Tendencias en el Desarrollo de la Tecnología Eólica Jorge M Huacuz Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) Cuernavaca, México
Evolución de la Tecnología Eólica Comercial Fuente: 20% Wind Energy by 2030. DOE/GO-102008-2567, May 2008
La Energía Eólica en el Mundo Alrededor de 85 países utilizan energía eólica en forma comercial Más de 90,000 millones de US$ invertidos en proyectos eólicos durante el año 2010 El marcado eólico mundial ha crecido a tasas anuales del 25% en los últimos seis años Más de 235,000 MW de capacidad instalada actualmente con aerogeneradores en el mundo Turbinas eólicas comerciales para el mercado eléctrico con capacidades entre 1 y 5 MW y diámetros de rotor entre 60 y 125 metros Prototipos de hasta 10 MW en desarrollo y planes para construir turbinas de 20 MW Unas 20 empresas fabrican y comercializan turbinas eólicas de potencia mayor a 1 MW Se estima que para el año 2020, solamente en la Unión Europea el sector eólico habrá creado cerca de 330,000 empleos
Principales Tipos de Turbina Eólicas Eje Horizontal Con Caja Incrementadora Sin Caja Eje Vertical
La Diversidad Tecnológica Actual Taxonomía de Aerogeneradores Aerogeneradores en el Mercado 143 Tipos Síncronos 38% Asíncronos 62% Excitación Eléctrica Imanes Permanentes Doblemente Alimentados Jaula de Ardilla Conexión Directa Convertidor Completo Conexión Directa Convertidor Completo Convertidor Parcial Convertidor Completo Conexión Directa Convertidor Completo Con Caja* Con Caja* Sin Caja* Con Caja* Con Caja* Sin Caja* Con Caja* Con Caja* Con Caja* Con Caja* CLASES IEC: I, II, III y Especiales *Caja incrementadora de velocidad Fuente: Construcción Propia
Evolución del Costo de Proyectos Eólicos El costo de los proyectos tocó fondo en 2001-2004, y se ha incrementado en promedio $650/kW, hasta 2008 2008 Wind Market Report; LBL
Costos de O&M También a la Alza Fuente: Christopher A. Walford. Wind Turbine Reliability: Understanding and Minimizing Wind Turbine Operation and Maintenance Costs. Sandia Report SAND2006-1100, March 2006
La Amenaza del Mantenimiento Correctivo Fuente: Rademakers, L.W.M.M., et al. R&D Needs for O&M of Wind Turbines. ECN Wind Energy, The Netherlands
Acciones de Mejora Incrementar confiabilidad y reducir pérdidas de energía Sistemas de control robustos Mantenimiento basado en confiabilidad Sensores resistentes a daños Rotores Avanzados Materiales avanzados, más ligeros y resistentes Diseño aero-estructural avanzado Controles activos y pasivos para reducir fatiga Nuevas geometrías de las aspas Velocidades mayores con menor ruido Trenes de Potencia Avanzados Sin caja de engranes Generadores de imanes permanentes Equipos de voltaje medio
Proyecto MEM 1. Aerogenerador de eje horizontal de 1.2 MW, de velocidad variable y sistema de orientación activa. 2. Rotor de tres aspas de material compuesto y baja solidez 3. Tren de potencia modular con caja de engranes 4. Operación eléctrica por aspa para el control del paso (potencia) y frenado 5. Generador eléctrico síncrono de alta velocidad 6. Convertidor CA-CD-CA de potencia completa 7. Torre soporte tubular cónica de acero (otras opciones, posible) Con financiamiento del Fondo SENER-CONACYT Sustentabilidad Energética
Facilitar la formación de recursos humanos. Facilitar la adecuación y mejora continua de la tecnología para lograr su desempeño óptimo bajo condiciones locales. Facilitar procesos de transferencia de tecnología y desarrollo de tecnología propia (componentes y sistemas) Facilitar la asimilación de tecnologías Instalar y probar turbinas de nueva generación Realizar pruebas de conexión en distribución (generación distribuida) Desarrollar la tecnología de mini- y micro- redes inteligentes Centro Regional de Tecnología Eólica (CERTE) Con financiamiento parcial GEF-PNUD
Los siguientes pasos. 2012 Fuente: Technology Roadmap Wind Energy. IEA, 2009
Bahrain World Trade Center
Papalotes y Aerostatos Generadores?
Un Vistazo al Futuro Concepto de granja eólica piezoeléctrica
La tecnología eólica de hoy es el equivalente al bimotor en aeronáutica; todavía nos queda por ver el equivalente al jet y al Concord Frase anónima citada por especialistas en tecnología eólica Muchas Gracias Jorge M Huacuz Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas Tel 777 362 3806 jhuacuz@iie.org.mx