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Disponibilidad de Energía Eólica en el mundo

disponibilidad de energía eólica

La disponibilidad de energía eólica puede medirse a través de inventarios de recursos realizados por los respectivos departamentos de energía en varios países.

Por ejemplo, en los Estados Unidos, el Departamento de Energía de EE. UU. Ha identificado a tres estados, a saber, Kansas, Dakota del Norte y Texas como fuentes ricas de energía eólica.

Si bien este inventario se lanzó hace más de 17 años, debe deducirse de los hechos que a estas alturas, considerando las tecnologías modernas disponibles, el potencial en estos estados puede haber aumentado aún más.

En aquel entonces, la energía eólica producida a partir de los tres estados podría satisfacer las necesidades de electricidad de todo el país.

Compartimos contigo nuestro episodio de podcast sobre el articulo

 

Disponibilidad de Energía Eólica en Europa

Europa, por otro lado, es el líder cuando se trata de la disponibilidad de energía eólica.

Según la Asociación Europea de Energía Eólica, la capacidad de producción de energía de Europa puede satisfacer las necesidades de electricidad de la mitad de la población cuando se acerca el año 2020.

Hay varios países en Europa que hacen una gran inversión monetaria en estos proyectos.

El Reino Unido invirtió más de $ 12 mil millones de dólares para financiar proyectos que suministrarán electricidad a una sexta parte de la población de su país.

Alemania y España también aumentaron sus proyectos de energía eólica y han estado recibiendo electricidad del viento más que los Estados Unidos

. Dinamarca obtiene el veinte por ciento de su electricidad del viento.

Este es también un esfuerzo investigado por Canadá.

También tienen organizaciones que analizan la capacidad de producción de energía de Canadá.

Estos grupos incluyen la Asociación Canadiense de Energía Eólica en Ottawa, Canadá, la Sociedad de Energía Solar de Canadá en Winnipeg y el Consejo Nacional de Investigación de Canadá.

Los proyectos que apoyan este tipo de energía, en particular los llamados proyectos de molinos de viento, se desarrollan a nivel mundial.

Los Estados Unidos, el Reino Unido y Canadá son los tres líderes en este esfuerzo.

Hay muchas razones por las que muchos países deciden explorar su disponibilidad. Por una vez, es barato y renovable.

Además, está libre de contaminación. También tiene una alta eficiencia de conversión de energía.

Sin embargo, es lamentable que haya algunas regiones en el mundo donde la disponibilidad de energía eólica es deficiente.

Sus velocidades de viento son poco confiables y pobres. Los países con una velocidad del viento anual inferior a 3 m por segundo no pueden mantener el sistema de energía eólica.

Por lo tanto, hay regiones en todo el mundo que no pueden explorar este potencial, ni pueden confiar en los molinos de viento y las turbinas eólicas para suministrar electricidad a sus hogares.

Por otro lado, las regiones con velocidades de viento anuales de más de 4.5 m por segundo son aquellas que tienen un gran potencial para los sistemas de energía eólica.

Estos proyectos que pueden asumir son prometedores para ser económicamente competitivos. 

FORMALIDADES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UNA TURBINA EÓLICA.

Los trámites para la instalación de una turbina eólica son los siguientes:

  • Se debe presentar un permiso de construcción para cualquier instalación de turbina eólica que tenga 12 metros o más de altura.

 

  • Las turbinas eólicas de menos de 12 metros no están sujetas a permiso de planificación, una simple declaración de trabajo para la instalación de una turbina eólica es suficiente.

 

  • Los proyectos de aerogeneradores de hasta 50 metros de altura están sujetos a un aviso de impacto. Todos los proyectos de aerogeneradores con una altura superior a 50 metros están sujetos a un estudio de impacto y una investigación pública a cargo del solicitante.

1 Declaración de trabajo o permiso de construcción

Se puede establecer una turbina eólica de menos de 12 m (altura del mástil = distancia entre el suelo y la parte superior de la góndola ) sin autorización previa o permiso de construcción.

El proyecto de instalación debe cumplir con todas las normas relativas al uso del suelo, la ubicación, el destino, la naturaleza, la arquitectura, las dimensiones, la renovación de los edificios y el desarrollo de su entorno.

El propietario del viento pequeño que no respeta las normas de planificación urbana incurre en una multa de al menos 1.200 € .

2 áreas prohibidas

La instalación de una turbina eólica doméstica está prohibida:

  • en áreas protegidas: parques nacionales y reservas naturales,
  • en las zonas militares,
  • en edificios o sitios clasificados o inscritos como monumentos históricos, y en las zonas de protección circundantes (dentro de un radio de 500 m),
  • cuando el plan urbano local (PLU) lo prohíbe.

Es necesario ponerse en contacto con el ayuntamiento para obtener más información.

3 autorización de compensación

Si la tierra en la que se instalará la turbina eólica tenía un destino forestal, lo que resulta en un cambio en el uso de la tierra, se debe obtener el permiso de limpieza .

4 Distancia mínima

A excepción de las disposiciones específicas del plan urbano local (PLU) o del reglamento municipal de construcción, la regla general de construcción se aplica a la instalación de una turbina eólica de menos de 50 m: debe respetar una distancia del límite que separa el vecindario, igual a la mitad de su altura, con un mínimo de 3 m.

Por ejemplo, una turbina eólica de 30 m de altura, incluidas las palas, debe estar a 15 m del límite de la parcela del lote en el que está instalada.

5 Conexión a la red eléctrica

Las pequeñas turbinas eólicas se pueden conectar a la red eléctrica pública (compra de energía producida) o suministrar directamente al edificio (autoconsumo).

Para electrificar un edificio que no está conectado a la red de distribución pública, el propietario de la turbina eólica doméstica debe hacer una solicitud de electrificación al ayuntamiento.

El propietario de la turbina eólica puede vender la electricidad contactando a un proveedor de energía llamado RTE (Sistema de Transmisión).

6 Obligación de redención

Los productores de energía eólica terrestre se benefician de la obligación de compra, sin ninguna condición de instalación o límite de energía: EDF y, si las instalaciones de generación están conectadas a las redes públicas de distribución en su área de servicio.

Las empresas Las compañías de distribución locales deben comprar la electricidad producida a los operadores que lo solicitan, a una tasa de compra establecida por orden.

El costo adicional en que incurren estos compradores obligados se compensa y se transfiere a los clientes finales mediante una contribución proporcional a la electricidad que consumen (CSPE).

7 IVA

Las personas que instalen una pequeña turbina eólica en un edificio terminado por más de 2 años pueden beneficiarse de una tasa de IVA del 10% para la compra del equipo y su instalación.

¿Cuáles son las razones por las cuales las comunidades invierten en turbinas eólicas?

  • Contribución efectiva a la lucha contra el calentamiento global: la energía eólica es una energías renovables que no requiere combustible, no crea gases de efecto invernadero, no produce residuos tóxicos o radiactivos.

 

  • Participación: dar el ejemplo de un comportamiento eco-responsable: (un escaparate para el municipio)

 

  • Aumento de los ingresos fiscales adicionales: un parque eólico puede producir impuestos comerciales, por lo tanto, un beneficio atractivo, durante un período significativo de 15 a 20 años.

 

  • Por ejemplo, para una turbina eólica de 1 MW, esto representa alrededor de € 6,000 por año para la comuna (o la comunidad), € 6,000 para el departamento y € 1,200 para la región.

 

  • Reducción de facturas de electricidad.
  • Creación de empleo.
  • Desarrollo turístico.

La instalación de una turbina eólica para las comunidades es una inversión que vale la pena y que merece más estudio.

 No dude en llamar a un profesional de energías renovables que estudiará su proyecto de aerogenerador. Para ayudarlo, puede solicitar una o más cotizaciones de aerogeneradores de forma gratuita o consultar el directorio de profesionales eólicos.

La instalación de una turbina eólica está particularmente indicada en una granja. A menudo despejado, las tierras de cultivo son muy adecuadas para la instalación de una turbina eólica doméstica. 

La electricidad es la segunda energía más consumida en la agricultura, se consume al 25% por ordeño de salones y lecherías, 20% por instalaciones ganaderas y riego.

Las turbinas eólicas pueden producir un viento promedio de 10,000 a 65,000 kWh / año

Esto es más que suficiente para cubrir las necesidades de energía de una granja de buen tamaño (por ejemplo: 100 vacas lecheras requieren un promedio de 47,000 kWh / año). 

También puede revender el excedente de energía eólica producido a EDF u otro operador.

La instalación de una turbina eólica en una granja es una inversión rentable y sostenible que le permite aprovechar su propio parque eólico y lo protege de futuros aumentos en los precios de la energía

En total, el parque eólico de la Unión Europea habría producido 362 TWh en 2018 (incluidos 309 TWh por instalaciones en tierra y 53 TWh por parques en alta mar) según WindEurope. Esta fabricación es equivalente al 14% del consumo de electricidad en la Unión Europea en 2018 (en comparación con el 12% en 2017). 

En Dinamarca, WindEurope indica que la energía eólica ha alcanzado una tasa de  ” penetración ”  récord del 41% en la combinación de electricidad para el año 2018.

En la Francia metropolitana, este sector representó el 5,1% de la generación neta de electricidad, electricidad en 2018 según los últimos datos de RTE 

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Turbina Eólica Terrestre: Distintos usos y funcionamientos.

Una turbina eólica terrestre o en tierra, se instala por definición en tierra y es diferente de las turbinas eólicas marinas instaladas en el mar . Convierte la energía cinética del viento en energía mecánica.

El proceso de conversión de energía mecánica en energía eléctrica es similar al de una dínamo.

Convirtiendo el movimiento de una rueda en electricidad que alimenta las luces de una bicicleta.

La energía mecánica acumulada se puede usar directamente para bombear agua o moler grano, como lo hacen los molinos.

Hoy en día, en la gran mayoría de los casos, la energía mecánica se transforma por segunda vez en energía eléctrica .

El proceso de conversión de energía mecánica en energía eléctrica es similar al de una dínamo, convirtiendo el movimiento de una rueda en electricidad que alimenta las luces de una bicicleta.

Cuando una turbina eólica produce electricidad, se la puede llamar un aerogenerador.

Los aerogeneradores de eje horizontal son hoy en día la forma más común de turbinas eólicas.

La máquina generalmente consta de 3 cuchillas orientables llevadas por un rotor, que está unido a una góndola que alberga un generador eléctrico.

El conjunto está instalado en la parte superior de un mástil de varias decenas de metros de altura.

Una turbina eólica terrestre de 2 MW promedia de 80 a 125 metros de alto en promedio y puede pesar hasta 300 toneladas.

Se usa un motor para orientar el conjunto de la góndola del rotor de la turbina eólica para colocarlo de cara al viento.

El viento gira las cuchillas (entre 5 y 25 revoluciones por minuto) que accionan el rotor y luego el generador que es integral con ellos.

Los dos modos de explotación de la energía eólica terrestre son:

  • Uso industrial en el contexto de un parque eólico:

Un conjunto de aerogeneradores se agrupan en el mismo sitio que está conectado a la red eléctrica.

  • Uso doméstico para “viento pequeño”:

Las pequeñas turbinas eólicas terrestres también pueden satisfacer las necesidades de las personas o de los pequeños agricultores.

Las turbinas eólicas utilizadas en este caso operan de acuerdo con los mismos principios de conversión de la energía cinética del viento.

Su potencia varía generalmente entre 0.1 y 36 kW y la altura de su mástil es inferior a 35 m.

Estas turbinas de viento pueden suministrar edificios aislados que no están conectados a la red eléctrica o que pueden conectarse a la red para revender la producción.

Funcionamiento Técnico o Científico de una Turbina Eólica Terrestre

Funcionamiento de una turbina eólica convencional (eje horizontal de tres ejes)

Debido al mejor compromiso entre la eficiencia y la velocidad de arranque, el diseño de turbinas eólicas horizontales de tres ejes domina hoy en día el mercado eólico en tierra.

La transformación de la energía cinética del viento en energía mecánica y luego en energía eléctrica se lleva a cabo en cuatro etapas:

la transformación de la energía cinética del viento en energía mecánica

Las cuchillas operan con el mismo principio que las alas de un avión:

*La diferencia de presión entre las dos caras de la cuchilla crea una fuerza aerodinámica y pone el rotor en movimiento.

La potencia del viento y, en consecuencia, la energía mecánica almacenada por la turbina eólica, aumenta con la altitud.

La perturbación de las corrientes de aire es ciertamente menor.

la aceleración del movimiento de rotación gracias al multiplicador

Las palas de una turbina eólica grande funcionan a una velocidad de entre 5 y 15 revoluciones por minuto (cuanto más grande es la turbina eólica, más lenta es la velocidad de rotación).

La mayoría de los generadores de turbina eólica tienen que funcionar a altas velocidades (de 1,000 a 2,000 rpm) para producir electricidad.

Este aumento en la velocidad se logra usando el multiplicador, también llamado caja de engranajes, que es un tren de engranajes.

El multiplicador es una parte pesada y costosa.

Esta es la razón por la cual algunas turbinas eólicas grandes usan generadores de “accionamiento directo” de baja velocidad en los que el rotor impulsa directamente un generador especialmente diseñado sin un paso intermedio de aceleración.

la producción de electricidad por el generador

El generador, ubicado en la góndola de la turbina eólica, es accionado por un eje mecánico.

La energía mecánica transmitida se convierte en energía eléctrica por el generador, a un voltaje de 600 a 1000 voltios.

El tratamiento de la electricidad por el convertidor y el transformador

La electricidad producida por un aerogenerador se procesa mediante un convertidor electrónico.

Esto ajusta la frecuencia de la corriente producida por la turbina eólica a la de la red eléctrica a la que está conectada (50 Hz en Europa).

El voltaje también se incrementa mediante un transformador a 20,000 o 30,000 voltios.

La electricidad se enruta a través de un cable para ser inyectado en la red eléctrica.

Tecnología probada

La turbina eólica terrestre se ha utilizado durante varias décadas.

La retroalimentación es consistente y las variables financieras conocidas.

Las turbinas eólicas terrestres son menos caras de instalar y más fáciles de mantener que las turbinas eólicas marinas.

Y deben responder a los desafíos técnicos más grandes relacionados con las condiciones del medio marino.

Sin embargo, el rendimiento potencial es menos importante en tierra que en alta mar, tanto en términos de calidad, debido a la velocidad reducida y la constancia del viento, como en cantidad, porque el área marina es más grande.

Nuevas formas de optimizar el recurso

El viento es variable y la energía eólica se enfrenta a un problema de intermitencia de la producción de electricidad.

Sin embargo, hoy no existe una solución económicamente satisfactoria para el almacenamiento a gran escala de la electricidad producida .

La propagación de “redes inteligentes” es un camino de desarrollo significativo para integrar la energía eólica en redes eléctricas futuras.

Estos sistemas ayudarán a enfrentar los desafíos del mañana:

  • Gestionar mejor los flujos y suavizar el suministro y la demanda de electricidad.
  • Integrar nuevas fuentes de energía renovable.
  • Llimitar el uso de centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles (ahora utilizadas para hacer frente a los picos de demanda).

Los países líderes

A fines de junio de 2014, los tres países con mayor capacidad de generación de energía eólica (mixtos en tierra y costa afuera) son:

  • China con una capacidad eólica instalada de 98.6 GW;
  • los Estados Unidos con 61,9 GW;
  • Alemania con 36.5 GW.

China instaló el 40,7% de la nueva capacidad eólica en todo el mundo en el primer semestre de 2014.

España e India están en 4 y 5 posiciones con capacidad respectiva de 23 GW y 21,3 GW.

Luego están el Reino Unido, Francia, Italia y Canadá, que tienen capacidades eólicas entre 11.2 y 8.5 GW.

Solo China ha instalado 40.7% de nueva capacidad de turbina eólica terrestre en todo el mundo en el primer semestre de 2014.

Los parques eólicos terrestres más grandes del mundo se encuentran principalmente en los Estados Unidos.

Por ejemplo, el parque eólico Roscoe, Texas abarca casi 400 kilómetros cuadrados y cuesta $ 1 mil millones.

La flota consta de 627 aerogeneradores de varios tamaños (105 a 126 metros de altura).

Construidos por tres fabricantes: Mitsubishi, Siemens y General Electric.

Con una capacidad de 781,5 MW (un poco menos que un reactor nuclear de tamaño medio – 900 MW).

Ésta flota puede satisfacer las necesidades de electricidad de aproximadamente 230,000 hogares estadounidenses, según su operador E.ON .

También se planifican parques eólicos interconectados con una capacidad acumulada de varios miles de megavatios (por ejemplo, Gansu en China, Markbygden en Suecia, horizonte 2020).

 

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