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

Energía Eólica

Energía contenida en las masas de aire en movimiento

Energía cinética

3

2

1AVP

Zona Norte

equivalente a

Uruguay

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

Calidad del servicio

Sinusoidal

Huecos

Fluctuaciones

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

Desempeño energético

Oferta - Heterogeneidades

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