| SEPTIEMBRE/OCTUBRE 2011 |
NÚMERO
55-AÑO IX |
125 aniversario del primer aerogenerador industrial.
EVOLUCIÓN DE LA TURBINA EÓLICA.
Pascual Bolufer.
Institut Químic de Sarriá
En 2011 se cumplen 125 años del primer aerogenerador para producción de energía eléctrica, Glasgow, 1886. Ahora domina el aerogenerador de eje horizontal y 3 palas, pero se experimentan otras configuraciones. Sin duda el futuro de la industria eólica se halla en las turbinas flotantes.
El molino de viento agrícola, para elevar agua o moler grano es muy antiguo, y despertó las valentías de Don Quijote. Pero el industrial para generar electricidad lo debemos al Prof. James Blyth, de Strathclyde University, Glasgow en 1886. Construyó un aerogenerador de 10m de altura con álabes de tela, y se cuenta que duró 25 años. 2 años más tarde, en EE.UU. Charles Brush construyó otro de 12kW, con 144 palas delgadas de madera de cedro y un diámetro de 17m. Desde entonces han ido apareciendo miles de turbinas eólicas, de potencia creciente hasta 7 MW. En 1941 fue conectada a la red eléctrica una turbina de 1.25 MW, en Castleton, VT, EE.UU. Llama la atención que en 1979 en Dinamarca inauguraron dos turbinas eólicas de 630 kW de eje horizontal, con ángulo de ataque variable y bloqueo de entrada en pérdida aerodinámica, para huracán, con quejas de que eran muy caras. Comprar petróleo era más barato. En 2011 el kW eléctrico, extraído del viento, todavía no puede competir en precio con el que producen las plantas convencionales de energía hidráulica, gas natural, etc., pero se han logrado avances considerables. En esa dirección se estudian nuevas configuraciones de turbinas: mayor eficiencia en extraer del aire su energía, Abaratar el coste del kW eólico. Las innovaciones todas se basarán en las leyes de la aerodinámica, la física básica de la turbina, y en la geofísica.
Impacto en el sistema eléctrico.
HERRAMIENTAS PARA LA PREDICCIÓN A CORTO PLAZO DE LA GENERACIÓN EÓLICA.
Miguel García Lobo.
Ingeniería Eléctrica.
La dependencia energética de gran parte de los países desarrollados y la toma de conciencia en la lucha contra el cambio climático ha dado lugar a que se adopten marcos regulatorios que favorecen el desarrollo y uso de recursos energéticos renovables. De entre ellos, la generación eólica es la que ha experimentado mayor crecimiento. Además de los beneficios energéticos y medioambientales, la relativamente baja potencia y ubicación dispersa de este tipo de instalaciones generadoras conlleva otros beneficios propios de la generación distribuida, como la disminución de pérdidas por transporte en la red, gracias a que la generación se acerca más al consumo.
Como contrapartida, la generación eólica conlleva ciertos inconvenientes. La eólica es una forma de generación no programable, ya que solo se produce energía cuando hay viento, que puede llegar a ser muy variable con posibilidad de intermitencia y grandes cambios en intervalos cortos de tiempo. Si el viento disminuye, la potencia generada en los parques eólicos también disminuye, y esa falta de potencia debe ser reemplazada por otras fuentes de generación con una reserva suficiente en magnitud y velocidad de respuesta para que la demanda eléctrica no se vea afectada. En otras ocasiones puede ocurrir que no se pueda integrar en el sistema eléctrico toda la producción eólica disponible, ya que la energía eólica no se genera de acuerdo a las necesidades de consumo, y será necesario reducir el suministro de esta fuente de energía. Además, algunos generadores eólicos pueden desconectarse del sistema ante perturbaciones como los huecos de tensión. Estas perturbaciones pueden provocar una pérdida súbita de generación eólica en el sistema que podría poner en riesgo la seguridad del suministro eléctrico.
Planes de actuación ante riesgos meteorológicos.
OPTIMIZACIÓN DE EFICIENCIA OPERATIVA Y SEGURIDAD EN PARQUES EÓLICOS.
Don Leick.
Jefe de servicios de información meteorológica comercial de Telvent DTN
y responsable de comprender las necesidades de los clientes del sector energético, que incluye a los operadores de parques eólicos.
La mayoría de los parques eólicos se encuentran en zonas abiertas propensas a los impactos de rayos. Los aerogeneradores, que suelen alcanzar cientos de metros de altura, a menudo actúan como pararrayos, por lo que la seguridad ante rayos es una de las principales preocupaciones de las empresas del sector.
La altura de las torres no sólo hace que las turbinas tengan más probabilidades de ser alcanzadas por un rayo, sino que también alarga el tiempo necesario para evacuar las instalaciones ante condiciones meteorológicas adversas. De hecho, los protocolos de seguridad más avanzados contemplan la evacuación en coche del personal fuera de las instalaciones, incluso antes de la aparición de los primeros rayos. Por tanto, es fundamental que las empresas eólicas dispongan de la información meteorológica en tiempo real y de alertas de tormentas eléctricas. A continuación, se analizarán las mejores prácticas y planes de actuación implementados por las principales empresas del sector para optimizar su eficiencia operativa y garantizar la seguridad de sus empleados.
La mayoría de las empresas eólicas, bien sea promotores, fabricantes, instaladores de aerogeneradores o empresas subcontratadas para llevar a cabo el mantenimiento de las instalaciones, disponen de planes de prevención y prácticas de seguridad ante rayos y tormentas. Sin embargo, cabe mencionar que existen varias prácticas equivocadas que no son eficaces y que pueden llegar a ser peligrosas.
Diseño de detalle.
METODOLOGÍA PARA LA IMPLANTACIÓN DE PARQUES EÓLICOS «OFFSHORE».
Mª Dolores Esteban Pérez, José Javier Díez González, José Santos López Gutiérrez, Dr. Vicente Negro Valdecantos.
Extracto Tesis Doctoral ETSI Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Madrid
Doctores Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.
Para proceder a realizar el diseño de detalle de la instalación eólica “offshore”, se recomienda comenzar con el diseño eléctrico, que permitirá conocer, entre otros aspectos, el esquema de la subestación “offshore”, fundamental para poder diseñar su cimentación. Éste y otros datos recabados con anterioridad permiten redactar las bases de diseño para las distintas estructuras. Tras esto se procederá a la selección de las tipologías de cimentaciones a instalar para, posteriormente, diseñarlas. Se concluirá el diseño de detalle con la especificación de aspectos varios del proyecto. Asimismo, se concebirá la logística asociada a la fase de construcción y a la fase de mantenimiento de la instalación eólica “offshore”. Para el diseño de la conexión eléctrica se parte de un esquema básico de éste, definido durante la fase de análisis de alternativas. Este esquema indica no sólo el número de subestaciones transformadoras “offshore” (figura 2) que se colocarían en el parque eólico marino, sino que en el caso de contar con alguna subestación, el esquema básico de partida incluirá información que permita conocer si la conexión a la red existente se realizará mediante corriente continua o mediante corriente alterna. Se parte, asimismo, de la configuración en planta de la instalación eólica “offshore”, con lo que se conoce no sólo la posición de cada uno de los aerogeneradores, de las torres meteorológicas y de las subestaciones “offshore”, si ha lugar, sino también la posición del punto de conexión del parque eólico marino en la red eléctrica existente.
Parque Tecnológico de Álava.
PROTOTIPO DE AEROGENERADOR DE 100 KW..
La empresa Del Valle Aguayo, situada en Vitoria (Álava) lleva vinculada al mundo de las energías renovables mas de 15 años, habiendo destacado su actividad principalmente en hidroeléctrica y fotovoltaica. Había realizado pequeños desarrollos en energía eólica hasta que en el año 2005 acometió el reto de desarrollar un aerogenerador de 100 kW, ya que se vio la posibilidad de mercado de este tipo de máquinas para interconexión a red con autoconsumo en pequeñas industrias aisladas, bombeos o canteras y para pequeños parques eólicos allí donde las características del emplazamiento (espacio, capacidad de evacuación, accesos...) no permitieran colocar máquinas comerciales, como pudieran ser espigones en puertos. Recientemente ha colocado el primer prototipo comercial en el Parque Tecnológico de Álava, en un emplazamiento con una velocidad media de vientos baja, de 4,7 m/s anuales, pero que resulta ideal para ajustar los parámetros de funcionamiento de la máquina, ya que se encuentra a escasos 200 m. de sus oficinas de I+D+i.
LA EÓLICA DE MEDIA POTENCIA, UNA OPORTUNIDAD PARA ESPAÑA.
Kilian Rosique.
Departamento Técnico de la AEE.
A muchos de nosotros cuando escuchamos la palabra eólica lo primero que nos viene a la mente son los grandes aerogeneradores situados en altas cotas donde sopla un viento intenso, o los grandes proyectos de eólica marina en el Norte de Europa, capaces de abastecer de electricidad a capitales europeas. Sin embargo, cuando hablamos de eólica de pequeña y media potencia a muchos se nos aparece la imagen de los antiguos molinos de viento girando en medio de alguna granja o en lo alto de alguna vivienda y no sabemos muy bien si realmente están produciendo electricidad. Hoy la evolución tecnológica en el sector también ha llegado a la eólica de media potencia, que cuenta con una tecnología moderna y de altas prestaciones.
Se trata de un sector cuyo rango de potencia no se encuentra del todo bien definido y que puede ser distinto en función del país donde nos encontremos. En España, hablamos de aerogeneradores cuya potencia se encuentra entre 100 y 300 kW. Este tipo de instalaciones cubre el hueco que existe entre las pequeñas instalaciones domésticas y las grandes instalaciones eólicas. El objetivo que se persigue es poder generar energía en el mismo emplazamiento donde se va a realizar su consumo satisfaciendo, de esta forma, parte de la energía eléctrica que necesita el consumidor industrial o comercial en su actividad: polígonos industriales o empresas con consumos elevados, granjas, centros comerciales, centros de ocio, cárceles, puertos, aeropuertos…
Nueva línea de vida autorretráctil.
PROTECTA REBEL™ DE CAPITAL SAFETY.
Capital Safety, empresa dedicada al diseño y fabricación de equipos de seguridad para trabajo en altura y equipos de protección contra las caídas, presenta la nueva línea de vida autorretráctil (SRL) Protecta Rebel. Con 20 plantas operativas en todo el mundo, es la propietaria de las marcas DBI-Sala y Protecta. Ambas han dedicado décadas de estudio a la protección contra las caídas para garantizar la seguridad de los trabajadores. Una cuerda de salvamento autorretráctil o SRL es una cuerda flexible que se sujeta a un mecanismo que permite extenderla y retraerla bajo una leve tensión cuando el usuario se aleja y se acerca al dispositivo. Esto permite que el usuario trabaje en forma segura mientras se desplaza dentro de un área recomendada a velocidades normales. Las cuerdas de salvamento autorretráctiles o SRL pueden usarse en una gran variedad de situaciones, pero fundamentalmente se las utiliza para ofrecer movimientos y protección a los usuarios en un área de trabajo vertical. Las cuerdas de salvamento autorretráctiles o SRL también pueden utilizarse con una cuerda de salvamento horizontal para mejorar la movilidad general del sistema, tanto vertical como horizontalmente.
Wind To Market
MERCADOS ENERGÉTICOS.
El precio medio spot mensual de la electricidad en España (carga base) registrado en los meses de mayo, junio y julio se situó en torno a los 50 €/MWh, muy superior al de los meses anteriores. La decreciente generación eólica, hidráulica propició la entrada de los ciclos combinados arrastrando el precio a valores superiores. El análisis de los factores de utilización por tecnología en términos mensuales muestra que las centrales nucleares recuperaron su intensidad productiva llegando al 88%, mientras que la hidroeléctrica descendió al 14,2% y los ciclos combinados superaron el 27%. En la generación destacó la recuperación de la producción nuclear (+29,87% hasta 4.931 GWh), la hidroeléctrica, que redujo su producción un 28,46% hasta 1.778 GWh, las centrales de carbón (-8,54% hasta 2.765 GWh) y la eólica (-7,52% hasta 2.914 GWh). De este modo, la tecnología que aumentó su producción para hacer frente a la demanda fue la de ciclos combinados, que con un incremento del 15,31% hasta 4.925 GWh contribuyó a un cierto desplazamiento del carbón en el mercado. La demanda de electricidad aumentó un 2,20% hasta 20.853 GWh en relación con el mes de mayo, superando los valores de junio de 2009 y 2010.
Supervisión y control de la producción de energía.
INTEGRACIÓN DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN LA RED ELÉCTRICA.
Santiago Luque.
Responsable del Centro de Control de Generación de Schneider Electric España.
Sin duda alguna, las energías renovables están ganando día a día más notoriedad entre la opinión pública española. El aumento de la sensibilización ante el cambio climático, la necesidad de dar respuesta a un aumento continuo de la demanda, y la preocupación ante los peligros de la energía nuclear, debido al impacto mediático del accidente de la Central de Fukushima en Japón, han reabierto el debate sobre el papel futuro de las energías renovables. Las energías renovables deben tener un papel esencial en el mix de fuentes de energía que cubre la demanda energética nacional y para ello se deben tener en cuenta las particularidades de las renovables y el reto que ha significado en los últimos años su integración en la red eléctrica nacional. En el desarrollo de tecnologías, infraestructuras y procedimientos operativos para la integración de las renovables en la red, España es uno de los líderes mundiales y muestra de ello es que el pasado año 2010 el Régimen Especial, que agrupa a todas las energías renovables logró cubrir el 34,8% de toda la demanda El suministro de energía eléctrica a gran escala no sólo no se puede acumular, sino que tiene que ser generado interrumpidamente, día y noche, los 365 días del año y en función de la demanda energética. Así, la energía generada ha de igualar continuamente la demanda energética de todos los consumidores con el fin de no desequilibrar los parámetros eléctricos de las redes de transporte y distribución eléctrica y así poder garantizar la estabilidad, seguridad y continuidad del suministro eléctrico.
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