Energía Eólica

Hay tres parámetros que determinan la cantidad de energía aprovechable del viento por una turbina eólica:

  • La velocidad del viento. De acuerdo a las leyes de la física, la energía generada por la turbina es proporcional a la velocidad del viento al cuadrado. Como se muestra arriba. las velocidades del viento varían en función de la altura sobre el nivel del suelo y durante el día y a lo largo del año.
  • El área barrida de las paletas, la cual es proporcional al cuadrado de la longitud de las paletas). Las turbinas de viento modernas de gran escala típicamente se equipan con rotores de tres palas, cuyo diámetro es de 42 y hasta 120 metros.
A su vez, el aerogenerador (entendido como la combinación de turbina eólica y generador eléctrico) tiene un límite en cuanto a su eficacia.
  • La eficacia teórica máxima de los generadores eólicos. Esta está dada por el hecho de que no pueden transformar toda la energía que llega a su radio de acción. En teoría, el 59% de la energía que llega a un generador eólico se puede transformar a electricidad. En la práctica, la mayoría de las turbinas eólicas son mucho menos eficaces que esto y existen diseños de diversos tipos para obtener la máxima eficacia posible a diferentes velocidades del viento. Los mejores generadores eólicos tienen eficacias del 35% al 40%.

Los elementos principales de cualquier generador eólico son: rotor, caja de engranajes, generador, equipo de control y monitoreo, y la torre que la sostiene (permite aprovechar los vientos de mayor velocidad a cierta altura).

Las palas del rotor se diseñan para que giren con el viento, lo cual ocurre a bajas revoluciones por minuto. Mediante engranajes, se aumenta el número de revoluciones por minuto del motor y así llegar a un nivel adecuado para generar electricidad. Actualmente, las turbinas de gran escala suelen contener generadores con capacidades entre 600 y 6,000 kW.

El diseño de las torres es particularmente crítico, pues deben ser tan altas como sea económicamente posible (generalmente entre 40 y 100 metros); también deben ser robustas y permitir el acceso a la turbina para su mantenimiento, pero no agregar costo innecesario al sistema.

Una granja eólica o parque eólico, consiste en un conjunto de estas turbinas ubicadas en un mismo sitio.

Para mayor información respecto de esta tecnología, puede consultarse “Estado del arte y tendencias de la tecnología eoloeléctrica”, realizado por el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) y cuyo contenido describe el panorama de la generación eoloeléctrica en el mundo, sus bases tecnológicas, implicaciones y la situación nacional en esta materia.

Evaluación del potencial del recurso eólico

Como parte de las actividades del proyecto Plan de Acción Eólico que lleva a cabo el IIE, en México se realizan mediciones anemométricas en diferentes zonas, con el propósito de evaluar el recurso eolo-energético y la factibilidad de su aprovechamiento en el país. Esta información está disponible para las consultas públicas.

Las evaluaciones han establecido que las condiciones eólicas en el Istmo de Tehuantepec son de las mejores a nivel mundial. En Oaxaca hay zonas con velocidades del viento medidas a 50m de altura y que son superiores a 8.5 m/s, con un potencial de 6,250 MW, y otras entre 7.7 y 8.5 m/s, con un potencial de 8,800 MW.

En Baja California, las mejores zonas están en las sierras de La Rumorosa y San Pedro Mártir (274 MW). Yucatán (352 MW) y la Riviera Maya (157 MW) tienen suficiente potencial para sustituir plantas que operan con combustóleo, diesel y generadoras de turbogás.

Los estudios de National Renewable Energy Laboratory (NREL) y diversas instituciones mexicanas (ANES, AMDEE, IEE) han cuantificado un potencial superior a los 40,000 MW, siendo las regiones con mayor potencial el Istmo de Tehuantepec y las penínsulas de Yucatán y Baja California. Por otra parte, hasta el 2006 la Comisión Reguladora de Energía ha otorgado permisos por 736.2MW en la modalidad de autoabastecimiento para el desarrollo de proyectos de energía eólica.

Acciones en México

A mediados de 2006 en la Comisión Reguladora de Energía había vigentes 8 permisos para instalar más de 900 MW en plantas eoloeléctricas por el sector privado como plantas de autoabastecimiento.

A su vez, la CFE tenía en Agosto de 2006 dos plantas eólicas en operación. La mayor es la Central eólica de La Venta que se localiza a unos 30 kilómetros al noroeste de la ciudad de Juchitán, Oaxaca, y tiene una capacidad instalada de 1.6 MW. La otra es la Central eólica de Guerrero Negro y se ubica en las afueras de Guerrero Negro, Baja California Sur, dentro de la Zona de Reserva de la Biosfera de El Vizcaíno y tiene una capacidad de 0.6 MW en un solo aerogenerador. Adicionalmente, se construye una ampliación de 90 MW de la planta de La Venta, la cual entrará en operación antes de finalizar 2006.

Por otro lado, con el propósito de fomentar el desarrollo de la energía eólica en México, el Instituto de Investigaciones Eléctricas, en colaboración con el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) han implementado el “Plan de Acción para eliminar las barreras para el desarrollo de la generación eoloeléctrica en México”, basado en cuatro metas: el desarrollo de capacidades, la formulación de proyectos demostrativos, el análisis y la propuesta de mejoras al marco legal, regulador o institucional y el fomento a la colaboración, vinculación y multiplicación de esfuerzos.
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Costos

De acuerdo a información de la CFE, los montos de la inversión para estos sistemas llegan a los 1,400 USD/kW, con un costo de generación de 4.34 3 US¢/kWh. Se estima que para el 2020 sean menores a los 3 US¢/kWh.

Fuentes

Energías Renovables para el Desarrollo Sustentable en México, SENER, 2006.
http://www.energia.gob.mx

Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (CONAE)
http://www.conae.gob.mx

Comisión Federal de Electricidad (CFE)
www.cfe.gob.mx

Comisión Reguladora de Energía (CRE)
www.cre.gob.mx

Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE)
http://www.iie.org.mx

(*) http://genc.iie.org.mx/genc/eolica/libroo/cap1234.htm

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