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2 Energía Eólica Índice TemáticoIntroducción Análisis de vientos y sitio Características de las turbinas eólicas Análisis de la conexión eléctrica a la red Características operacionales y Despacho y control de carga – intercambio de energía con la red eléctrica Montaje y mantenimiento Viabilidad eólica

3 INTRODUCCIÓN

4 ENERGÍAS ALTERNATIVAS PROCESOS AMBIENTALES Y ATMOSFÉRICOS NATURALESusan como fuente de generación recursos renovables y poseen una fuente prácticamente inagotable en relación al tiempo de vida del hombre en el planeta. Se producen de manera continua, no se agotan, y tienen su origen en los procesos ambientales y atmosféricos naturales. PROCESOS AMBIENTALES Y ATMOSFÉRICOS NATURALES el viento, el sol, los cursos de agua, la descomposición de la materia orgánica, el movimiento de las olas en la superficie del mar y océanos, el calor interior de la tierra son fuentes de energías alternativas FACTOR COMÚN: EL SOL

5 EMISIÓN DE GEI (GASES EFECTO INVERNADERO)COMBUSTIBLES FÓSILES EMISIÓN DE GEI (GASES EFECTO INVERNADERO) CRISIS CLIMÁTICA DAÑOS ECONÓMICOS

6 El principal gas de efecto invernadero es el dióxido de carbono (CO2), cuyo origen es fundamentalmente la quema de combustibles fósiles. Su actual concentración atmosférica es la mayor de los últimos años. Los combustibles fósiles son los principales responsables de la emisión de CO2. Por mucho tiempo se creyó que el uso de petróleo, gas y carbón tendría un límite que estaría dado por las reservas disponibles. En la actualidad, en cambio, podemos comprobar que la crisis climática antecede al agotamiento de las reservas y que el inminente colapso climático pone un límite claro y urgente al uso de los combustibles fósiles. Los actuales niveles de influencia humana sobre el clima terrestre implican: Un riesgo de impactos irreversibles a gran escala, tales como el derretimiento de hielos permanentes (como glaciares y casquetes polares); una modificación severa en la circulación oceánica (corriente del Golfo); una masiva liberación de GEI por el derretimiento del permafrost (suelos permanentemente helados) y la desaparición de bosques. En general, los efectos del cambio climático serán mayores en los países en desarrollo en términos de pérdidas de vidas y efectos vinculados sobre las inversiones y la economía.

7 Un calentamiento global promedio de entre 1.4 y 5.8º CSeveros impactos a escala regional. En América Latina la retracción de los glaciares implicará una pérdida de fuentes de agua potable. Inundaciones y sequías se harán más frecuentes, la producción agrícola estará en crisis y se ampliarán las áreas de incidencia de enfermedades como la malaria, el dengue y el cólera. También se acelerará la tasa de pérdida de biodiversidad. En la última década, se han intentado simular los cambios climáticos futuros, llegando a las siguientes conclusiones: Un calentamiento global promedio de entre 1.4 y 5.8º C Enfriamiento significativo de la estratosfera El calentamiento superficial será mayor en las altas latitudes en invierno, pero menores durante el verano La precipitación global se incrementará entre 3 y 15%.

8 Sistemas humanos: Los países empobrecidos son los de máximo riesgoCon aumentos globales de la temperatura se producen pérdidas económicas netas en muchos países empobrecidos para todas las magnitudes de calentamiento - las pérdidas son mayores cuanto mayor es el calentamiento. “Se espera que los efectos del cambio climático sean los mayores en los países empobrecidos en términos de pérdida de vidas y efectos relativos sobre las inversiones y la economía.” Daños económicos 1oC – Es probable que un número significativo de países empobrecidos experimenten pérdidas netas que alcancen un pequeño porcentaje del PIB. La mayoría de los países desarrollados es probable que experimenten una mezcla de daños y beneficios, con beneficios netos predichos por muchos modelos. 2oC - Se proyectan efectos netos adversos para los países empobrecidos, desde unos pocos hasta varios puntos porcentuales del PIB. Los daños regionales particularmente en África exceden varios puntos porcentuales del PIB. Por encima de 2oC - la probabilidad de daños netos aumenta globalmente pero a una tasa que es bastante incierta. Impactos sobre varias regiones empobrecidas en el rango de 3-5% para un calentamiento de 2,5-3oC, si no hay sorpresas climáticas adversas.

9 Las estimaciones de daños globales están en el rango de 1-2% para 2,5-3oC de calentamiento.» África parece estar consistentemente entre las regiones para las que se proyectan daños de altos a muy altos. Fuente :IPCC Working Group II TAR Impacts of Climate Change Los costos económicos derivados del cambio climático, se duplicarán y llegarán a 30 o millones de dolares anuales. En Europa en el año 2002, las pérdidas económicas fueron de millones, y la ola de calor en el verano de 2003, costó la vida a personas y pérdidas económicas superiores a millones de dólares. Se prevé que uno de cada dos veranos será igual o peor que el de 2003 para fin de este siglo.

10 CO2 Fuentes naturales: respiración, descomposición de materia orgánica, incendios forestales naturales. Fuentes antropogénicas: quema de combustibles fósiles, cambios en uso de suelos (principalmente deforestación), quema de biomasa, manufactura de cemento. Sink: absorción por las aguas oceánicas, y organismos marinos y terrestres, especialmente bosques y fitoplancton. Ciclo de vida: entre 50 y 200 años.

11 Cómo reducir los GEI desde los distintos sectores:En la industria, las medidas de ahorro son específicas para cada proceso. En el sector doméstico y comercial, se logrará a través de mejoras en el aislamiento térmico de las viviendas y la mejoría de la eficiencia de los aparatos domésticos a través de mejores diseños y mejor uso, como es el caso de la iluminación. En el transporte público, a través de mejoras en la tecnología de los motores, mejor manutención de los mismos, cumplir los límites de velocidad y uso más discreto de la aceleración y frenado. El uso de fuentes renovables de energía reducirá la emisión de CO2 debido a la generación de energía.

12 PROTOCOLO DE KIOTO DECLARACIÓN DE BONNSu objetivo es que, en el período , los países industrializados reduzcan sus emisiones colectivas de gases que causan el efecto de invernadero en un 5,2%, respecto a 1990. DECLARACIÓN DE BONN “Los Ministros y Representantes Gubernamentales de 154 países reunidos en Bonn, Alemania, del 1 al 4 de junio de 2004, en la Conferencia Internacional sobre Energías Renovables, reconocen que las energías renovables, combinadas con una mayor eficiencia energética, pueden contribuir significativamente al desarrollo sostenible, a proveer acceso a la energía especialmente para los pobres, a mitigar las emisiones de gases de efecto de invernadero y a reducir la perjudicial contaminación del aire, creando así nuevas oportunidades económicas y aumentando la seguridad energética a través de la cooperación y la colaboración”. Estos enunciados quedan posteriormente enmarcados en el “International Action Programme” [5] dónde se menciona respecto a la República Argentina su compromiso de promocionar las energías renovables hasta lograr una generación del 8% de la energía consumida.

13 CRISIS ENERGÉTICA ARGENTINALa falta de planificación en relación a la infraestructura energética nos ha llevado a una situación de crisis que en el aspecto económico provocará mayores costos a través de una reducción de la rentabilidad trasladada a los precios de mercado. Al mismo tiempo se reducirá la inversión por la incertidumbre generada a partir de la restricción energética al sistema industrial. Los siguientes temas deben analizarse: a. Económico (surge de las políticas que se aplican en el sector energético), b. Educativo (relacionado con la eficiencia y ahorro en el consumo de la energía), c. Medio Ambiental (relacionado con la contaminación y los cambios climáticos a nivel mundial), y, d. El uso de combustibles fósiles como fuente principal de energía.

14 Situación Eléctrica Actual del País:

15 MATRIZ DE CONSUMO ENERGÉTICO ARGENTINOMatriz de consumo Argentino (Fuente: Ing. J.L.Pando). Según datos originados en Cammesa, entre 2003 y 2007 la demanda de electricidad creció un 43,5%. En ese mismo período, la capacidad de generación apenas creció 2,5%.

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18 Ley Regimen de Fomento Nacional para el uso de fuentes renovables de energía destinada a la producción de energía eléctrica. Sancionada: Diciembre 6 de Promulgada de hecho: Diciembre 27 de 2006. REGIMEN DE FOMENTO NACIONAL PARA EL USO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA DESTINADA A LA PRODUCCION DE ENERGIA ELECTRICA ASPECTOS SALIENTES: Art. 2 : “Se establece como objetivo del presente régimen lograr una contribución de las fuentes de energía renovables hasta alcanzar el OCHO POR CIENTO (8%) del consumo de energía eléctrica nacional, en el plazo de DIEZ (10) años a partir de la puesta en vigencia del presente régimen.” Art. 4 : Define: “Fuentes de Energía Renovables:son las fuentes de energía renovables no fósiles:energía eólica, solar, geotérmica, mareomotriz, hidráulica, biomasa, gases de vertedero, gases de plantas de depuración y biogás, con excepción de los usos previstos en la Ley ”

19 Art. 12: “Se dará especial prioridad, en el marco del presente régimen, a todos aquellos emprendimientos que favorezcan, cualitativa y cuantitativamente, la creación de empleo y a los que se integren en su totalidad con bienes de capital de origen nacional. La autoridad de aplicación podrá autorizar la integración con bienes de capital de origen extranjero, cuando se acredite fehacientemente, que no existe oferta tecnológica competitiva a nivel local.” Art. 14: “I.Remunerar en hasta UNO COMA CINCO CENTAVOS POR KILOVATIO HORA (0,015 $/kWh) efectivamente generados por sistemas eólicos instalados y a instalarse, que vuelquen su energía en los mercados mayoristas o estén destinados a la prestación de servicios públicos. II.Remunerar en hasta CERO COMA NUEVE PESOS POR KILOVATIO HORA (0,9 $/kWh) puesto a disposición del usuario con generadores fotovoltaicos solares instalados y a instalarse, que estén destinados a la prestación de servicios públicos. III.Remunerar en hasta UNO COMA CINCO CENTAVOS POR KILOVATIO HORA (0,015 $/kWh) efectivamente generados por sistemas de energía geotérmica, mareomotriz, biomasa, gases de vertedero, gases de plantas de depuración y biogás, a instalarse que vuelquen su energía en los mercados mayoristas o presten servicios públicos.”

20 “IV.Remunerar en hasta UNO COMA CINCO CENTAVOS POR KILOVATIO HORA (0,015 $/kWh) efectivamente generados, por sistemas hidroeléctricos a instalarse de hasta TREINTA MEGAVATIOS (30 MW) de potencia, que vuelquen su energía en los mercados mayoristas o estén destinados a la prestación de servicios públicos. Los equipos a instalarse gozarán de esta remuneración por un período de QUINCE (15) años, a contarse a partir de la solicitud de inicio del período de beneficio.Los equipos instalados correspondientes a generadores eólicos y generadores fotovoltaicos solares, gozarán de esta remuneración por un período de QUINCE (15) años a partir de la efectiva fecha de instalación”.

21 El desarrollo de la energía eólica ha llevado aparejado impactos positivos y negativos sobre el medio ambiente. Se trata de optimizar los impactos positivos y de reducir el mínimo los impactos negativos. FORTALEZAS: No requiere agua para la generación de electricidad. No produce residuos. No contribuye al aumento de la concentración de C02, solamente en la fabricación de los componentes No produce lluvia ácida No produce radiaciones ionizantes Es renovable Puede disponerse de ella localmente Tiene efectos favorables sobre la generación de empleo. Según estudios sobre empleo la energía eólica genera en estos momentos mayor número de puestos de trabajo por unidad de energía producida que cualquier otra fuente utilizada.

22 DEBILIDADES Dependen del tamaño de la instalación y de las características paisajísticas del enclave Los principales problemas medioambientales producidos por los generadores eólicos son: Perturbaciones sonoras Interferencias ELM Impacto Visual Erosión del suelo Impacto sobre los recursos culturales Impacto visual Impacto sobre flora y fauna

23 La industria local con avanzados desarrollos. ¿POR QUÉ A PESAR DE TENER UN APARENTE MARCO LEGAL NO SE HA DESARROLLADO LA ENERGIA EÓLICA EN EL PAÍS? La industria local con avanzados desarrollos. Una evidente, progresiva y grave crisis energética. Un incipiente desarrollo industrial en el país. SE DETECTAN ACTUALMENTE TRES PROBLEMAS: Subsidio insuficiente para cubrir la brecha entre el costo del kW instalado convencional y limpio. En el MEM el precio de gas “congelado”, después de la salida de la conververtibilidad. Al generador eólico no se le paga la potencia puesta a disposición. Extractado de la presentación de Pedro Prieto

24 ENERGÍA EÓLICA

25 PASADO - PRESENTE Y FUTURO

26 Hemos llegado al actual molino desde aquel citado por el quijote de la mancha porque ¿hay mayor conciencia social del impacto ambiental? O quizás, en verdad, la crisis energética de 1973 llevó a los paises no productores de petroleo a extremar los estudios de las energías renovables. El resultado de la investigación es importante fundamentalmente en la energía eólica dónde la tecnología está madura y puesta a punto (fuente: Patricio Valverde Megías).

27 La primera y más sencilla aplicación de la energía del viento corresponde al uso de las velas en la navegación. La referencia más antigua se encuentra en un grabado egipcio que data del III milenio a.C. Los primeros ingenios eólicos debieron desarrollarse en la antigua Persia, cuyos territorios eran muy ventosos y donde se reunían los más avanzados conocimientos técnicos del momento, tanto del extremo oriente como de la cultura helénica (Era de eje vertical). Los chinos utilizaban desde tiempos inmemoriales los molinos de viento llamados panémonas, que se usaban para bombear agua en las salinas, e incluso algunos historiadores apuntan hacia la posibilidad de que pudieron ser los precursores de los molinos persas.

28 Los primeros molinos de eje horizontal fueron desarrollados especialmente en Holanda, donde su aplicación se extendió al bombeo de agua, pasando luego a ser utilizados en las primeras industrias del papel. Holanda y Dinamarca fueron los países que más explotaron la utilización industrial de estos aparatos y lo introdujeron en América en la época de la colonia.

29 Las primeras referencias de molinos de viento en España datan de la Edad Media. Del período comprendido entre el siglo XVI y el siglo XIX quedan bastantes restos de sistemas eólicos en España: molinos manchegos y andaluces empleados para moler cereales, molinos cartageneros empleados en irrigación y molinos baleares empleados tanto para molienda como para irrigación. Molino cartagenero

30 El pionero olvidado de la turbina eólica: Charles FEl pionero olvidado de la turbina eólica: Charles F. Brush ( ) es uno de los fundadores de la industria eléctrica americana. Durante el invierno de Brush construyó la que hoy se cree es la primera turbina eólica de funcionamiento automático para generación de electricidad. Tenía un diámetro de rotor de 17 m y 144 palas fabricadas en madera de cedro. La turbina funcionó durante 20 años y cargó las baterías en el sótano de su mansión. Su mayor problema la baja eficiencia (el generador era de solo 12 kW). Es particularmente célebre por su sistema de control eléctrico totalmente automatizado. Sus principios, no cambian hasta 1980 aproximadamente, cuando los controladores de los aerogeneradores son equipados con ordenadores. (fuente:

31 El pionero de la energía eólica: Poul la CourPoul la Cour ( ), que tuvo originalmente una formación como meteorólogo, fue el pionero de las modernas turbinas eólicas generadoras de electricidad. Poul la Cour también publicó la primera revista de electricidad eólica del mundo e impartía cada año diversos cursos para electricistas eólicos en el instituto Folk de Askov.

32 Pioneros de la energía eólica:Las turbinas de F.L. Smidth Durante la segunda guerra mundial, la compañía danesa de ingeniería F.L. Smidth (ahora un fabricante de maquinaría para la industria cementera) construyó diversos aerogeneradores bi y tripala.

33 Pioneros de la energía eólica: El ingeniero Johannes Juul fue uno de los primeros alumnos de Poul la Cour en sus cursos para "electricistas eólicos" en 1904. La turbina tripala con rotor a barlovento, con orientación electromecánica y un generador asíncrono fue un diseño pionero de los modernos aerogeneradores, aunque su rotor con cables de acero parezca actualmente algo pasado de moda. La turbina tripala con rotor a barlovento, con orientación electromecánica y un generador asíncrono fue un diseño pionero de los modernos aerogeneradores, aunque su rotor con cables de acero parezca actualmente algo pasado de moda. Vester Egeborg Gedser de 200 kW

34 A partir de 1980: La turbina Riisager (de profesión carpintero): construyó el Aerogenerador de 22 kW inspirando a los actuales desarrolladores de aerogeneradores daneses. El punto de partida fue el aerogenerador gedser. La máquina Bonus 30 kW, fabricada desde 1980, es un ejemplo de uno de los primeros modelos de los fabricantes actuales.

35 Aproximación al uso masivo de la Energía EólicaPRESENTE Y FUTURO Aproximación al uso masivo de la Energía Eólica PRESENTE

36 El prototipo de la turbina NEG Micon 2 MW fue puesto en funcionamiento en agosto de Posee un rotor de 72 m de diámetro.

37 El prototipo de la turbina Bonus 2 MW fue puesta en funcionamiento en otoño de Tiene un diámetro de rotor de 72 metros.

38 El prototipo de la turbina Nordex 2,5 MW fue puesto en funcionamiento en la primavera de 2000

39 diametro: 90 mts. – velocidad: 16.1 rpm – torre: 80-105 mtsGenerador asincrónico – regulación pitch/optispeed – velocidad de arranque 4 m/s – nominal 15 m/s – detención: 25 m/s – V90 de 3 mw

40 V MW de vestas. Está basado en los siguientes conceptos: Palas de madera-carbón-epoxi Y diseño similar al v90 de 3 mw

41 ENERGÍA EÓLICA EN EL MUNDO Y LA ARGENTINALa potencia real nacional es de unos MW, pero a raíz de eventuales desperfectos o salidas del sistema, se estima que la potencia instalada efectiva se ubica entre los y MW. La solución a la crisis energética deberá propender a una modificación de la matriz energética actual incluyendo las energías renovables en la misma. ENERGÍA EÓLICA EN EL MUNDO Y LA ARGENTINA Capacidad global de energía eólica acumulativa instalada en el periodo (Fuente: GWEC 2006 report)

42 Capacidad anual instalada de energía eólica por región en el periodo (Fuente: GWEC)

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44 Síntesis Numerosos países del mundo han desarrollado una tecnología y una capacidad de generación eólica importante. Nuestro País cuenta con los elementos primarios para desarrollar este tipo de energía: viento y capacidad humana. No hay vocación para desarrollar la energía eólica en la población aún. La crisis energética puede propender a este u otro tipo de energías renovables. No hay conciencia de la contaminación y los problemas medio ambientales.