impacto AmbientalImpacto Ambiental

“Ecological Impact of Renewable Resource-Based Energy Technologies” Karl-Heinz Kettl, Nora Niemetz, Nora Sandor,

Michael Eder, and Michael Narodoslawsky, 2011

Achievable Renewable Energy Targets For Puerto Achievable Renewable Energy Targets For Puerto RicoRico’’ssRenewable Energy Portfolio StandardRenewable Energy Portfolio Standard

Agustín A. Irizarry Rivera, PhD, PEagustin@ece.uprm.edu

José A. Colucci-Ríos, PhD, PEBiodiesel1pr.aol.com

Efraín O’Neill-Carrillo, PhD, PEoneill@ece.uprm.edu

Objetivo: Objetivo: producir un estimado realista producir un estimado realista de la de la cantidad de electricidad que se puede cantidad de electricidad que se puede producir con cada recurso renovable producir con cada recurso renovable

disponible en Puerto Rico.disponible en Puerto Rico.

1.1. Biomasa* – incluyendo la basura,Biomasa* – incluyendo la basura,

2.2. micro hidro*,micro hidro*,

3.3. océano - olas, mareas, corrientes y termalocéano - olas, mareas, corrientes y termal,,

4.4. solar - fotovoltaicasolar - fotovoltaica y solar termal*, y solar termal*,

5.5. viento – grande y pequeviento – grande y pequeññoo,,

6.6. celdas combustibles*celdas combustibles* ( (““fuel cellsfuel cells””))

Resource AvailabilityResource Availability

Average Daily Solar Radiation in PRAverage Daily Solar Radiation in PR

Data in MJ/mData in MJ/m22 to the right and in W/m to the right and in W/m22 to the left to the left

First Oral Report to the Puerto Rico Energy Affairs Administration February 15, 2008

Tecnologías de concentración Tecnologías de concentración (Dr. Cayetano López (Dr. Cayetano López

CIEMAT)CIEMAT)

Solar Receiver

Heliostats

Absorber Tube

Pipe with thermal fluid

Curved mirror

Receiver / Engine

Reflector

Central Receiver

Parabolic Trough

Dish/Engine

Linear Fresnel

Absorber tube andreconcentrator

Curvedmirror

Solar Receiver

Heliostats

Solar Receiver

Heliostats

Absorber Tube

Pipe with thermal fluid

Curved mirror

Receiver / Engine

Reflector

Receiver / Engine

Reflector

Central Receiver

Parabolic Trough

Dish/Engine

Linear Fresnel

Absorber tube andreconcentrator

Curvedmirror

Colectores cilindro-parabólicos: desde 1981Colectores cilindro-parabólicos: desde 1981

Plantas SEGS. 354 MWe. Kramer’s Junction, CaliforniaPlantas SEGS. 354 MWe. Kramer’s Junction, California

Instalaciones de ensayo en la PSAInstalaciones de ensayo en la PSA

30

Franchesca Aponte y Magaby Quintero February 15, 2008

1.49-1.251.74-1.501.99-1.752.25-2.00

Annual average wave

height in meters (m)

20°

19°

18°

17° -

68°

-67°

-66°

-65°

LATIT

UDE

LONGITUDE

N

2.03 m 2.07 m 1.72 m

1.99 m 1.77 m

1.93 m 1.56 m 1.33 m

ANNUAL AVERAGE WAVE HEIGHT IN METERS IN AREAS AROUND PUERTO RICO ON 1°X1° COORDINATES

© Quintero y Aponte 2007

`

2.55m

2.55m*

*Average of data obtained the measure of SBE 26 instrument and calculated by a SWAN model by Juan C. Ortiz Royero for his thesis

work

Wave Energy: Resource Availability

• Puerto Rico highest wave energy is concentrated around the north coast of the island because of the arrival of swells from the North Atlantic Ocean.

Franchesca Aponte y Magaby Quintero February 15, 2008

Available Commercial and Prototype Available Commercial and Prototype Conversion TechConversion Tech

Wave Energy

Wave Energy Technologies [11]

Ej. Factura de AEE…Ej. Factura de AEE…(hogar de 4)(hogar de 4)

Consumo Consumo PromedioPromedio: : $260

1390 kWh

Factura de AEE:Factura de AEE:Luego de eliminar Fantasmas Eléctricos e instalar bombillas

CFL

$195

(1160 kWh)

Factura de AEE:Factura de AEE:

$113

(690 kWh)

Luego de usar abanicos en vez de 3 consolas de A/C

Luego de instalar Calentador de agua Solar

$74

(400 kWh)

Factura de AEE:

• Acción ciudadana - Conservación• Renovables HOY son económicamente viables• Puerto Rico necesita diálogo pues NO hay

tecnología renovable sin impacto al medio ambiente, sin issues de ubicación, sin que ocupe espacio.

• No hay solución mágica.• Necesitamos viabilizar el uso de renovables.• Conservación, viento, fotovoltaica, solar

termal, olas y biomasa---Dr. Agustin Irizarry, 2009

ConclusionesConclusiones

ConservaciónConservación

Puede significar de 30% a 70% de Puede significar de 30% a 70% de ahorro.ahorro.

Gasoducto: de 5% a 17% (sin Gasoducto: de 5% a 17% (sin contar el impacto ambiental, alza contar el impacto ambiental, alza en costo de gas, y mitigación en en costo de gas, y mitigación en caso de accidente, ni potencial caso de accidente, ni potencial pérdida de vidas)pérdida de vidas)

¿¿Preguntas?Preguntas?

Dr. Sandra Cruz Pol, Ph.D. E. E.

CampusVerde@uprm.eduDepartamento de IngenieríaEléctrica y Computadorashttp://uprm.edu/campusverde