Manual energia eolicaDocument Transcript 1. 621.47 M2946m Manuales sobre energa renovable: Elica/ Biomass Users Network (BUN-CA). -1 ed. -San Jos, C.R. : Biomass Users Network (BUN-CA), 2002. 48 p. il. ; 28x22 cm. ISBN: 9968-904-00-7 1. Energa Renovable. 2. Energa Elica 3. Recursos Energticos - Amrica Central. 4. Conservacin de la Energa. 5. Desarrollo Sostenible. I. Ttulo.Hecho el depsito de Ley. Reservados todos los derechos.Copyright 2002, BUN-CA, Setiembre del 20021a edicinSan Jos, Costa RicaEste Manual puede ser utilizado para propsitos no-comerciales con el debido reconocimiento al autor.Esta publicacin ha sido posible gracias a la asistencia financiera del Fondo para el Medio AmbienteMundial (GEF) e implementado por el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) enel marco del Programa Operacional #6 del rea Temtica de Cambio Climtico del GEF. Las opinionesexpresadas en este documento son del autor y no necesariamente reflejan el parecer del Fondo parael Medio Ambiente Mundial o del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo. 2.Tabla de SimbologaA Amperio kWh Kilovatio horaCA Corriente alterna kWh/m2 Kilovatio hora por metroAh Amperio-hora cuadradoB/N Blanco y negro LPG Gas de petrleo lquidoBtu Unidad trmica britnica lts Litros ( 1 Btu = 1055.06 J) M Mega (106)BUN-CA Biomass Users Network m2 Metro cuadrado Centroamrica m3 Metros cbicosCO Monxido de carbono mm MilmetrosCO2 Dixido de carbono m/s Metros por segundoCD Corriente directa MW Mega vatiosEPDM Ethylene Propoylene Diene C Grados Centgrados Monomer ONG Organizacin NoG Giga (109) GubernamentalGEF/FMAM Fondo para el Medio Psig Libras de presin por Ambiente Mundial pulgada cuadradaGls Galones PNUD Programa de las NacionesGTZ Cooperacin alemana para Unidas para el Desarrollo el desarrollo PV Fotovoltaico (por sus siglasGw Giga vatio (109 vatios) en ingls)GWh Giga vatios hora PVC Cloruro de poliviniloHCs Hidrocarburos T Tera (1012)HR Humedad relativa TCe Toneladas de carbnHz Hertz equivalenteJ Joule (0,239 calora 9,48 TM Tonelada mtrica x 10-4, unidades trmicas US$ Dlares USA britnicas, Btu) UV UltravioletaJ/s Joules por segundo V Voltios (el monto deK Kilo (103) presinde electricidad)Km/s Kilmetros por segundo W Vatios (la medida de energakW (1000 vatios) -unidad de elctrica, Voltios x amperios potencia- = vatios)kW/m 2 Kilovatios por metro Wp Vatios pico cuadrado W/m2 Vatios por metro cuadrado 2 3.1. Introduccin ara la regin de Amrica Central, las tecnologas de energa renovable a pequea escala presentan unaP alternativa econmica y ambiental factible para la provisin de energa a comunidades rurales remotasy para la expansin de la capacidad elctrica instalada, ya sea por medio de sistemas aislados o porproyectos conectados a la red elctrica. La regin cuenta con suficientes recursos para desarrollar sistemashidrulicos, solares, elicos y de biomasa, principalmente. Adicionalmente, estas tecnologas pueden disminuir la contaminacin del medio ambiente, causadapor las emisiones de gases de los sistemas convencionales, que utilizan combustibles fsiles, como elcarbn y productos derivados del petrleo. Estos gases contribuyen al efecto invernadero y al calentamientoglobal de nuestro planeta. Sin embargo, existen barreras que dificultan un mayor desarrollo de este tipo de energa: la falta deconocimiento de las tecnologas y las capacidades institucionales y tcnica an incipientes. Con el fin de remover la barrera de informacin existente, se ha elaborado una serie de manualestcnicos con los aspectos bsicos de cada una de las tecnologas, como: Energa de biomasa. Energa elica. Energa solar fotovoltaica. Energa solar trmica. Energa hidrulica a pequea escala. Estas publicaciones han sido elaboradas por la oficina, para Centroamrica, de Biomass UsersNetwork (BUN-CA), en el contexto del proyecto "Fortalecimiento de la Capacidad en Energa Renovable paraAmrica Central" (FOCER) y con el apoyo de consultores especficos en cada tema. FOCER es un proyectoejecutado por BUN-CA, conjuntamente con el Programa de Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), conel patrocinio del Fondo para el Medio Ambiente Mundial (FMAM o GEF), dentro del rea focal de CambioClimtico (Programa Operacional #6). FOCER tiene como objetivo remover barreras que enfrenta la energa renovable y fortalecer lacapacidad para el desarrollo de proyectos de este tipo a pequea escala, en Amrica Central, con el fin dereducir las emisiones de gases que contribuyen al efecto invernadero. Este proyecto se ejecuta por mediodel apoyo tcnico y financiero a desarrolladores de proyectos, la organizacin de seminarios y talleres decapacitacin, y la asistencia a gobiernos en la implementacin de polticas y regulaciones apropiadas parala energa renovable. El presente manual, en torno a la energa elica, tiene el objetivo de informar al lector sobre estatecnologa en el mbito centroamericano, as como para darle fuentes adicionales de informacin. 3 4.2. Historia y Estado Actual de la Energa Elica l aprovechamiento del viento para la generacin elctrica a gran escala es la tecnologa de energaE renovable que ms ha crecido en las ltimas dcadas, con porcentajes de uso del 40% por ao desde1993. Adems de este uso, el viento se puede aprovechar para aplicaciones mecnicas y electrificacin desitios aislados. En general, se pueden distinguir tres diferentes tipos de aplicaciones, las cuales se discutenen detalle en los siguientes captulos: Aplicaciones mecnicas, por ejemplo bombeo de agua y molino de granos. Generacin elctrica en sistemas aislados, para usos productivos y viviendas rurales en reas remotas. Generacin elctrica a gran escala conectada al sistema nacional interconectado.2.1 Breve retrospectiva sobre la energa elica La fuerza del viento se ha aprovechado durante muchos siglos. Su primera y ms sencilla aplicacin,desde hace ms de 500 aos, hecha por los egipcios, fue el uso de las velas en la navegacin. Los primeros mecanismos impulsados por el viento fueron molinos de eje vertical, usados parabombeo de agua en China. Los de eje horizontal surgieron en el rea de la antigua Persia; por ejemplo, elmolino tipo mediterrneo, con su caracterstico rotor a vela, el cual se utiliz para moler granos y bombearagua en todos los territorios de influencia islmica. Figura 1. Molino de eje vertical tipo chino. Figura 2. Molino tipo mediterrneo Durante los primeros aos del siglo veinte, pequeos molinos elicos servan para el bombeo deagua y generacin elctrica en Europa, Norteamrica y otros lugares. Posteriormente, se empezaron aconstruir sistemas ms grandes. Sin embargo, debido a una mayor oferta de combustibles fsiles parageneracin de electricidad (como carbn mineral y petrleo) y aplicaciones industriales, se frenfuertemente su desarrollo en el siglo pasado. En los aos setenta, el aumento de los precios de los combustibles fsiles estimul la generacin dela energa elica como una fuente alternativa econmicamente viable. En todo el mundo surgieronprogramas de investigacin y desarrollo que resultaron en sistemas elicos modernos con costos cada vezms bajos. 4 5. Historia y Estado Actual de la Energa Elica2.2 Estado actual de la energa elica Hoy la tecnologa de los aerogeneradores de mediana y pequea potencia (500 kW) est madura, porlo que se pueden adquirir en el mercado mundial ms de veinte diferentes fabricantes. En el ao 2001, la capacidad elica instalada en el mbito mundial alcanz un rcord de 23.300 MW.La tecnologa elica se encuentra en posicin de hacer una importante contribucin al suministro mundialde energa para los prximos aos. Actualmente, es una de las fuentes alternativas ms econmicas yaunque los clculos varan mucho, slo en Estados Unidos, se considera que se tiene el potencial deproporcionar entre 10% y 20% del suministro domstico. Las turbinas proporcionan una buena cantidad de energa comercial en California, Europa e India;mientras que en otros pases se utilizan en muchas otras aplicaciones. Hoy da, Dinamarca es el principalposeedor de parques elicos, suministrando el 13 % de la demanda elctrica de ese pas. En Amrica Latina y el Caribe experiencias como las de Curazao con un parque elico de 9 MW, quesuple el 7% de la demanda nacional, Argentina con varios parques que generan 14 megavatios o Brasil con20 MW, han logrado posicionar el desarrollo de la tecnologa elica en la regin. Pases como RepblicaDominicana y Barbados han realizado estudios de viabilidad que determinen su potencial elico como unaalternativa para mejorar el suministro nacional de energa. En Amrica Central existen lugares con gran potencial para la generacin elica (ver Captulo 9). Enel caso de Costa Rica la generacin por medio de parques elicos es de 71 MW, abasteciendo el 2% de lademanda nacional. En los otros pases de la regin ya se han levantado mapas elicos que identificanposibles lugares con potencial de generacin y que permitirn a los desarrolladores de proyectosincursionar en el negocio de la venta de energa elctrica en el mercado de ocasin (mercado spot). Figura 3. Parque elico en Tilarn, Costa Rica. (Foto: cortesa Sr. Misael Mora) 5 6. 3. El Recurso Elico3.1 Origen del viento a energa elica tiene su origen en la solar, ms especficamente en el calentamiento diferencial de masasL de aire por el Sol, ya sea por diferencias de latitud (vientos globales) o el terreno (mar-tierra o vientoslocales). Las diferencias de radiacin entre distintos puntos de la Tierra generan diversas reas trmicas ylos desequilibrios de temperatura provocan cambios de densidad en las masas de aire que se traducen envariaciones de presin. De los sistemas de vientos globales, uno de los ms importantes es el de los alisios, el cual tiene suorigen en el mayor calentamiento de la regin ecuatorial. En general, este sistema es activo entre laslatitudes de 30 grados norte y sur, por lo que es de alta relevancia para la regin de Amrica Central. De la energa solar que llega a la Tierra por radiacin (unos 1.018 kWh por ao), slo alrededor del0,25% se convierte en corrientes de aire. Esta cantidad es todava 25 veces mayor al consumo energticototal mundial. La direccin del viento est determinada por efectos topogrficos y por la rotacin de la Tierra. Esde gran importancia el conocimiento de las direcciones dominantes para instalar los equipos que extraernla energa proveniente de este recurso. Los aerogeneradores se deben colocar en lugares donde exista lamenor cantidad de obstculos posibles en estas direcciones.3.2 Estimacin del recurso La cantidad de energa (mecnica o elctrica) que pueda generar una turbina elica depende muchode las caractersticas del viento vigentes en el sitio de instalacin. De hecho, la produccin puede variar enun factor de dos a tres entre un sitio regular y uno excelente, de manera que la rentabilidad de un proyectodepende directamente del recurso elico local. Por esta razn, es necesario un estudio tcnico detallado delas caractersticas del viento en un sitio especfico antes de avanzar en un proyecto de cualquier magnitud. El anlisis requerido depende directamente de la aplicacin y la escala prevista; naturalmente, unproyecto a gran escala conectado a la red requiere de un estudio ms profundo que un pequeo sistemaaislado. El mtodo ms exacto (aunque ms costoso) para conocer el potencial de produccin de energa delviento, es la instalacin de uno o ms anemmetros, los cuales, peridicamente, generan datos de lavelocidad y la direccin del viento en forma electrnica. Estos datos se analizan detalladamente en relacincon las caractersticas del terreno y las mediciones de estaciones meteorolgicas cercanas, con el fin deestimar la produccin potencial de energa a largo plazo y durante diferentes pocas del ao. Informacinmeteorolgica de sitios aledaos puede apoyar el anlisis del potencial elico; sin embargo, este tipo deinformacin generalmente tiende a subestimar el recurso elico. Hay tres componentes del viento que determinan la potencia disponible de un sistema de conversinde energa elica1:1 En el Anexo 4 se discuten estos factores con ms detalle. 6 7. El Recurso Elico1. Velocidad del viento: es un parmetro crtico porque la potencia vara segn el cubo de la velocidad delviento, o sea, una o dos veces ms alta significa ocho veces ms de potencia. Adems, la velocidad varadirectamente con la altitud sobre el suelo, por la friccin causada por montaas, rboles, edificios y otrosobjetos. Las turbinas elicas requieren una velocidad de viento mnima para empezar a generar energa: parapequeas turbinas, este es, aproximadamente, de 3,5 metros por segundo (m/s); para turbinas grandes, 6m/s, como mnimo.2. Caractersticas del viento (turbulencia): mientras que los modelos de viento globales ponen el aire enmovimiento y determinan, a grandes rasgos, el recurso del viento en una regin, rasgos topogrficos locales,que incluyen formaciones geogrficas, flora y estructuras artificiales, pueden mostrar la diferencia entre unrecurso elico utilizable y uno que no lo es.3. Densidad del aire: temperaturas bajas producen una densidad del aire ms alta. Mayor densidad significams fluidez de las molculas en un volumen de aire dado y ms fluidez de las molculas encima de una palade la turbina produce un rendimiento ms alto de la potencia, para una velocidad del viento dada. Figura 4. Torres elicas, Tilarn- Costa Rica. (Foto: cortesa Sr. Misael Mora) 7 8. 4. Funcionamiento y componentes4.1 Transformacin de la energa l dispositivo que se utiliza para aprovechar la energa contenida en el viento y transformarla en elctricaE es la turbina elica. Una turbina obtiene su potencia de entrada convirtiendo la energa cintica del vientoen un par (fuerza de giro), el cual acta sobre las palas o hlices de su rotor. Para la produccin deelectricidad la energa rotacional es convertida en elctrica por el generador que posee una turbina; en estecaso, llamado aerogenerador. Las turbinas que se encuentran en el mercado son muy confiables, con factores de disponibilidadde ms de un 98%, lo cual significa que pueden operar durante ms del 98% del ao; generalmente,apagndose slo durante el perodo de mantenimiento. Adems las turbinas slo requieren mantenimientocada seis meses. Aparte de las caractersticas del viento, la cantidad de energa que pueda ser transferida dependede la eficiencia del sistema y del dimetro del rotor. Las mejores aeroturbinas que se construyenactualmente tienen un ndice global de eficiencia (tomando en cuenta la del rotor y el generador) de casi35%.4.2 Componentes Existen varios tipos de turbinas y cada una puede tener diferentes componentes, dependiendo de laaplicacin; sin embargo, se pueden reconocer algunos comunes, como se explica a continuacin y se ilustraen la Figura 3.a. Rotor El rotor es el elemento principal de una mquina elica, siendo su funcin la transformacin de laenerga cintica del viento en mecnica utilizable. Existe gran variedad de rotores y su clasificacin msusual se realiza en funcin de la disposicin del eje: horizontal o vertical, de los cuales el primero es el mscomn. Los rotores de eje horizontal tienen aspas que giran en un plano vertical como las hlices de unavin. Para sistemas de generacin elctrica, el rotor consiste generalmente en dos o tres aspas y est hechode fibra de vidrio con polister o epoxy; adems el cubo que conecta las aspas al eje. Los rotores de sistemaspara aplicaciones mecnicas suelen tener ms aspas (10 a 20), y giran a velocidades ms bajas. El rotor de una turbina elica puede variar en tamao, lo cual afecta la cantidad de energacorrespondiente que se puede generar. Por ejemplo, una turbina de 10 kW tpicamente tiene un dimetro derotor de siete metros, mientras que una turbina de 750 kW tiene un dimetro de 24 metros.b. Tren de potencia o conversin mecnica El tren de potencia est constituido por el eje de velocidad baja, la caja de cambios de velocidad, eleje de velocidad alta y las balineras o cojinetes que soportan los ejes. Se aplica en sistemas grandeselctricos para adaptar la velocidad del eje a la del generador. Algunas turbinas no contienen la caja decambios. 8 9. Funcionamiento y componentesc. Sistema elctrico En sistemas de generacin elctrica, ste se refiere al generador, el cual est acoplado al eje paratransformar la energa mecnica en elctrica. Adems, consiste en las interfaces para la conexin a lasaplicaciones o a la red elctrica.d. Chasis Contiene los elementos claves de la turbina, como la caja de cambios y el generador. En turbinasgrandes, el chasis puede tener el tamao de un microbs y el personal de mantenimiento entra a l desdela torre. Usualmente, es una pieza metlica forjada sobre la cual se montan las diferentes partes del tren deconversin modularmente, al mismo tiempo que lo protege del ambiente y sirve de aislante al ruidomecnico de la caja de cambios y del generador.e. Sistema de orientacin Las mquinas de eje horizontal tienen estecomponente, el cual detecta la orientacin del viento ycoloca el rotor en su misma direccin paraaprovecharlo al mximo. El sistema de orientacin Direccin delest compuesto por el cojinete, los motores elctricos, vientolos sensores y un freno mecnico. Aspa del rotorf. Torre Cubo Las mquinas elicas deben estar situadassobre una estructura de soporte capaz de aguantar el Caja deempuje del viento que transmiten el sistema de cambiocaptacin y las eventuales vibraciones. Su altura debeser suficiente para evitar que las turbulencias, debidasal suelo, afecten a la mquina y para superar losobstculos cercanos. Por ejemplo, una turbina de 750 Sistema dekW tiene una altura tpica de 63 metros. El uso de orientacin Generadortorres ms altas significa un costo mayor al inicio,pero ste disminuye el perodo de la recuperacin de Torre Chasisla inversin, debido a que la velocidad del vientoaumenta con la altura y logra generar ms energa. Figura 5. Componentes de una turbina elicag. Sistema de seguridad Este pone la turbina en una situacin estable y segura, en caso de que ocurran anomalas tales comoprdida de carga, velocidad de rotacin o temperatura del generador a caja de cambios demasiado altas. 9 10. 5. Aplicaciones5.1 Aplicaciones mecnicas5.1.1 Bombeo de agua a aplicacin mecnica ms frecuente de la energa elica es el bombeo de agua, para lo cual sonL especialmente adecuadas las turbinas de baja potencia. Esta aplicacin demanda un alto par de arranquey de una baja velocidad especfica de viento, por lo que se conoce como un sistema elico lento. Se aprovecha el viento para el bombeo de agua en reasaisladas de la red elctrica. Los sistemas mecnicos operanprcticamente con la misma tecnologa, desarrollada en el sigloIX, mientras que los nuevos estn ms adaptados a lavariabilidad del viento. Tambin se usan sistemas elicoselctricos para bombeo de agua, los que generalmente norequieren bateras. Al comparar sistemas mecnicos y elctricos parabombeo de agua, se puede decir que los primeros son msbaratos y que pueden operar a velocidades del viento ms bajas.Adicionalmente, su mantenimiento es ms simple y barato. Sinembargo, los sistemas elctricos tienen la ventaja de que laturbina no tiene que instalarse en el sitio del pozo, sino en unpunto ms ventoso. (Ver Figura 6). Figura 6. Molino tpico para bombeo de agua. Bomba de mecate En Nicaragua se ha desarrollado un sistema elico para bombeo de agua de bajo costo que empez a funcionar en 1989, a partir de un proyecto que promovi la energa elica en el pas. En los modelos clsicos para bombeo el costo de fabricacin es elevado lo que incide en la difusin que pueda tener, con el fin de disminuir los costos econmicos se dise un sistema sencillo que usaba materiales locales y de tipo estndar. Este sistema est basado en la bomba de rotacin de mecate, que se aplica en forma manual y con costos anuales de operacin y mantenimiento bajos (de US$ 30 a US$ 70). Este sistema elico para bombeo tiene un costo inicial de entre US$ 400 y US$ 600; se fabrica localmente en un taller privado en la ciudad de Managua, cuya produccin se destina en su mayora a finqueros de las zonas productivas del pas. (ver referencia en lista de proveedores) 10 11. Aplicaciones5.1.2 Aplicaciones trmicas La energa mecnica de una mquina elica se puede transformar directamente en trmica por dosmecanismos: calentamiento de agua por rozamiento mecnico o compresin del fluido refrigerante de unabomba de calor. En ambos casos, el calor producido se puede enviar, a travs de un cambiador de calor, aun sistema de calefaccin convencional. Sin embargo, el desarrollo de este tipo de aplicacin no haresultado econmicamente factible. Es ms costo-efectivo generar electricidad de alta calidad, pues se puedeaplicar en diferentes casos, que construir un sistema elico slo para una aplicacin trmica.5.2 Sistemas elctricos aislados Las pequeas turbinas elicas, las cuales tienen unrango de 0,3 a 100 kW, muchas veces son la fuente deelectricidad ms econmica para sitios aislados, cuando elrecurso elico es apropiado y su operacin es simple ybarata. La aplicacin ms comn de sistemas aislados es laelectrificacin de viviendas rurales, para la cual existendiferentes configuraciones.5.2.1 Sistemas individuales Este tipo de sistemas se refiere a uno de generacinelctrica para una vivienda. Generalmente, cuenta con unpequeo aerogenerador, una o ms bateras paraalmacenar la energa generada y un regulador que controlala carga y descarga de las bateras. Dependiendo de laaplicacin, puede incluir un inversor para transformar la Figura 7. Turbina pequea aisladaelectricidad de corriente directa en alterna a 110 voltios. Una configuracin tpica de estos sistemas se muestra en la siguiente figura: Figura 8. Esquema de un sistema elico aislado 11 12. Aplicaciones5.2.2 Sistemas centralizados La generacin elica se hace ms atractiva econmicamente con una demanda de electricidad msalta. Se estima que si la demanda es superior a 10 kWh por da, un sistema elico es ms barato que unofotovoltaico, aunque esto depende de la disponibilidad de los recursos naturales para las dos fuentes. Estohace que, si las viviendas a electrificar se encuentran relativamente prximas entre s, la opcin msapropiada puede ser un sistema elico centralizado debido a la concentracin de equipos y energa, lo cualofrece ventajas desde los puntos de vista tcnico y econmico. Un sistema elico centralizado satisface la demanda energtica de una comunidad con electricidadproducida, almacenada y transformada en un sistema elico central y que luego se distribuye, a travs delneas elctricas, hasta cada una de las viviendas y otros sitios. Generalmente, este tipo de sistemas cuentacon ms de una fuente de generacin, para lograr mayor confiabilidad del sistema.5.2.3 Sistemas hbridos Pequeas turbinas elicas brindan una solucin atractiva para la electrificacin rural en muchoslugares, por su operacin econmica y simple. Sin embargo, la fluctuacin del viento no permite obteneruna produccin de electricidad constante. Por esta razn, frecuentemente, se usa una turbina elica encombinacin con otra fuente de generacin; por ejemplo, paneles fotovoltaicos o un generador elctrico abase de diesel. Este tipo de sistema se llama un sistema hbrido. La mayor ventaja de un sistema hbridoes que provee mayor confiabilidad para la generacin elctrica comparado con uno individual. La combinacin de energa elica con paneles fotovoltaicos es muy apropiada para zonas aisladasporque no requiere del transporte de combustibles fsiles y, en muchos lugares, la disponibilidad del vientocomplementa la del Sol. Los sistemas hbridos son especialmente buenos para la electrificacin de comunidades y para usosproductivos como el procesamiento de productos agrcolas, porque estas aplicaciones, generalmente,requieren un servicio elctrico ms confiable y estable.5.2.4 Comunicacin Resulta de inters el empleo de aerogeneradores para dispositivos de ayuda a la navegacin, losrepetidores de radio y televisin y las estaciones meteorolgicas. Este tipo de instalaciones generalmenteestn en lugares con potenciales elicos aceptables y que suelen distar de la red de distribucin elctrica.5.3 Sistemas elctricos conectados a la red5.3.1 Parques elicos Un parque elico usa la misma tecnologa bsica que un pequeo sistema, aunque a una escalamayor. Generalmente, se coloca una serie de turbinas grandes (desde 100 hasta 2.000 kW), que pueden serde decenas a centenares, en un sitio con condiciones de viento muy favorable. Aparte de la escala, la otragran diferencia con sistemas pequeos es la ausencia de bateras, y que se conectan directamente a la redelctrica existente. 12 13. Aplicaciones La variabilidad del viento tiene un impacto en lacalidad de la electricidad que se pueda suministrar a lared con la energa elica; i.e., la estabilidad del voltaje yla frecuencia. Sin embargo, turbinas modernas sondiseadas especficamente para manejar estasvariaciones y producir electricidad de forma constante,con mecanismos que controlan el nivel deaprovechamiento de la energa del viento. El uso devarias turbinas tambin ayuda a disminuir lafluctuacin en la generacin, porque la turbulencia deuna, cancela la de otra. No necesariamente todo elgrupo de turbinas que abastece la red elctrica tieneque operar de forma simultnea, de forma similar a lasplantas trmicas, en un sistema convencional, algunosequipos peridicamente estn fuera. Hasta la fecha, en Amrica Central slo se haninstalado parques elicos en Costa Rica, mientras que Figura 9. Parque elico en Tilarn - Costa Ricaen los otros pases se estn desarrollando variosproyectos a nivel de pre-inversin. El desarrollo deestos parques requiere estudios detallados de las caractersticas del viento en un sitio dado, debido a quevariaciones en la disponibilidad pueden tener fuertes repercusiones en la factibilidad del proyecto.5.3.2 Pequeos sistemas conectados a la red Si la legislacin del sector elctrico lo permite, existe la oportunidad de suministrar energa a la redcon pequeos sistemas elicos. Esto es aplicable en los casos en que exista una red en las proximidades delcentro de consumo. En este esquema, la energa requerida por el usuario sera suministrada por el sistema elico y porla red elctrica. Si el aerogenerador produce energa en exceso, se entrega el excedente a la red elctrica y,si se produce menos energa de la requerida, se toma de la red. El almacenamiento de la electricidad en bateras es opcional, pero su inclusin exige dispositivosrectificadores de corriente alterna para la carga de las bateras y onduladores de corriente continua(inversores). 13 14. 6. Costos6.1 Proyectos aislados6.1.1 Sistemas elctricos l costo de un proyecto elico elctrico y aislado puede variar considerablemente dependiendo de variosE factores, entre los cuales se destacan la capacidad elctrica a instalar en kW, la inclusin de bateras, eluso de un inversor y aspectos relacionados con la instalacin, como la distancia del centro de venta y elacceso al proyecto. El costo de una pequea turbina elica oscila entre US$ 1.500 y $3.000 por kilovatio (kW). A esto hayque agregarle los costos de los otros componentes, como la torre, las bateras, el inversor, los materialeselctricos y la instalacin en el sitio. El costo de la turbina representa del 25 al 50% del valor total delsistema, dependiendo de su capacidad elctrica y de la inclusin de otros componentes. Un sistemacompleto tpico cuesta entre US$ 2.000 y US$ 4.000 por kW. La vida til de un sistema elico completo seestima entre 15 y 20 aos, con un mantenimiento adecuado. Adicionalmente, hay que considerar el valor de la operacin y del mantenimiento, y reemplazo dealgunos componentes que tengan una vida til ms corta. La inversin en operacin y mantenimiento esnecesaria para conservar el sistema en buenas condiciones; representando de un 3% a un 5% del costo totala lo largo de toda su vida til. Los costos por reemplazo se refieren ms que todo al cambio de las bateras,las cuales, generalmente, tienen una vida til de entre tres y cinco aos. La energa elica, muchas veces, es la opcin ms barata para sitios remotos no conectados a la redelctrica, en comparacin con otras opciones como plantas de diesel, sistemas fotovoltaicos o extensin dela red. Sistemas hbridos, en que se combina la energa elica con otra fuente de generacin como, porejemplo, sistemas fotovoltaicos o generadores diesel, pueden proveer la opcin tcnica y econmicamentems eficiente, porque explotan las ventajas de la disponibilidad del recurso energtico con la curva dedemanda.6.1.2 Bombeo de agua Igual que los sistemas elctricos, los costos del sistema elico para bombeo de agua pueden variardependiendo de varios factores, sobre todo de la capacidad de bombear agua en litros por segundo. Seestima que el costo total para un sistema mecnico es alrededor de US$ 2.500 a $10.000, mientras que unoelctrico para bombeo de agua suele costar entre US$ 8.000 y $25.000. La inversin en mantenimiento yreemplazo, generalmente, es ms baja para sistemas mecnicos, porque no tienen componentes elctricos.6.2 Proyectos conectados a la red El costo para producir electricidad generada por el viento en sistemas grandes se ha reducido enms de un 80% en los ltimos 20 aos. Los avances en la tecnologa, la fabricacin a gran escala y una mayorexperiencia han jugado un papel muy importante para disminuir el costo de la produccin de energa elica. Bajo las condiciones actuales, las plantas de energa pueden generar electricidad con precios deentre US$ 0,03 y $0,05 por kilovatio-hora producido. Este monto incluye costos de operacin ymantenimiento, seguros y el capital de inversin. Cuando se compara con los precios de la energa elicade hace veinte aos, encontramos que han ido disminuyendo: en 1981 eran de, aproximadamente, 25centavos de dlar por kWh. Se espera que el costo de generacin baje an ms, entre un 10% y un 20% enlos prximos 5 aos. Los de operacin y mantenimiento son bastante bajos: en parques elicos, conjuntode molinos que trabajan en red, en operacin van de 0,008 a 0,02 centavos de dlar por kilovatio-hora. 14 15. Costos El precio promedio por kilovatio instalado de aeroturbinas de tamao grande baj de unosUS$3.000, en 1980, a $950, en el 2000. En general, las turbinas, incluyendo la instalacin, equivalen al 80%del costo inicial; el resto incluye la obra civil, la conexin a la red, la propiedad o constituyen alquiler de losterrenos y los caminos de acceso, entre otras cosas. Estos ltimos pueden variar considerablemente de unproyecto al otro. La Tabla 1 presenta un resumen de los diferentes costos. Tabla 1. Costos de la energa elica.Consideraciones En comparacin con otras fuentes de generacin elctrica, tanto plantas trmicas como renovables,la energa elica puede ser muy competitiva. Sin embargo, existen algunos aspectos que hay que tomar encuenta al evaluar el costo relativo de esta tecnologa (AWEA, 2001): El valor es afectado, significativamente, por la velocidad promedio del viento, porque la cantidadde energa generada aumenta exponencialmente con la velocidad del viento: pequeas diferencias en stasignifican grandes diferencias en la generacin y en consecuencia, en los costos. Por ejemplo, un parqueelico que pueda generar a un costo de 4,8 centavos/kWh, con una velocidad del viento de 7,2 m/s,generara a 2,6 centavos/kWh con una velocidad de 9,3 m/s, o sea, habra una reduccin del 45%. El tamaodel parque elico tambin afecta el costo de generacin; por ejemplo, una planta de 3 MW generando a 5,9centavos/kWh, generara, considerando todos los otros factores iguales, a 3,6 centavos/kWh, si la capacidadfuera 51 MW. La energa elica es muy demandante en capital, es decir, su valor principalmente es definido porel capital requerido para la fabricacin y la instalacin de las turbinas. Consecuentemente, los costos degeneracin dependen mucho de la inversin inicial; o sea, la ingeniera financiera del proyecto. Actualmente, los proyectos elicos suelen financiarse a plazos relativamente cortos y a tasas deinters comerciales, lo cual implica, generalmente, una elevada carga de deuda en los primeros diez aos;por ello se busca que los arreglos financieros cuenten con un financiamiento a largo plazo, como los deproyectos energticos convencionales. Se ha estimado que, si los parques elicos se financiaran concondiciones iguales a las plantas de gas natural, por ejemplo, el costo de generacin bajara en casi un 40%. El precio de la energa elica se est reduciendo ms rpido que el de la generacin convencional,por ejemplo en la ltima dcada el precio se redujo en un 15% cada vez que se duplic la capacidad instaladamundial. Si los costos de generacin internalizan los costos ambientales, la energa elica sera an mscompetitiva por los bajos impactos que produce. Los parques elicos no generan emisiones ni impactos enla etapa de exploracin, transporte de combustibles o transformacin del recurso. 15 16. 7. Aspectos Ambientales xiste un amplio consenso en nuestra sociedad sobre el alto grado de compatibilidad entre lasE instalaciones elicas y la capacidad de carga de los ecosistemas naturales. En comparacin con lasfuentes de energa convencionales, los impactos ambientales de la energa elica son locales y, por lo tanto,se pueden monitorear y mitigar con relativa facilidad. Las turbinas elicas no emiten sustancias txicas ogases, por lo que no causan contaminacin del aire, del agua y del suelo, y no contribuyen al efectoinvernadero y al calentamiento global. An as, existen ciertos impactos derivados del aprovechamiento dela energa elica que no deben obviarse en el diseo de un proyecto elico. En proyectos grandes, las acciones que generan mayor nmero de impactos son las referidas a obrasciviles: vas de acceso, cunetas, edificaciones de control y subestacin. Todas estas intervenciones causanuna alteracin del suelo y de la cubierta vegetal y, en ocasiones, pequeas modificaciones geomorfolgicaspor desmontes o aplanamientos. No obstante, en la mayora de los casos, el acceso principal son carreterasya existentes. Otro aspecto que se considera como impacto es el ruido, tanto el producido por las mquinas, comoel aerodinmico, producto de la rotacin de las aspas. Sin embargo, mejoras en diseos recientes, porejemplo en la calidad de los sistemas mecanizados y los tratamientos superficiales de los materiales queforman las aspas, el ruido producido por una turbina se ha disminuido significativamente. Una turbinagrande a 250 metros de distancia produce un ruido equivalente al compresor de un refrigerador domsticoestndar. El uso de los suelos a menudo es tema de discusin con respecto al desarrollo de plantas elicas,instalaciones que han sido criticadas por usar terrenos extensos. La experiencia de campo en los EstadosUnidos indica que la mayora de los proyectos ocupan menos de ocho hectreas por megavatio; sin embargo,es importante observar, cuando se habla de las tierras usadas por los parques elicos, que muy poca de ellarealmente se ocupa: la tecnologa hace que se preste, perfectamente, para compartirla con otras actividadescomo el pastoreo y la agricultura. En trminos de ocupacin real de la tierra, un parque elico, requiere deun 1 a un 5% del terreno para las turbinas y vas de acceso. El resto del terreno se puede utilizar en otrasactividades tradicionales. Con respecto al consumo de agua, la energa elica necesita mucha menos comparada con otrasfuentes de generacin. Mientras que las plantas trmicas ocupan mucha agua para el ciclo termodinmico,las turbinas elicas slo necesitan agua para limpiar las aspas en reas secas, cuando la lluvia no lo hace.Se estima que la energa elica consume 0,004 litros por kWh, frente a 1 2 litros/kWh por las plantastrmicas. Los parques elicos, por lo general, estn ubicados en reas montaosas, en posiciones prximas alas partes altas, en donde se suele manifestar un alto potencial del recurso. En estas zonas el grado deconservacin natural suele ser bueno y, en ocasiones, con alto poder paisajstico, por lo que la ocupacindel terreno por las instalaciones del parque elico es un factor de importancia por su posible impacto enlos recursos naturales, paisajsticos o culturales de la zona. El oscurecimiento ha sido un efecto que harequerido estudios especficos, ya que las personas que residen cerca de los parques elicos manifiestantener menor disponibilidad de luz en sus viviendas. Sin embargo, su incidencia es de escasa importancia, puesto que la ocupacin irreversible del suelopor efecto de la instalacin de los aerogeneradores representa un porcentaje muy bajo en relacin con lasuperficie total ocupada por el parque, quedando prcticamente todo el terreno disponible para aquellosusos que habitualmente se daban en el rea del emplazamiento. 16 17. Aspectos Ambientales La construccin hace que la fauna (mamferos superiores principalmente), durante la fase deconstruccin, se desplace temporalmente pero se ha comprobado que, finalizada la obra, vuelve al rea delparque elico a pesar del ruido y de las labores de mantenimiento en la instalacin. Esto incluye a las aveslocales, no as a las migratorias que, en caso de transitar, son previsiblemente ms afectadas por el riesgode colisin contra las aspas, torres y tendidos elctricos; si bien, esto depende de su tamao, tipo de visiny agilidad de vuelo. Los datos disponibles indican que, an en zonas de paso de grandes bandadas de avesmigratorias, los impactos observados son pequeos y los riesgos para aves locales o animales voladoresnativos casi nulos. Otro aspecto que ha sido tema de discusin son las aeroturbinas con aspas de acero, ya que hansido sealadas como causa de interferencia electromagntica en ciertos casos, al interrumpir los sistemasde televisin, radio, microondas y de navegacin. Debido a esto, los constructores han tenido que demostrarque ellas no causarn interferencias significativas en los nuevos sitios. No se espera que esto sea un serioimpedimento para el desarrollo de las aeroturbinas, dado que la mayora de las aspas en la actualidad, sonde fibra de vidrio o de madera laminada, por lo cual no producen el mismo efecto. De cualquier forma, las instalaciones de parques elicos deben ser precedidas por un estudio deimpacto ambiental que debe ser aprobado por las autoridades competentes en el tema, para obligar a lospromotores de proyectos elicos a adoptar las medidas pertinentes y aminorar, as los posibles impactosnegativos que puedan producir sobre el medio ambiente local. Figura 10. Vista parque elico, Tilarn - Costa Rica (Foto: cortesa Sr. Misael Mora) 17 18. 8. Ventajas y Desventajas8.1 Ventajas a energa elica presenta varias ventajas, entre las cuales se pueden destacar las siguientes:L Su impacto al medio ambiente es mnimo: no emite sustancias txicas o gases, por lo que no causacontaminacin del aire, el agua y el suelo, y no contribuye al efecto invernadero y al calentamiento global.La produccin de energa por medios elicos no presenta incidencia alguna sobre las caractersticasfisicoqumicas del suelo o su erosionabilidad, ya que no se produce ninguna contaminacin que incida sobreeste medio, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierra. El viento es una fuente de energa inagotable y abundante. Se estima que, tericamente, existe elpotencial elico para suplir 15 veces la demanda actual de energa en el mundo. La tecnologa no usa combustibles y el viento es un recurso del propio pas, por lo que es una delas fuentes ms baratas: cuando existe potencial comercialmente explotable puede competir en rentabilidadeconmica con otras fuentes tradicionales como las centrales trmicas de carbn (consideradas elcombustible ms barato) , incluso, con la energa nuclear, la cual tiene un impacto ambiental mucho mayor. En comparacin con otras tecnologas aplicadas para electrificacin rural, la operacin de unsistema elico es muy barata y simple. El sistema no requiere mayor mantenimiento, aparte de una revisinperidica de las bateras, en caso de tenerlas, y una limpieza de las aspas en pocas secas. Proyectos de energa elica se pueden construir en un plazo relativamente rpido; por ejemplo, unparque elico de 50 MW se puede instalar en un ao; si la etapa de pre-construccin ha sido cuidadosamenteplanificada y ejecutada.8.2 Desventajas Como toda fuente de energa, la elica tiene sus desventajas tambin: La variabilidad del viento: para proyectos aislados se requiere de un mecanismo dealmacenamiento en batera de la energa generada, para poder disponer de energa cuando no hayasuficiente viento. Esto representa un costo adicional al sistema. Para parques elicos la variabilidad delviento impacta en la calidad de la electricidad que se pueda entregar a la red elctrica; i.e., la estabilidad delvoltaje y la frecuencia. A pesar de los buenos avances en el diseo de las turbinas elicas para disminuir elimpacto de la variabilidad del viento, sta representa un riesgo en la inversin al no poder suplir loscompromisos; adicionalmente, no se puede disponer de energa siempre que el sistema lo demande. El alto costo inicial: en comparacin con fuentes trmicas de generacin, un proyecto elico tieneun alto costo inicial. Si bien, a lo largo de su vida til puede resultar ms econmico por sus bajos costosde operacin y mantenimiento, la inversin inicial requerida puede ser una barrera para la realizacin delproyecto, sobre todo en zonas rurales aisladas. Cantidad de viento: es una opcin factible y rentable slo en sitios con suficiente viento, lo cualsignifica que no se puede aplicar en cualquier lugar. El impacto visual: desde el punto de vista esttico, produce un impacto visual inevitable, ya que,por sus caractersticas, precisa emplazamientos fsicos que normalmente evidencian la presencia de lasmquinas (cerros, colinas, litoral). En este sentido, el desarrollo del parque elico puede producir unaalteracin sobre el paisaje. 18 19. 9. Experiencias en Amrica Central9.1 Proyectos desarrollados por pas l desarrollo de la energa elica, en Amrica Central, para generacin elctrica se puede considerar comoE incipiente. Hay algunos proyectos ya en operacin y varias iniciativas para desarrollar ms proyectos aescala mediana y grande; sin embargo, el conocimiento de la tecnologa y sus oportunidades es limitado, ascomo la capacidad institucional para acelerar el desarrollo de proyectos elicos. Figura 11. Parque elico, Tilarn - Costa Rica. (Foto: cortesa Sr. Misael Mora) La siguiente tabla muestra un resumen de los proyectos grandes bajo desarrollo y en operacin enla regin, representando un potencial total de unos 400 MW. Se puede destacar que, de los siete pases, laenerga elica est ms avanzada en Costa Rica, con cuatro parques elicos operando. En los otros pasesse estn desarrollando varios proyectos, por lo que se puede esperar que, en pocos aos, haya ms enoperacin. 19 20. Experiencias en Amrica Central Tabla 2. Proyectos elicos en Amrica Central.Fuente: ERAC, 2000 / BUN-CA 20 21. Experiencias en Amrica Central Un esfuerzo para impulsar la energa elica en la regin fue el proyecto Energas Renovables enAmrica Central: el mercado potencial de la energa elica, producto de una colaboracin entre el Ministeriode Energa y Minas de Guatemala, el Ministerio de Recursos Naturales y Ambiente de Honduras y laComisin Europea. El proyecto se desarroll durante 1999 y 2000, con el objetivo de impulsar el desarrollode las energas renovables, con un enfoque en la energa elica. Como resultados se destacan un anlisis dela situacin actual de las energas renovables, propuestas de polticas para impulsar su desarrollo, unportafolio preliminar de proyectos y la identificacin de las barreras principales. Otra iniciativa que promueve la energa elica en la regin es el proyecto Determinacin delPotencial de la Energa Elica en Panam, realizado por la Empresa de Transmisin Elctrica S.A. (ETESA) dePanam, patrocinado por el Fondo para el Medio Ambiente Mundial (FMAM), por medio del Programa de lasNaciones Unidades para el Desarrollo (PNUD). El proyecto ha elaborado un mapa elico del pas y haidentificado sitios promisorios para el desarrollo del primer parque elico de 20 MW. En el contexto de FOCER, BUN-CA ha desarrollado varias actividades para promover la energa elica.En marzo del 2000, FOCER facilit y patrocin la participacin de diez representantes de Amrica Centralen el Curso sobre generacin de electricidad por medio de la energa elica, en el proyecto del Parque ElicoTejona Guanacaste, Costa Rica. Este curso fue organizado por el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE)y la Asociacin ERA, e impartido mediante sesiones tcnicas por el ECN de Holanda. Adems, FOCER apoyla elaboracin de un plan de negocios del proyecto elico El Rodeo de 3 MW, desarrollado por la EmpresaElctrica Municipal de San Marcos en Guatemala, con asistencia tcnica de NRECA en Guatemala. Adems de proyectos medianos o grandes, en todos los pases de Amrica Central se encuentransuplidores de pequeos sistemas, los cuales desarrollan programas de electrificacin rural con sistemaselicos (ver Anexo II).9.2 Principales barreras al desarrollo de la energa elica El desarrollo de la energa elica en Amrica Central ha estado limitado, no por la disponibilidad delrecurso viento en la regin, sino por una serie de obstculos o barreras externas que se pueden considerarcomunes en todos los pases. Estos se pueden resumir en las siguientes categoras: a. Barreras de informacin b. Barreras financieras c. Barreras tecnolgicas d. Barreras de mercadoa. Barreras de informacin En la regin existe un gran desconocimiento de las oportunidades de la energa elica entre losdesarrolladores de proyectos, las agencias estatales del sector de energa, las universidades y laspoblaciones rurales en necesidad de mayor capacidad de generacin de origen local. Existen variasexperiencias con sistemas pequeos, sobre todo para bombeo de agua, pero estas iniciativas no soncoordinadas y no hay informacin disponible de su contribucin al balance energtico de los pases. Otra barrera de informacin ha sido la falta de mapas de vientos en la regin que puedan orientarsobre el desarrollo del potencial elico para generacin elctrica, a los inversionistas y los gobiernos. 21 22. Experiencias en Amrica Centralb. Barreras financieras Estas se refieren a la limitacin de los recursos de inversin de los desarrolladores de proyectos.Pueden considerarse como barreras financieras todas aquellas que incidan sobre los costos y la toma dedecisiones para hacer un proyecto elico viable; por ejemplo: Altos costos iniciales: al igual que en las otras tecnologas de energa renovable, el costo inicial de unproyecto elico es alto en comparacin con sistemas basados en combustibles fsiles, como las plantas dediesel. Si bien, sobre la vida til del proyecto, el costo total puede ser menor, dados los bajos precios deoperacin y mantenimiento, la alta inversin inicial requerida es un factor limitante para su realizacin,sobre todo en zonas rurales sin electricidad y con poca capacidad de pago. Falta de acceso a financiamiento: debido a esta alta inversin inicial y a su recuperacin a largo plazo,se requiere identificar fuentes de financiamiento a un tiempo relativamente largo. Por ejemplo, para unparque elico se requiere financiamiento durante, por los menos, 10 aos; sin embargo los recursos deinversin disponibles en la regin de Amrica Central son de corto plazo, lo cual inhibe su desarrollo. Conrespecto a proyectos pequeos, existen pocas fuentes de financiamiento para electrificacin de viviendasrurales. Hay, entonces una necesidad evidente de contar con fondos especializados en proyectos de energarenovable. Riesgo de inversin: el sector financiero ve un alto riesgo en la inversin de proyectos elicos, sobre todopor la variacin de generacin debido a las fluctuaciones del viento. Para minimizar ese riesgo se requiereelaborar estudios detallados de las caractersticas del viento a largo plazo, con el fin de conocer consuficiente certeza el potencial comercial de generacin. Estabilidad de los niveles de los precios de venta: el sector elctrico en la mayora de los pasescentroamericanos se encuentra en movimiento hacia mercados abiertos, lo cual resulta en una tendencia ala bsqueda de la fuente de generacin ms barata a corto plazo, y el establecimiento de los precioselctricos segn el mercado libre (e.g. mercado de ocasin mercado spot). Por el alto costo inicial, losproyectos elicos requieren garantizar la operacin y venta durante un perodo relativamente largo para serfactibles y competitivos. La tendencia del mercado elctrico es una barrera para lograr la certeza de flujo decaja que busca el inversionista. Hay que afirmar que, por medio de los contratos de suministros a largoplazo, s existe una medida para superar esta barrera.c. Barreras tecnolgicas La mayor barrera tecnolgica es la variabilidad del viento. Esto significa que no se puede disponerde la energa cuando el sistema lo demande y que se requiere un mecanismo de almacenamiento ocompensacin de otras fuentes. Con respecto a proyectos conectados a la red elctrica, el despacho de carga puede estar limitadopor su capacidad de integrar sistemas de generacin caracterizados por la fluctuacin y la ausencia depronsticos de la capacidad firme. En los sistemas existentes, la energa elica sera integrada comogeneracin de base ("base load") siempre y cuando se disponga de ella. Actualmente existe una falta deexperiencia por parte de los centros de despacho en los diferentes pases, sobre el manejo de la energaproducida por los parques elicos. Esta es una barrera tecnolgica importante, pero superable mediante elentrenamiento del personal de dichos centros. 22 23. Experiencias en Amrica Centrald. Barreras de mercado El modelo de mercado elctrico ms competitivo existente que se ha introducido en la mayora delos pases, representa una barrera relevante para la implementacin de la energa elica en el sectorelctrico. Cuando este mercado est completamente liberado, los generadores elicos deberan serdespachados segn orden de mrito. Esto trae consigo varias consecuencias:a. El hecho de ser despachados o no es un riesgo para los generadores elicos, porque esto funciona segnlos costos variables o el valor del agua, en el caso de plantas hidroelctricas; por eso, la fuente elica concostos variables casi cero debera ser despachada con mayor prioridad.b. Est la obligacin de las distribuidoras de cubrir el 100% de la capacidad firme. En el caso de la energaelica la capacidad firme, aunque existente, sera muy baja comparada con la instalada o el promedio real.Por lo tanto, sera muy difcil pactar un contrato a largo plazo que sirva de base slida para cualquierproyecto elico.c. Los precios de la electricidad en el mercado estn sometidos a la variacin; esto representa una desventajapara cada generador, pues est expuesto al riesgo de la incertidumbre en torno a las ventas futuras deenerga (a largo plazo).d. La cantidad de energa vendida en el mercado centroamericano se da nicamente a precios determinadospor los costos variables de los otros generadores en el sistema, lo que puede provocar que los ingresos nojustifiquen inversiones en parques elicos.e. En algunos pases el sistema tarifario para la transmisin se basa en el principio de que los generadoresque estn cerca del centro de carga tienen que pagar una tarifa de peaje menor que los que estn lejos. Porlo tanto, la remuneracin para el acceso est determinada por el punto fsico (nodo) de conexin a la redelctrica. Este mtodo incluso, podra resultar en tarifas negativas; es decir, en crditos que recibiranalgunos generadores por su cercana a los puntos de demanda. Por lo general, los sitios favorables paraparques elicos no estn cerca de centros de demanda elctrica, por lo que, en general, los generadorestendrn que pagar una tarifa superior a las de otros. Figura 12. Parque elico Tilarn - Costa Rica (Foto: cortesa Sr. Misael Mora) 23 24. 25 25. ANEXO 1. Publicaciones y Sitios Web RecomendadosAlgunas publicaciones recomendadasAmerican Wind Energy Association, disponible en AWEA (2001). The most frequently asked questions aboutwind energy. http://www.awea.orgECN (2001). Generacin de electricidad por medio de energa elica. Curso organizado por ICE, ERA, ECN yBUN-CA. Costa Rica, marzo del 2001.ERAC (1999). Desarrollo de energas renovables en el proceso de liberalizacin del mercado energtico enAmrica Central. Primer y segundo informe del proyecto Energas Renovables en Amrica Central.ERAC (2000). Energas renovables en Amrica Central, el mercado potencial de la energa elica. Memoriadel seminario regional. Tegucigalpa, Honduras, mayo del 2000.FENERCA (2001). Modelos empresariales para servicios energticos aislados. Programa Financiamiento deEmpresas de Energa Renovable en Centroamrica (FENERCA). E+CO, BUN-CA, PA Government Services, SanJos, Costa Rica.FENERCA (2001). Promocin de energa renovable en Centroamrica: oportunidades para el planteamientode polticas. Programa Financiamiento de Empresas de Energa Renovable en Centroamrica (FENERCA).E+CO, BUN-CA, PA Government Services, San Jos, Costa Rica.Gipe, P. (2000). Energa elica prctica. Promotora General de Estudios S.A., Sevilla, Espaa.Progrensa (2001). Energa elica. Monografas tcnicas de energa renovable. Promotora General de EstudiosS.A., Sevilla, Espaa.Algunos sitios web recomendados1. Informacin educativahttp://www.solstice.crest.org/renewables/re-kiosk/wind/index.shtmlInformacin bsica sobre aplicaciones, tecnologas y aspectos econmicos de la energa elica.http://www.windpower.dkSitio informativo de la Asociacin Danesa de la Industria de la Energa Elica, enfocado en turbinas grandes.http://www.dianet.com.ar/dianet/users/Solis/Informe2.htm.Energa elicaDatos sobre el funcionamiento de la energa elica, adems con informacin de otras fuentes de energa.http://www.eole.org/Sitio sobre pequeos y grandes sistemas elicos (en francs). 26 26. Publicaciones y Sitios Web Recomendados2. Fabricantes y desarrolladores de proyectosSistemas grandeshttp://www.vestas.com/Vestas Wind Systems: fabricante dans de aerogeneradores de 660 a 2.000 kW.http://www.bonus.dk/BONUS Energy A/S: fabricante dans de aerogeneradores de 600 a 2.000 kW.http://www.neg-micon.com/NEG Micon A/S: fabricante dans de aerogeneradores de 600 a 2.500 kW.http://www.made.es/MADE-ENDESA: diseados y fabricante de aerogeneradores de 300 a 1.300 kW.http://www.wind.enron.com/Enron Win:, fabricante norteamericano de aerogeneradores de 750 a 1.500 kW.http://www.gamesa.es/Gamesa Elica: fabricante, diseador y desarrollador tecnolgico de aerogeneradores; instalador de parqueselicos "llave en mano", operador y encargado de mantenimiento de parques elicos.http://www.nordex-online.com/Nordex A/S: fabricante dans de aerogeneradores de 250 a 2.500 kW.Sistemas pequeos elctricoshttp://www.bergey.com/Bergey Windpower Co: fabricante norteamericano de pequeos aerogeneradores (1 10 kW).http://www.windenergy.com/Southwest Windpower: fabricante norteamericano de pequeos aerogeneradores (400 3.000W).http://www.almac.co.uk/proven/Proven: fabricante britnico de pequeos aerogeneradores (600 6.000 W) y otros equipos renovables.http://www.windmission.dk/Windmission: fabricante dans de pequeos aerogeneradores (600 4.000W).http://www.aocwind.net/Atlantic Orient Corporation: fabricante norteamericano de pequeos aerogeneradores (10 50 kW).http://www.venwest.iinet.net.au/tubines.htmWestwind: fabricante australiano de pequeos aerogeneradores (2,5 20 kW).http://www.synergypowercorp.com/Synergy Power Corp: fabricante de pequeos aerogeneradores especficamente diseados para bajasvelocidades de viento.Sistemas mecnicos para bombeo de aguahttp://www.windmillpower.com/homeSP.htmlWindtech International: fabricante de sistemas elicos para bombeo de agua. 27 27. Publicaciones y Sitios Web Recomendadoshttp://www.dutchind.com/Dutch Industrieshttp://www.airliftech.com/Airlift Technologieshttp://www.aermotorwindmills.com/Aermotor Windmillshttp://www.bowjon.net/Bowjon International3. Otroshttp://www.nrgsensors.com/NRG Systems, fabricante de sistemas de medicin elica.4. Revistashttp://www.windpower-monthly.comWindpower Monthly: revista mensual (en ingls).http://www.windstats.comWindstats Newsletter: revista internacional (en ingls).http://www.windmillersgazette.com/Windmillers Gazette: revista de sistemas elicos para bombeo de agua (en ingls)5. Generalhttp://www.awea.orgAsociacin Americana de la Energa Elica.http://www.ewea.orgAsociacin Europea de la Energa Elica.http://www.britishwindenergy.co.uk/Asociacin Britnica de la Energa Elica.http://www.indianwindpower.com/Asociacin de Fabricantes de Turbinas Elicas de India.http://www.igc.org/energy/wind.htmlRecursos en la Internet sobre la energa elica.http://www.winddata.com/Base de datos sobre caractersticas del viento de la Universidad Tcnica de Dinamarca (DTU). 28 28. Publicaciones y Sitios Web Recomendadoshttp://www.eco-web.com/Directorio global de tecnologas ambientales, incluyendo energa elica.http://www.energy.sourceguides.com/businesses/byP/wRP/wRP.shtmlDirectorio de negocios elicos en el mundo.http://www.idae.es/Instituto para la Diversificacin y Ahorro de la Energa de Espaa.http://www.bun-ca.orgBiomass Users Network: Oficina regional para Centro Amrica (BUN-CA), ONG con la misin de contribuir aldesarrollo y fortalecimiento de la capacidad productiva de Amrica Central, en cuanto a energa renovable,eficiencia energtica y agricultura sostenible.http://www.energyhouse.comE+Co: Corporacin de inversiones en energa renovable y eficiencia energtica, sin fines de lucro. 29 29. ANEXO 2. Consultores y Suplidores de Equipo en Amrica Central (Espacio para anotar nuevas referencias)BELICE:Kelosha CorporationP.O. Box 165DangrigaTel.: (501) 5-12050E-mail: mamanoots@btl.netGUATEMALA:LUEX3. Av. 13-33 zona 1Ciudad de GuatemalaTel.: (502) 232-2603Fax: (502) 232-8518DINTERSA5 Avenida 1-71, zona 9, local 4CP 01009 Ciudad de GuatemalaTel.: (502) 332-3807, 332-3918Fax: (502) 332-3918E-mail: dintersa@microq.com.gtEL SALVADOR:TECNOSOLARColonia Centroamrica, Calle San Salvador 417San SalvadorTel./fax: (503) 260-2448, 261-1184E-mail: tecnosolar@navegante.com.svSERVICIOS SOLARAlameda Dr. Manuel Enrique AraujoKm. 5, Calle a Santa TeclaPlantel COGESASan SalvadorPBX: (503) 298-2706Fax: (503) 279-4911HONDURAS:RELECTORPlaza Gral. San Martn # 346Colonia PalmiraTegucigalpaTel.: (504) 232- 4062Fax: (504) 232- 4111 30 30. Consultores y Suplidores de Equipo en Amrica CentralSOLARISCol. Palmira.Av. Rep. de Chile # 218Tegucigalpa 2351Tel.: (504) 239-1028Fax: (504) 232- 8213E-mail: solaris@interdata.hnNICARAGUA:ECAMIAltos de Santo DomingoLas SierritasManaguaTel.: (505) 276-0925Fax: (505) 276-0240E-mail: ecami@ibw.com.niTECNOSOLRotonda Bello Horizonte, 150 mts. arribaCasa L I 20ManaguaTelefax: (505) 244-2205E-mail: tecnosol@munditel.com.niTECSOLManaguaTelefax: (505) 278-0940E-mail: tecsolsa@tmx.com.niBombas de Mecate/ Aerobombas (AMEC)Luis RomnTel. : (505) 227-6935E-mail: amec@alianza.com.niCOSTA RICA:NORDTECO S.A.Nrdica de Tecnologa y ComercioRepresentacin de VESTASApartado 631-1007Centro Coln, San JosTel: (506) 290- 8605, 231- 3628Fax: (506) 232 8546GJimnezS, consultores en energaApartado 220 2010, San JosTel.: (506) 385 2365Fax: (506) 232 8546E-mail: jimenezs@sol.racsa.co.cr 31 31. Consultores y Suplidores de Equipo en Amrica CentralINTERDINAMICABarrio AranjuezSan JosTel.: (506) 221-8333Fax: (506) 222-5241E-mail: interdin@interdinamic.comWeb: http://www.interdinamic.comENERCOSTel.: (506) 386 6559Fax: (506) 260 3641E-mail: solelect@racsa.co.crEnerga Centroamrica S.A.Apartado 799-1007San JosTel: (506) 232 02 27Fax: (506) 222 51 73Durman EsquivelTel.: (506) 212 5800Fax: (506) 256 7176E-mail: lalvarez@grundfos.comPANAM:SOLARPANMall - P.O. Box 6-9569, El Dorado507 Ciudad de PanamAv. BalboaTel.: 507- 213-8060Fax : 507- 213-8062PASSCalle Ramn Arias, edificio Malina, planta bajaCiudad de PanamTel.: (507) 263-8797/8635Fax: (507) 263-8797E-mail: pass@bellsouth.net.paWeb: http://www.panelsolar.comSOL ENERGY ASApartado 0819-11880, El DoradoCiudad de PanamTel/fax: (507) 317-0732Cel: (507) 674-1511E-mail: heine.aven@solenergy.comWeb: www.solenergy.com 32 32. ANEXO 3. Conceptos Bsicos de Energa1. Energa y Potencia a energa es parte de todos los ciclos de la vida y es un elemento esencial para prcticamente todas lasL actividades. Ella es un concepto que se relaciona con varios procesos (como quemar combustibles opropulsar mquinas), as como con las observaciones de dichos procesos. La energa se definecientficamente como la capacidad de hacer trabajo.Fuentes de energaExisten diferentes fuentes de energa, las cuales se pueden clasificar en dos grupos: Fuentes renovables: no se agotan por su uso, como la energa del viento y del sol. El agua y la biomasatambin se incluyen en esta categora, aunque son renovables bajo la condicin de que la fuente se manejeen forma apropiada, por ejemplo, las cuencas hidrolgicas y plantaciones de rboles. Fuentes no-renovables: estn disponibles en cantidades limitadas y se agotan por su uso, como loscombustibles fsiles (carbn mineral, petrleo, gas natural). Estas tienen la caracterstica de que, una vezutilizadas para la generacin de energa, no se pueden volver a usar.Formas de energa La energa tiene diferentes formas, entre las cuales podemos citar las de mayor importancia: Energa cintica: la de un objeto en movimiento como por ejemplo, el agua de un ro. La velocidad y masadel objeto determinan, en gran parte, la cantidad de su energa cintica. Cuanto ms rpido fluye el agua,ms energa estar disponible. Energa potencial: la de la posicin de un objeto con respecto relativo a la tierra. Esta forma estalmacenada y se convierte en energa cintica cuando el objeto se cae. Por ejemplo, el agua en un embalsetiene el potencial de caerse y, cuanto ms alta la presa, ms energa potencial contiene el agua. Energa trmica (calor): una forma de energa cintica causada por el movimiento de los tomos o lasmolculas en un material, sea slido, gaseoso o lquido. Su cantidad es determinada por la temperatura delmaterial, entre ms alta la temperatura, ms energa est disponible. Por ejemplo, en la combustin demadera u otros materiales se genera calor. Energa qumica: la almacenada en tomos y molculas; por ejemplo, en materiales combustibles y bateras(acumuladores). Energa elctrica: ms conocida como electricidad; es el flujo de los electrones en un material conductivo,como un cable elctrico. Energa electromagntica (radiacin): la que todos los objetos emiten en diferentes cantidades. La luz esuna forma visible de radiacin. Energa mecnica (o energa rotacional): la de rotacin de un eje girando. Esta se produce, por ejemplo, enuna turbina hidrulica propulsada por el agua. 33 33. Conceptos Bsicos de EnergaTransformacin de energa Utilizar la energa significa, transformar una forma de ella en otra. Por ejemplo, aprovechando lafuerza del viento, se convierte la energa cintica en mecnica, la cual, luego se puede convertir en elctrica.Para obtener iluminacin, se convierte la elctrica en electromagntica o radiacin. Igualmente, generarenerga significa convertir una forma de ella en otra; por ejemplo, la cintica de agua en movimiento amecnica, en un sistema hidrulico. Los trminos utilizar y generar energa cientficamente no son correctos porque ella no se puedecrear ni destruir. Se puede transformar de una forma a otra, pero no se gasta y su cantidad total semantiene igual en cualquier proceso. Lo anterior es la base de la Primera ley de la termodinmica. Sinembargo, en trminos prcticos s se gasta la energa, debido a que se convierte en una forma que ya no sepuede aprovechar. Por ejemplo, cuando se quema una rama seca, la energa qumica contenida en la maderase convierte en trmica, o sea, en calor, la cual se puede aprovechar; pero luego se dispersa en el ambientey no se puede utilizar nuevamente.Oferta, demanda y consumo En el anlisis de la utilizacin de energa en el nivel nacional o sectorial se pueden distinguir tresconceptos: Oferta de energa: se requiere de ella para aplicaciones como iluminacin, coccin, procesos industrialesy transporte. La oferta energtica puede ser diferente de un lugar a otro, dependiendo de condicioneslocales como el clima y las costumbres, y segn los diferentes tipos de usuarios (viviendas, industrias,transporte, etc). Se puede satisfacer una necesidad especfica de energa con diferentes fuentes e,igualmente, no todas las necesidades se pueden satisfacer por falta de fuentes o presupuesto. Demanda por energa: necesidad de fuentes que puedan satisfacer las necesidades de energa. Dependede factores como poblacin, nivel de desarrollo econmico, disponibilidad de tecnologa, etc. Igual a stas,no siempre se puede satisfacer la demanda por energa. Consumo de energa: utilizacin real de fuentes; tambin llamada demanda expresada. En todas las transformaciones de energa, se pierde una parte de ella debido a su conversin parcialen una forma que no se puede aprovechar, generalmente en calor. La fraccin de la energa utilizable, comoresultado de un proceso de conversin, y su insumo se llama la eficiencia del proceso, la cual, generalmente,se representa como un porcentaje. En frmula se expresa de la siguiente manera: 34 34. Conceptos Bsicos de Energa Cuanto ms alta sea la eficiencia, menos energa se pierde. La siguiente tabla muestra eficienciastpicas para algunos procesos de conversin: Eficiencias tpicas de procesos de conversin energticaPotencia Este es un concepto muy relacionado con el de energa. Se define como la capacidad de suplir unacierta cantidad de energa durante un perodo de tiempo definido. Esto se ilustra as: cuando aplicamos unproceso de conversin de energa, estamos interesados en dos cosas: la cantidad de energa convertida, y la velocidad a cual se convierte. Esta velocidad se llama potencia (P), expresada como energa por segundoo, en frmula, de la siguiente manera: Por ejemplo, un tanque de gasolina de un vehculo contiene una cantidad dada de energa. Este sepuede usar en un cierto perodo de tiempo, o sea, el proceso de combustin puede ser corto o largo. Cuantoms corto el perodo, ms alta es la potencia. Este principio aplica para cualquier proceso de conversin deenerga. Si bien en lenguaje comn estos trminos se intercambian frecuentemente, cuando se hablatcnicamente sobre un sistema de generacin o utilizacin de energa es importante distinguirlos bien.Unidades de medicin Existen diferentes unidades aplicadas para la expresin cuantitativa de energa y potencia. La unidadcientfica y ms usada para energa es el Joule (o julio, abreviado como J). Otras unidades usadas son, porejemplo calora, toneladas de carbn equivalente (TCe) y el British Thermal Unit (BTU). Existen factoresespecficos para convertir las diferentes unidades en otras. La unidad para potencia es el Watt (o vatio, abreviado como W). Este es definido como 1 joule porsegundo (J/s). Otra unidad que se usa frecuentemente es el caballo de fuerza (HP). 35 35. Conceptos Bsicos de Energa Un Joule y un Watt son medidas muy pequeas comparadas con las cantidades transformadas en lamayora de las aplicaciones energticas. Por eso, se usan mltiplos de 1.000; por ejemplo, 1.000 watt esequivalente a 1 kilowatt o 1 kW. La siguiente tabla resume los prefijos y smbolos usados:Adicionalmente, se pueden agregar ndices a una unidad para indicar la forma de energa o potencia. Porejemplo, para la potencia de un equipo de convertir energa trmica se usa kWth. Igualmente, la potenciaelctrica se indica como kWel y, la potencia mecnica como kWm.2. ElectricidadCorriente elctrica El flujo de la energa elctrica, o la electricidad, se llama corriente, cuya unidad de medida son losamperios (A). Para generar una corriente elctrica a travs de un cable es necesario tener una diferencia detensin entre sus dos extremos (diferencia de potencial). Igualmente si se quiere hacer que el agua semueva a travs de un tubo, necesita tener una diferencia de presin entre los dos extremos del tubo. Si sedispone de una gran diferencia de tensin, pueden transportarse grandes cantidades de energa porsegundo a travs del cable; es decir, grandes cantidades de potencia. La tensin elctrica es equivalente avoltaje, medido en voltios (V). La potencia elctrica en watts es igual al voltaje multiplicado por el amperaje(P = V x A). 36 36. Conceptos Bsicos de EnergaLos generadores elctricos pueden producir dos tipos de corriente: Corriente directa (CD): donde la energa circula siempre en una nica direccin, del punto positivo alnegativo. Corriente alterna (CA): donde esta alterna continuamente su direccin en un patrn cclico, en formasinusoidal. Es causado por el ciclo sinusoidal del voltaje, con un pico positivo y uno negativo (vase lafigura). Al nmero de ciclos por segundo se le llama frecuencia, expresado en hertz (Hz). En la red elctrica,generalmente, es de 50 60 Hz. La corriente directa se utiliza slo en sistemas de baja capacidad como, por ejemplo, bateras secas(pilas), bateras de vehculos y sistemas fotovoltaicos (de baja tensin). Sistemas grandes de alta tensin,como las centrales elctricas, generan corriente alterna, la cual es suministrada a travs de la red elctricaa las viviendas y centros productivos. Una de las razones para el uso de la corriente alterna es que es msbarato aumentar o disminuir su voltaje y, cuando se desea transportar a largas distancias, se tendr unamenor prdida de energa si se utiliza la alta tensin. Con un inversor se puede transformar la corrientedirecta en alterna. Para expresar la cantidad de energa elctrica o electricidad, generalmente, se usa la unidadwatt/hora (o vatio/hora, Wh). Un watt/hora es equivalente a la cantidad de energa convertida, durante unahora por un equipo con una potencia de 1 watt. Para sistemas de baja tensin, como los fotovolticos,tambin se puede expresar la energa elctrica en amperios/hora (Ah), equivalentes a la generacin outilizacin de una corriente de 1 amperio durante una hora. Para bateras, generalmente se indica lacapacidad de acumulacin en amperios/hora. La relacin entre las dos unidades de energa elctrica es lasiguiente: Wh= V*Ah donde V es la tensin o el voltaje del sitemaFactor de capacidad (factor de planta) El factor de capacidad, o de planta, es un indicador para medir la productividad de una planta degeneracin elctrica como, por ejemplo, una turbina elica o un sistema hidroelctrico. Este indicadorcompara su produccin real, durante un perodo dado, con la cantidad que se habra producido si hubiesefuncionado a plena capacidad en el mismo tiempo. En frmula: Por ejemplo, un sistema de 1 kW, tericamente, podra generar 8.760 kWh en un ao2 . Sin embargo,la planta no puede funcionar el 100% del tiempo, por razones de mantenimiento peridico, fallas tcnicaso falta de combustible recurso renovable. Si la produccin real de esta planta en un ao dado fue de 6.000kWh; entonces, el factor de capacidad para ese perodo sera de 68,5%.Demanda mxima La demanda mxima representa para un instante dado, la mxima coincidencia de cargas elctricas(motores, compresores, iluminacin, equipo de refrigeracin, etc.) operando al mismo tiempo, es decir, lademanda mxima corresponde a un valor instantneo en el tiempo, medida en unidades de potencia. No es2 Energa=potencia x tiempo, entonces la energa generada sera 1kW x 24 horas/da x 365 das = 8,760 kWh 37 37. Conceptos Bsicos de Energaigual encender una lnea de motores al mismo tiempo que hacerlo en arranque escalonado. Los picos pordemanda mxima se pueden controlar evitando el arranque y la operacin simultnea de cargas elctricasFactor de demanda Es la razn entre la demanda mxima de la instalacin o sistema y la carga total conectada, en uninstante de tiempo determinado.El factor de demanda mximo es igual a la razn de la demanda mxima en un instante dado, entre lapotencia del sistema.Sistema interconectado de generacin elctrica Se usan diferentes fuentes para la generacin de electricidad, en Amrica Central. Las principalesson: la hidroelctrica, la geotermia y los combustibles fsiles, como el diesel y el bnker. Dentro del sistema interconectado nacional, la demanda vara, dependiendo de la hora del da, el dade la semana y, tambin, de la temporada. Para atender la demanda, se debe planificar la generacinelctrica por parte de las diferentes plantas del sistema, segn las variaciones esperadas. Plantas degeneracin de base operan en forma continua para satisfacer una demanda mnima y generalmente, son lasque tienen los costos de operacin ms bajos. Para las horas de alto consumo, u horas-pico, se aplican generadores adicionales para aumentar laproduccin de electricidad. En el mercado de ocasin elctrico, se pagan tarifas mayores en estas horas. Para la compra-venta de energa elctrica, frecuentemente se aplica el trmino potencia firme deuna planta de generacin dada. Esta se define como la potencia que el generador puede garantizar duranteun periodo dado; por ejemplo, en las horas-pico, o todo el ao. Los contratos de compra y venta deelectricidad, generalmente, se establecen con base en la capacidad firme. Dado que las fuentes renovablesdependen de los recursos naturales, la potencia firme puede ser considerablemente ms baja que lacapacidad instalada, lo cual desfavorece su competitividad en el mercado elctrico, a diferencia de lageneracin con base en combustibles fsiles que puede operar ofreciendo potencia firme en cualquiermomento, excepto en los tiempos de parada por mantenimiento. Magnitudes de energa y potencia 38 38. ANEXO 4. Algunos Aspectos Tcnicos de la Energa Elica31. Tipos de vientos Los vientos que interaccionan en el globo terrestre son: los geostrficos (globales) y los terrestres(locales).a. Vientos geostrficos (globales) Estos vientos son generados, principalmente, por las diferencias de temperatura, presin y, muypoco, por la superficie terrestre. Se encuentran a una altura superior a los 1.000 metros sobre el nivel delsuelo y su velocidad puede ser medida utilizando globos de sonda.b. Vientos terrestres (locales) Estos vientos son mucho ms influenciados por la superficie terrestre a altitudes de hasta 100metros. Son frenados por la rugosidad de la superficie de la tierra y por los diferentes obstculos que seencuentren en su recorrido. Sus direcciones cerca de la superficie sern ligeramente diferentes de las de losgeostrficos debido a la rotacin de la tierra. Conocer el comportamiento de estos vientos es de gran importancia, ya que influyen en formadiferente en la produccin de energa elica siempre y cuando los globales sean menos intensos, ya que ladireccin depende de la superposicin de ambos vientos. Teniendo esto en cuenta, los vientos terrestres o locales se clasifican en: Brisas marinas: durante el da la superficie terrestre se calienta ms rpido que el mar, esto ocasiona que el aire que se encuentra en tal superficie se caliente y pierda densidad provocando que se eleve, dejando una diferencia de presin en la superficie. Luego de alcanzar cierta altura, el aire desciende al mar y, producto de la diferencia de presin causada es atrado el aire fro del mar. Brisas terrestres: en la brisa terrestre, la cual aparece al anochecer, ocurre el mismo proceso que en la marina, slo que se invierte el sentido del flujo de aire, esto significa que el viento viaja de la superficie terrestre hacia el mar, ya que la tierra pierde el calor ms rpido que el agua, disminuyendo, por consiguiente, la temperatura. Las velocidades de estos vientos son menores a los producidos en las brisas marinas, ya que en la noche existe una diferencia de temperatura menor que en el da entre la superficie terrestre y el mar. Vientos de montaa: un ejemplo de vientos de montaa son los de valle que se originan en las laderas, ya que miran hacia el sur (en el hemisferio norte) o hacia el norte (hemisferio sur). Durante el da, el aire caliente que se encuentra en las laderas pierde densidad elevndose hacia la cima y recorriendo toda la superficie de la ladera. En la noche se invierte el flujo del aire: de la cima hacia abajo, recorriendo la superficie de la ladera. Si el fondo del valle tiene cierta inclinacin, el aire puede ascender y descender por el valle; a este efecto se le conoce como viento de can.3 Esta seccin est basada en informacin obtenida de la Asociacin Danesa de la Industria Elica (sitio webhttp://www.windpower.org) 39 39. Algunos Aspectos Tcnicos de la Energa Elica2. La energa en el viento La energa en el viento es cintica. Su valor es el producto de la masa por 1/2 del cuadrado de lavelocidad del viento V. La masa contenida en una unidad de volumen [1 m3] de aire se define como ladensidad r [kg/m3] del aire. Entonces, la energa cintica por unidad de volumen (o sea la contenida en unaunidad de volumen) es igual a: El volumen que por segundo pasa a travs de un rea A [m2] normal a la direccin de la velocidaddel viento es igual al producto AV [m3/s]. Entonces el flujo de energa por segundo, o sea, la potencia a travsde un rea A es igual a: De esta manera la potencia del viento vara con el cubo (la tercera potencia) de su velocidad; porejemplo, si sta se duplica, la potencia contenida en el viento es 23 = 2 x 2 x 2 = 8 veces ms alta. Asimismo, la energa cintica del viento depende de la densidad del aire, es decir, de su masa porunidad de volumen. En otras palabras, cuanto "ms pesado" sea el aire, ms energa recibir la turbina. Apresin atmosfrica normal y a 15 C el aire pesa unos 1,225 kilogramos por metro cbico, aunque ladensidad disminuye ligeramente con el aumento de la humedad. Adems, el aire es ms denso cuando hacefro que cuando hace calor: a grandes altitudes (en las montaas) la presin es ms baja y ste es menosdenso. 40 OLIVIA: DIRECCIN PREVALENTE Y VELOCIDAD MEDIA DEL VIENTO, POR MES, SEGN ESTACIN, 2008(p)(En nudos)ESTACINENEROFEBREROMARZOABRILMAYOJUNIOJULIOAGOSTOSEPTIEMBREOCTUBRENOVIEMBREDICIEMBRE

Chuquisaca

SucreN-3N-3N-3N-4N-4N-7N-6N-8N-9NNE-8N-8N-6

La Paz

La PazSE-7SSE-4ESE-4ESE-10SSE-4SE-4SE-3SE-3SE-5SE-4SE-4SSE-4

El AltoNE-7NE-7NE-7NE-6ESE-7SE-7SE-7SE-6SE-8NE-8NE-9NE-7

Cochabamba

CochabambaSE-4ESE-4ESE-3ESE-4ESE-3ESE-2ESE-2ESE-4NNE-5ESE-5ENE-6NE-5

Oruro

OruroNE-3NE-4NE-3E-2E-3E-3E-2E-2E-3SSE-4NE-5NE-4

Potos

PotosNE-5NNE-6NNE-5NNE-5ESE-8ESE-9ESE-8ESE-9ESE-8NNE-8NNE-9NE-7

Tarija

TarijaENE-5ENE-5ENE-4ENE-5ENE-5ENE-3ENE-4ENE-6ENE-8ENE-7ENE-6ENE-3

BermejoE-21SSE-3E-7E-2E-2SSE-2E-2NE-3E-3E-4E-3E-2

VillamontesE-2E-2SSE-2E-3E-3E-2E-5E-5E-5E-7SSE-6E-3

YacuibaE-5E-5SSE-5E-4E-4E-5SSE-7E-7E-8E-7E-7E-6

Santa Cruz

Santa Cruz de la SierraSSE-11SSE-10ENE-8ENE-12SSE-14E-12SSE-12SSE-13SSE-13SSE-13SSE-13SSE-10

Ascencin GuarayosSSE-4SSE-5SSE-3SSE-6E-7SSE-5SSE-5SSE-6SSE-8SSE-6SSE-6SSE-3

CamiriE-1ENE-1E-2E-2E-1SSE-1SSE-3SSE-4E-4E-4SSE-4SSE-2

ConcepcinSE-6SSE-6E-3SSE-6SSE-7SSE-5SSE-6E-7SSE-8SSE-6E-6SE-4

Puerto SurezSSE-5SSE-5ESE-4NE-7NE-6NE-5NE-8NE-7NNE-7NNE-6NNE-3E-5

RoborSSE-5SSE-4SSE-2SSE-3SSE-4SSE-4SSE-6SSE-6SSE-6SSE-7SSE-5SSE-4

San MatasSSE-2SSE-3SSE-2SSE-3ENE-4ENE-3SSE-2SSE-4ENE-4SSE-5SSE-3SSE-3

VallegrandeE-3E-3SSE-5SSE-7SSE-6SSE-7SSE-7SSE-7SSE-7SSE-8SSE-7E-5

Beni

TrinidadSSE-5SSE-6ENE-3SSE-5SSE-6ENE-5SSE-5ENE-7SE-8SSE-8SE-9SE-6

GuayaramernSSE-5SSE-5SSE-4E-5E-5E-4N-3E-5E-5SSE-5N-5N-4

MagdalenaSE-4SE-6SE-3ENE-4ENE-4NE-3SE-3SE-4SE-5SE-5SE-5SE-4

RiberaltaSSE-4SSE-4SSE-3SSE-4E-5E-4SSE-3SSE-4SSE-5SSE-5SSE-5SSE-5

RurrenabaqueSSE-1SSE-3SSE-1SSE-2NE-2NE-2SSE-2SSE-4SSE-4SSE-3SSE-4SSE-2

San BorjaSSE-5SSE-6SSE-3SSE-5ENE-6ENE-4SSE-3SSE-6NE-7SSE-7SSE-5SSE-3

San JoaqunSE-4SE-4SE-3ENE-4ENE-5ENE-4SE-2SE-5SE-5SE-6SE-6SE-4

San RamnSE-7SE-6SE-5ENE-6ENE-6ENE-4SE-4SE-5SE-5SE-6SE-6SE-6

Pando

CobijaSSE-3SSE-3SSE-3SSE-3ENE-3ENE-3SSE-3SSE-4n.d.SSE-4SSE-4SSE-3

________________________________________________________________________________________________________________________________

Fuente: SERVICIO NACIONAL DE METEOROLOGA E HIDROLOGA INSTITUTO NACIONAL DE ESTADSTICA (p): Preliminar