22 febrero 2010

Sobre el diseño de aplicaciones con microturbinas eólicas

Como explicábamos hace unos días, el coste de la energía eólica ha caído un 80 % desde los años 80 (ver La energía eólica como oportunidad de inversión). Ello nos ha hecho recordar varios viajes en los que a mediados de los 90 atravesando escenarios rurales de los Países Bajos. Recorriendo Holanda por sus estrechas pero esquisitas pistas rurales podías percatarte de un fenómeno interesante: los granjeros holandeses usaban pequeños aerogeneradores eólicos para obtener una energía suplementaria que tan fácilmente conseguían de los impetuosos vientos del gélido Mar del Norte. Las prósperas granjas holandesas, que aprovechaban las praderas ganadas al mar con los polster del Waddenzee, sabían también obtener energía de forma muy fácil, y es que aquellas pequeñas turbinas giraban muy, muy rápido. Mucha gente vive en escenarios muy ventosos, lugares donde el viento está casi siempre presente, y ello propicia que con turbinas cuyo coste es realmente ridículo respecto al beneficio obtenido, puedan satisfacer sobradamente sus necesidades energéticas. Hace unos días nos centrábamos en las microaplicaciones de bombeo solar (ver Cómo diseñar sistemas de bombeo solar) y hoy nos centraremos en explicar con cierto detalle las aplicaciones de las microturbinas eólicas.
El sector de la generación está dominado por las grandes inversiones y ello hace que a veces no nos preocupemos por lo más sencillo y básico. 1) LAS PEQUEÑAS TURBINAS EÓLICAS
Con esta denominación nos referimos a los generadores eléctricos que utilizan el viento para producir energía limpia, libre de emisiones y destinada a producir su propia energía en viviendas, granjas y pequeños negocios. Es una tecnología simple y popular, ya que cada vuelta que da el molinillo nos ayuda a disminuir la facturación eléctrica. Es además una solución idónea para viviendas o pequeños poblamientos que no están conectados a las redes de distribución donde se instalan generadores de hasta 100 kw.
La producción a gran escala de las energías renovables ha propiciado que muchos fabricantes irrumpan en el mercado y los precios hayan caído.
2) INSTALACIÓN El coste por kw de esta tecnología va de $3.000 a $5.000 por cada kW de capacidad de generación, o alrededor de $40.000 para un sistema de 10-kw instalado.
Evidentemente, la rentabilidad de la instalación dependerá sobre todo del régimen de vientos de la localidad donde se lleva a cabo la aplicación. Esto es debido a que podemos combinar generación con acumulación y ello conlleva que con poca capacidad de generación dispongamos de una capacidad de consumir energía mucho mayor. Imaginemos que la turbina está toda la noche produciendo, cuando no se está consumiento prácticamente energía. Toda esa energía puede almacenarse y usarse durante el día. De esta forma podemos disminuir considerablemente la inversión.
3) BUSCANDO SU SITUACIÓN
Las turbinas eólicas son sistemas apropiados para negocios o granjas ubicados en lugares cuyo viento sea al menos de clase 2 (velocidades de 5,1 m/s) y que paguen en promedio al menos $150 dólares de energía mensual. Bajo estas circunstancias, una turbina eólica de 10 kW montada en una torre de 24 metros generará 1.000 kwh mensuales.

4) LOS NÚMEROS EN LOS SISTEMAS MÁS PEQUEÑOS

Los generadores eólicos más pequeños con capacidades de 1-3 kw se usan para aplicaciones específicas como bombeo de agua, o como refuerzo de la red de distribución.

Las turbinas más pequeñas pueden recortar la factura eléctrica. Una turbina de 3 kW montada en una torre de 18-24 metros puede costar unos $15.000, incluyendo accesorios y baterías. Si una vivienda gasta $60 - 100 dólares al mes (datos de USA) en electricidad, puede reducirse la factura en un 30-60 %. Estamos hablando por tanto de una excelente inversión a largo plazo.

También pueden usarse sistemas con potencias inferiores a 1 kW como parte de un sistema híbrido con células fotovoltaicas.

Competitividad frente a una línea de distribución

El coste de una línea de distribución en alta tensión puede ser aproximadamente $20.000 - $30.000 cada 400 metros. Con ese dinero puede construirse un sistema de energías renovables que cumpla con todas las necesidades de una casa eficiente, y lo mejor de todo es que nos olvidaremos de la factura mensual. En lugares ventosos con mucho sol el sistema de energías renovables es especialmente competitivo. Pero las cosas van más allá aún, según trabajos realizados por Electric Power Research Institute, en algunas áreas ventosas y soleadas de los Estados Unidos puede ahorrarse dinero quitando el sistema de distribución actual (costoso de mantener), y sustituyéndolo por sistemas híbridos como el que hemos explicado.

5) CONEXIÓN A LA RED DE DISTRIBUCIÓN En un creciente número de países existe la posibilidad de vender la energía producida en exceso por los sistemas renovables de generación. Estos sistemas interconectados no requieren baterías.

Bibliografía: Este artículo se redactó a partir de diversa información de NREL y AWEA.

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