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TRANSCRIPT
Oportunidades en el uso
de la Energía Eólica en
Uruguay
José Cataldo
Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería
Ambiental - Facultad de Ingeniería-UDELAR
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0,0 5,0 10,0 15,0 20,0
Alt
ura
(m
)
Velocidad media (m/s)
Distribución de velocidad media en altura
Terreno Mar
Terreno Rural
Terreno Urbano
Factores que
afectan la
velocidad el viento
Métodos de evaluación
del Recurso Eólico
Medida en los sitios de interés . Registros
Medida y características del terreno
Cálculo Numérico
Modelos físicos – Datos de campo
Numéricos
Numérico Físico
Tecnologías disponibles
Autóctona
Disponible libremente en la naturaleza
La entrada en operación se hace con la instalación de
sólo una máquina.
Compatible con la explotación agropecuaria.
Tecnología en extremo simple.
Fuerte consumidor de mano de obra.
Oportunidad para el desarrollo de diferentes sectores
industriales.
Fuente limpia de muy bajo efecto sobre el ambiente
Programas de promoción de la Energía Eólica
• Alemania – Objetivo: Ambiente
– Precios elevados
– Baja tributación
• Dinamarca – Objetivo: Retención del trabajador rural
– Fijación de precios
• España – Objetivo: Disminuir dependencia y Desarrollo
industrial
– Precio de compra de energía eléctrica
– Implantación de plantas
Uso Racional de la Energía
Mecánica - Bombeo de agua, movimiento de máquinas – Eólica - Biocombustibles
Térmica - Calentamiento de agua (uso doméstico), calentamiento de aire (secado, invernáculos, maduración)- Solar térmica – Biomasa - Biogás
Eléctrica - Iluminación, refrigeración, máquinas herramienta, comunicaciones, recreación. Eólica - Solar fotovoltatica - Biomasa
Diferentes escalas de utilización
– Gran escala Parques eólicos
– Conectados a la red eléctrica (Red de Transmisión)
– Elevada velocidad de viento y Baja turbulencia
– Alcance nacional
• Requerimientos de energía
• Medio ambiente
• Ocupación
Beneficios para la municipalidad. (Impuestos)
Beneficios económico para el propietario del terreno.
Periodo de prospección
Periodo de instalación
Periodo de explotación
Beneficios en cuanto a mejora de infraestructura
Beneficios para empresas locales.
Escala Industrial Generación
Distribuida ó Autoconsumidor
kW.h
Planta de bombeo
Aerogenerador
PAG PL
PPB
Línea
Conectados a la red eléctrica (Red de
distribución)
Dimensionado a medida
Viento local
Uso racional de energía
Escala Autónoma ó Microescala ó
Microgeneración
– Conectado o no a la red eléctrica
– Localización Próxima a la utilización
– Dimensionado Viento local y carga
– Sistema
• Aerogenerador
• Acumuladores
• Electrónica de potencia Regulación y alterna
Aerogenerador
Panel
Fotovoltaico
Viento
Radiación
Solar
Regulador
de Carga
Batería
Generación
Acumulación
de
Energía
Inversor
Carga
en
Alterna
220V
Carga
en
Continua
12V
-
24V
* Electrodomésticos
* Heladera - Freezer
* TV - Video - Computadora
* Máquinas Herramienta
* Iluminación
* Telefonía
* Bombeo de agua
Utilización
Decreto de Microgeneración, 173 – 010
* Venta de energía eléctrica a la red de origen renovable
Hasta potencia instalada o hasta entre 3.5 kW y 5.5kW
Ampliación hasta 150 kW
* Mismo precio de la tarifa contratada
* Residencial simple
1k Wh a 100 kWh, 101 kWh a 600 kWh y mayor a 600 kWh
* Doble horaria
Punta 17:00 a 23:00, Valle 0:00 a 17:00 y 23:00 a 0:00
* Se paga la diferencia
Urbana, Suburbana, Rural
Subscriptor – Si la energía generada se consume
Mercado spot
Definición de la carga Carga
Equipo P Unit. Cantidad T. De uso Pot.total Energía/mes
(W) (horas) (W) (W.h/mes)
TV 148 1 2 148 8880
Computadora 250 1 2 250 15000
Luminarias 9 20 4 180 21600
Radio 60 1 6 60 10800
Teléfono 7 1 24 7 5040
Freezer 450 1 8 450 108000
Heladera 350 1 8 350 84000
Bomba 26.5 1 1 26.5 795
Licuadora 250 1 1 250 7500
Batidora 250 1 1 250 7500
Focos 18 4 4 72 8640
taladro 450 1 0.5 450 6750
Pot. Instalada 2493.5 W
Energía anual consumida 3414060 W.h/año
Tecnología Eólica - Bifurcación
Últimas tecnologías disponibles
– V126 – 3.3MW
– E126 – 7.85MW
– G128 – 5MW
– N131 – 3MW
Escala para macro generación, Mega watts
Reducción de precio / MW
Incremento de eficiencia aerodinámica en zonas de bajo
viento
Incremento de rendimiento en la tecnología de generación
Reducción de ruido acústico
Reducción de efecto sobre la red
Objetivos
Tecnología competitiva
Escala para micro generación, kilo watts (1 a 10)
Oferta amplia de tecnología
Solicitaciones mecánica - Vibraciones
Fluctuaciones en la generación
Emisiones acústicas
Impacto visual
Seguridad
Aerogeneradores Turbina eólica
Energía cinética – Energía Mecánica
Generador de energía eléctrica
Energía Mecánica – Energía Eléctrica
Imanes permanentes
Tensión y frecuencia variables
Rectificador – Inversor –Filtro
Señal sinusoidal
Flicker
Huecos de corriente
Tipologías constructivas
y entorno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
Energía consumida (kWh)
Hora del día
0.0
500.0
1000.0
1500.0
2000.0
2500.0
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0
Velocidad (m/s)
Po
ten
cia
(kW
)/F
receu
ncia
(p
or
die
zm
il)
Weibull
850kWBV
850kWEV
2000kW
0
.. dVVpVPP
Evolución temporal de la velocidad media del viento
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Tiempo (horas)
Ve
loc
ida
d (
m/s
)
Costo de la generación - Factor de Capacidad
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
20 30 40 50 60
Factor de Capacidad (%)
Co
sto
de
ge
ne
rac
ión
(U$
S/M
W.h
)
5
7
10
Costo de generación - Factor de capacidad
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
20 30 40 50 60
Factor de capacidad (%)
Co
sto
de
ge
ne
rac
ión
(U$
S/M
W.h
)
500
600
700
800
900
1000
1100
Parametrizado en costo
de capital
Parametrizado en
la inversión
Uruguay posee un elevado recurso eólico
Presenta heterogeneidades
Explotación a diversas escalas
Gran Escala – Beneficios para el propietario del terreno
Escala Industrial – Alimentación de una planta
industrial
Pequeña Escala – Carga doméstica y establecimientos
Inserción: Recurso, carga, tecnología