Thursday, June 14, 2007

Haciendo cálculos sobre energía eólica

Este post complementa aquel post que escribí:"Haciendo cálculos sobre energía solar.

En este caso vamos a centrarnos en los EEUU solo, y analizar qué sería necesario para suministrar la energía eléctrica que se consume en ese país con energía eólica. En EEUU se consumen anualmente 3.7 trillones (americanos) de kWh. De ellos ahora mismo apenas 3% corresponde a energía eólica.

Para acometer la tarea de cambiar esa situación, primero vamos a escoger turbinas de alta potencia como las que esta instalando en Europa REpower, las REpower 5M son capaces de producir 5MW cuando reciben viento a 13m/s. A menores velocidades, la potencia baja segun esta gráfica (no os dejeis engañar por los ejes extraños que han cogido: no tiene nada de lineal).

vermogencurve

Muy bien, ahora vamos a coger una velocidad media algo más razonable, como 8m/s. A esa velocidad la turbina genera unos 2500kW. Pero, ¿existen áreas con velocidades medias anuales de 8m/s en los EEUU? Sí, muchas de hecho. El siguiente mapa las muestra, todos los puntos en verde, amarillo, rojo y negro serían útiles. Aproximadamente el 13% de la superficie de EEUU.

windeeuu

De la potencia calculada hay que restar las perdidas en la red por transporte y conversión, que suelen estar entorno al 10%, así que nos deja una potencia neta de 2250kW por turbina, dandonos una energía anual de 19.7 millones de kWh.

Por tanto, necesitamos instalar 187,720 turbinas distribuidas por los EEUU.

Cada túrbina hay que espaciarla de las de alrededor por motivos de eficiencia. Típicamente para estos módelos cuyo diametro es de más de 100 metros, se pueden tomar cuadrados de 500 metros de lado, o sea 0.25 km^2. Con lo cual necesitamos una superficie total para la instalación de 47,000 km^2, o sea un 0.5% de la superficie de EEUU, con lo que estamos muy por debajo de la superficie disponible con las vientos que deseamos.

Ademas, la base de estas turbinas, es de unos 5m, con lo que en las bases solo ocupamos 4.7 km^2. Esto es importante porque si la instalación se hiciera en tierra, las partes intermedias se podrían usar para el cultivo como hacen en los Paises Bajos. En España y California se tiende a ponerlas en montañas debido a que es un terreno bastante montañoso, pero el centro de EEUU es mucho más llano, como los Paises Bajos.

Suele decirse, que uno de los problemas de la energía eólica son los pajaros muertos. En EEUU se estima que cada año mueren algo menos de 40,000 pajaros al año debido a las turbinas. Sin embargo, se estima que las muertes producidas en torres de comunicaciones son de casi 50 millones de pajaros al año, con lo cual, incluso si aumentamos 30 veces el numero de turbinas, el efecto es despreciable comparado con otras fuentes.

Por último, una tecnología muy interesante que ya se utiliza y que aumenta la eficiencia de las turbinas, a la vez que reduce el riesgo para los pajaros, es la instalación en el mar. Estas turbinas estan en Copenaghe:

DanishWindTurbines


Y esta es la REPower de 5MW instalada en el mar:

REpower_5M_wind_turbine_300


Relacionada:
Hoy mismo CPI publica un post donde también analiza los costes económicos de las renovables.

4 comments:

Compai panita said...

Un artículo muy interesante Pablo.
¿Cúal es el motivo que alegan para no llevar a cabo una planificación seria que permita la instalción de un número significativo de turbinas en las zonas que tu describes como favorables?

Anonymous said...

¿No resulta peligroso la instalación de molinos en el mar? La verdad es que no veo ninguna valla de seguridad ni nada en la foto...

david said...

alguna cosilla se de esto... la verdad es que en europa y en españa en concreto se han creado tantos parques eolicos por las ayudas y sino diselo a gamesa, la velocidad de evolucion es tan rapida qeu hay parques eolicos en los que no hay dos torres iguales, y eso se sabe. ahora estoy trabajando en otras cosas y ahora no se ocmo estara eso pero gamesa tenia parques para 3 años y se queria meter en eeuu. pero no interesa, una amiga estuvo un mes en miami y no me acuerdo del precio de la gasolina que me dijo pero era una pasada. luego para ellos es mas barato la gasolinera que el aerogenerador

enrique21 said...

sres buenas tardes; soy de Venezuela y en nuestro país sufrimos un racionamiento de electricidad desde ya varios meses atrás; lo que me motivo a fabricar un aerogenerador casero para producir electricidad para mi hogar. cuando lo termine quise probarlo y justo ese día no hubo viento, al día siguiente tampoco y el día después del siguiente ocurrió igual. entonces frustrado me dedique a buscar una manera de no depender del viento; y fue entonces que descubrí un dispositivo que produce el movimiento necesario para hacer mover el rotor que genera la electricidad sustituyendo las aspas o palas, como la quieran llamar. osea este nuevo dispositivo revolucionara el mundo de los aerogeneradores inclusive hasta podría cambiar la forma de llamarlos ya que no necesitaran del viento para su funcionamiento.este nuevo dispositivo del cual aun no le he dado un nombre libera estos aparatos de la dependencia del viento y lo hace auto eficiente en la producción de electricidad. lo que seria de gran ayuda para la instalación del nuevo "aerogenerador"y también tendría una reducción drástica en el costo de producción ,ya que las aspas o palas serán obsoletas de ahora en adelante. quiero mensionar que la empresa que me apoye en este nuevo diseño compartiria conmigo el exito del nuevo äerogenerador ya que las nuevas disposiciones que en materia de conservacion del medio ambiente están siendo sugeridas por todas las naciones. este correo lo enviare a diferentes empresas dedicadas a la fabricacion de estos äerogeneradores hasta dar con una que me apoye para poder mostrar al mundo la nueva forma de producir electricidad. gracias.evalderrama02@gmail.com