Ensayo Energía Eólica

UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIALCIENCIAS DE LA INGENIERA

INGENIERA DE PETRLEOS

REALIDAD NACIONAL

TEMA: EL ECUADOR Y SUS RECURSOS ENERGTICOS ENERGA ELICA

ISRAEL MURILLO

DRA. LIDA MORENO

QUITO2013 2014NDICE DE CONTENIDOS

Antecedentes1Objetivo..3El Ecuador y su potencial elico....4Conclusiones..14Recomendaciones.16Apndices...17

ANTECEDENTES

La energa elica es una de las fuentes de energa con mayor crecimiento de implantacin en el mundo. Su reemergencia a finales del siglo XX para la generacin de energa elctrica limpia, la ha conducido rpidamente a ser una fraccin importante de la generacin elctrica en muchos pases. Para que este hecho llegara a producirse, han tenido que aunarse varios factores, entre los que se pueden calificar cinco como los decisivos. Primero, la necesidad, ligada al progresivo agotamiento de los combustibles fsiles. Segundo, el potencial, existente en varias partes del Globo, del suficiente recurso elico. Tercero, la capacidad tecnolgica, para desarrollar aerogeneradores cada da ms eficientes. Cuarto, la visin de los pioneros en este campo, quienes en la segunda mitad del siglo pasado dirigieron el desarrollo tecnolgico para conducirnos a la situacin actual. Y por ltimo, la voluntad poltica para facilitar la implantacin de la energa elica, tanto en lo que se refiere a la tramitacin administrativa como a la retribucin para el productor. (Villarrubia, 2004).La utilizacin de este tipo de energa se considera importante, en lugares con velocidades de viento superiores a 18 km/h. El Ecuador, por su ubicacin en la zona ecuatorial, no es una regin del mundo donde prevalezcan vientos sostenidos o de alta velocidad, sin embargo la disponibilidad de este recurso es ms bien focalizada; en un estudio preliminar realizado por el exINECEL (Instituto Nacional de Electrificacin), en el sitio de Minas de Huascachaca, y en la cuenca del ro Jubones, se midieron velocidades superiores a 18 km/h en un 80% del tiempo; en Galpagos, particularmente en la Isla Floreana se est implementando con energa elica una turbina que producir 500W (vatios), obra que est por finalizarse, y en Loja que se espera la finalizacin del Proyecto Elico Villonaco que generar 16.5 MW (megavatios), lo cual pone a Ecuador en el ingreso a la amplia carrera de generacin elctrica, con las conocidas energas limpias. (Villarrubia, 2012)En la actualidad, la energa elica, se considera una importante fuente de energa porque es una fuente de energa limpia que no genera contaminacin y no daa el medio ambiente. Las grandes turbinas o aerogeneradores (similares a molinos de viento), se colocan en reas abiertas donde se puede obtener una buena cantidad de viento. Y a travs del movimiento capturado por un generador, se puede generar electricidad. En la actualidad, slo el 1% de la energa generada en el mundo proviene de este tipo de fuente de energa elica. Sin embargo, el potencial de explotacin es grande. En la actualidad, la capacidad mundial de energa elica de 238,4 GW (gigavatios) (Mosquera, 2011).Los pases que generan ms energa elica son: China (62.700 megavatios), Estados Unidos (46.900 MW), Alemania (29.000 megavatios), Espaa (21.600 MW), India (16.000 MW), Francia (6800 MW), Italia (6700 MW), Reino Unido (6500 MW), Canad (5200 MW) y Portugal (4000 MW) (Mosquera, 2011).

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OBJETIVO GENERALDeterminar mediante el anlisis de datos, la capacidad de generacin de energa elica en el Ecuador, sus sectores de potencial elico, y la importancia del desarrollo e implementacin de procesos de generacin elctrica con energas limpias en el Ecuador.

OBJETIVOS ESPECFICOS Determinar la capacidad de generacin elctrica en el Ecuador. Identificar los sectores de potencial elico en el Ecuador. Determinar la importancia de la implementacin de procesos de generacin elctrica con la utilizacin de energas limpias en el Ecuador.

EL ECUADOR Y SU POTENCIAL ELICOMedicin del viento y corrientesEl viento, considerado a escala planetaria, tiene su origen en las diferencias de presin creadas por la homogeneidad del calentamiento por radiacin solar. Por ejemplo, la cantidad de radiacin solar absorbida en la superficie terrestre es mayor en el ecuador que en los polos. Adicionalmente, el movimiento de traslacin del planeta da lugar a variaciones estacionales en la distribucin de radiacin. (Villarrubia, 2004).Las variaciones espaciales en la transferencia de calor a la atmsfera crean variaciones en el campo de presin que fuerzan al aire a moverse desde las altas hacia las bajas presiones. Normalmente, la fuerza del gradiente de presin vertical se cancela con la fuerza gravitatoria. Es por ello que el viento sopla predominantemente en el plano horizontal, respondiendo a los gradientes horizontales de presin. (Lpez, 2012).El viento, tiene sus unidades en el Sistema Internacional, en metro y segundo (m/s), y de hecho son las ms habituales en los estudios de recurso elico. Por familiaridad, tambin se emplean el kilmetro y la hora (km/h). (Villarrubia, 2004).Por razones histricas, uno de los campos en los que existe ms tradicin en el conocimiento y la descripcin del viento es en la navegacin. Por este motivo, existen dos escalas ms de velocidades de viento que son propias de este campo. La primera es el nudo, que equivale a una milla nutica por hora 1,852 km/h. La otra es la escala Beaufort, que se aprecia en la Tabla 1, esta escala es puramente fenomenolgica y que estima la velocidad del viento en funcin del aspecto de la superficie del mar, y es la que se utiliza con mayor frecuencia para estudios elicos. (Lpez, 2012).

Tabla 1 Equivalencia de la escala Beaufort

Fuente: Ministerio de Recursos RenovablesElaboracin: Coordinacin general de planificacin estratgicaFecha: Enero 2013

Para el diseo de una planta de generacin elctrica con energa elica, adems del viento medio, es fundamental para la caracterizacin del mismo el conocimiento de las direcciones en las que se distribuye en una ubicacin concreta. En el caso de los estudios para la ubicacin de un parque elico, este factor es especialmente crtico, puesto que condiciona su diseo. (Mosquera, 2011). En Meteorologa, se suele representar la distribucin del viento con un grfico polar denominado rosa de viento. En l, se divide el crculo en un nmero de sectores mltiplo de cuatro, pues cuatro son los puntos cardinales, y se muestra el tanto por ciento del tiempo en el que el viento sopla en cada uno de estos sectores. Conviene recordar que la direccin del viento es siempre la direccin desde la que viene el mismo, no hacia donde va. (Mosquera, 2011).

Para aplicaciones en energa elica, aunque la rosa habitual es tambin til, es tanto o ms interesante considerar una modificacin de la misma. Adems de la frecuencia con que el viento sopla en una direccin, lo que interesa en este caso es la energa del mismo en las diferentes direcciones. Por ello se suelen representar en colores diferentes sobre un mismo crculo las dos magnitudes; la frecuencia temporal y la fraccin de energa en cada uno de los sectores, como se puede observar en la Figura 1Figura 1. Rosa de viento

Fuente: Ministerio de Recursos RenovablesElaboracin: Coordinacin general de planificacin estratgicaFecha: Enero 2013Aplicacin de la energa elica en EcuadorUna de las dificultades intrnsecas de la energa elica, y como punto general de las energas renovables, es la falta de control que los humanos tenemos sobre ella. Una central de generacin convencional puede ser ubicada en uno u otro sitio, dependiendo de muchos factores, de los cuales el decisivo no suele ser el suministro del combustible. En cambio, un parque elico debe ubicarse donde el recurso est presente, e incluso su diseo est condicionado por la estructura final de la distribucin del viento en el lugar. Tampoco puede gestionarse, a diferencia de las centrales de generacin tradicionales, el momento en que se produce la energa ni en qu cantidad. Los parques elicos slo generan cuando hay suficiente viento y no se puede regular su eficiencia en funcin de las necesidades de consumo. (Mosquera, 2011).En Ecuador, la modelizacin del recurso elico con resolucin de 200 m sobre el territorio de nuestro pas ha permitido identificar la distribucin de este recurso sobre el territorio. En lo que a la circulacin general terrestre respecta, los vientos dominantes sobre el pas son los alisios, provenientes del Este y que por tanto alcanzan el pas tras atravesar todo el continente. Esto hace que el viento horizontal a gran escala sea ms bien dbil en todo el territorio continental. (Villarubia, 2012).

En trminos generales, la orografa del Ecuador divide el territorio en cuatro zonas climticas bien definidas, que confieren unas caractersticas particulares. De Este a Oeste, estas zonas son: 1. La Zona Oriental o Amaznica, en que la frondosa vegetacin selvtica influye de forma decisiva en la disminucin de la velocidad de los vientos alisios en los niveles ms cercanos al suelo. (Mosquera, 2011).2. La Zona de la Sierra, donde la Cordillera de los Andes comprime los vientos, resultando en una aceleracin de los mismos, en una clara manifestacin de lo que se conoce en fsica de fluidos como efecto Venturi. Estos elevados vientos, sin embargo, se producen en emplazamientos muy elevados, donde adems de la dificultad del acceso a los mismos, la energa del viento disminuye proporcionalmente al descenso de la densidad que se produce con la altitud (Mosquera, 2011).

3. La Zona de la Costa, donde interaccionan los vientos alisios del Este con dos circulaciones locales: la brisa que se establece por el contraste de temperaturas entre el continente y el ocano, y la circulacin valle- montaa por la influencia de la Cordillera de los Andes. La combinacin del viento global con el local en este caso da lugar a una mayor variacin espacial del recurso y a la localizacin de algn rea con velocidades algo superiores al entorno (Mosquera, 2011).

4. Islas Galpagos, que anan tres caractersticas importantes para entender su distribucin de viento: son islas, volcnicas y bajo la influencia de los alisios. Por el hecho de ser islas, reciben un viento global menos perturbado que en el continente; sin embargo, los vientos alisios a esta latitud tan baja son de limitada intensidad. Por ltimo, su carcter de archipilago volcnico, hace que las pendientes sean considerables y que en conjunto configuren un laberinto por el que el viento converge y diverge (por lo que se acelera y se frena) en un espacio relativamente pequeo, presentando adems diversos cambios de direccin (Mosquera, 2011).

De esta manera, se puede apreciar en la Tabla N.2 la distribucin del potencial elico bruto en el Ecuador, para conocer el potencial de generacin elctrica con el que nuestro pas cuenta, y en la Tabla N.3, el potencial factible de explotacin cercana de energa elica, donde se puede observar, que segn la clasificacin regional, nuestro pas cuenta con un buen potencial elico.

Tabla 2 Potencial elico elctrico bruto estimado del Ecuador

Fuente: Ministerio de Recursos RenovablesElaboracin: Coordinacin general de planificacin estratgicaFecha: Enero 2013Tabla 3 Potencial elico factible a corto plazo en Ecuador


Como puede observarse en las Tablas 2 y 3, nuestro pas a pesar de estar ubicado en la zona ecuatorial, donde no hay una gran influencia de corrientes de viento como se explic anteriormente, cuenta con un amplio potencial de generacin elctrica, la cual podra ser generada por medio de parques de energa elica, especialmente en las provincias de: Carchi, Chimborazo, Bolivar, Imbabura, Azuay, Caar y Loja; lugares de los cuales, en Loja se est finalizando la instauracin del Parque Elico Villonaco, con el propsito de generar 16,5 Mw (megavatios) (Ministerio de Recursos Renovables, 2011).

Proyecto Villonaco Loja- EcuadorEl Proyecto Elico Villonaco est ubicado en la provincia de Loja, y busca beneficiar a todo el pas, con una generacin elctrica estimada de 16,5 megavatios. Este proyecto se encuentra en el sector de Villonaco, a una altura de 2.720 metros de altura, lugar que cuenta con una velocidad de viento de 12 metros por segundo. La obra consta de 11 aerogeneradores que tienen una altura total de 100 metros desde el piso, cada uno generar 1,5 mega vatios (Ministerio de Recursos Renovables, 2011)..Este proyecto cuenta con una inversin de $35 millones, su construccin est a cargo de la contratista Goldwind, y su propsito por parte del gobierno del Presidente Rafael Correa est en buscar por parte del gobierno la generacin de plazas de trabajo, y promocin de sistemas alternativos de generacin de energa elctrica, en este caso con Parques Elicos. Con este proyecto, se espera se generen aproximadamente 60 millones de kilovatios al ao, que equivaldra al 25% de consumo del rea de concesin de la Empresa Elctrica Regional Sur, que cubre las provincias de Loja, Zamora y Morona Santiago (Ministerio de Recursos Renovables, 2011).

Adems, cumpliendo con la conciencia ambiental de nuestro pas, la generacin de energa limpia y renovable de este proyecto evitar la emisin de 35 mil toneladas de CO2 al ao, producto de la combustin de combustibles fsiles, producto de la refinacin del petrleo, lo que significara un ahorro de alrededor de $13 millones al pas (Ministerio de Recursos Renovables, 2011)..

CONCLUSIONES

El desarrollo de la conciencia ambiental en Ecuador, a travs de la implementacin de sistemas de generacin elctrica con recursos renovables, es beneficioso para el pas en vista que la industria petrolera ha tenido un avance tortuoso con altas y bajas, especialmente en el rea ambiental, que a pesar de que se ha ido corrigiendo con la creacin de Ministerios, Reglamentos, Decretos y Agencias reguladoras las cuales estn encargadas de controlar los procesos en las diferentes reas de la industria petrolera, algunas veces no cumplen con todas las normas pre-establecidas..

Las principales provincias que tienen potencial factible para instalar Plantas de generacin elctrica por energa Elica son: Carchi, Chimborazo, Imbabura, Bolivar, Azuay, Caar y Loja, donde las corrientes de aire se encuentran entre 7-8,5 m/s de rango de velocidad, la cual es ms que aceptable para tener un buen potencial de generacin elctrica, con una generacin anual que fluctuara entre 408,81-1518,17 Mw (megavatios) por ao, dependiendo de las condiciones ambientales.

El proceso de generacin elctrica por medio de energa elica es bastante variable y depende del posicionamiento de las corrientes de viento, la altura de los postes de elevacin y las aspas, giratorias encargadas de la generacin elctrica, razn por la cual antes de invertir en este tipo de proyectos, se deben hacer todos los estudios necesarios para que la inversin no solo sea sostenible, sino tambin recuperable.

Con el desarrollo, de ese tipo de proyectos de generacin elctrica, se busca, dejar de ser un pas que importa energa elctrica, sino que se puedan generar ingresos para el pas con la venta de los excesos de energa, producidos por Ecuador.

RECOMENDACIONES

Mayor inversin en proyectos de generacin elctrica con el fin de satisfacer las necesidades energticas del pas, sin tener que recurrir a la quema de combustibles fsiles ocasionando contaminacin al medio ambiente por la emisin de gases contaminantes como CO2.

Hacer conciencia sobre las utilidades que tiene la utilizacin de energas alternativas con recursos renovables como es el caso de energa elica.

Se recomienda que se mejoren constantemente los equipos para los procesos de generacin elctrica, debido principalmente a que podran haber inconvenientes en el proceso de generacin elctrica, en el caso de falla de alguna de las turbina de generacin elica. Hacer los estudios, requeridos y necesarios, para aprovechar un recurso natural renovable tan importante con el que cuenta nuestro pas.

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APNDICES

Apndice No. 1Elevacin del terreno sobre el Nivel del Mar y Rosas de Viento a 50 m.


Apndice No. 2Velocidad media anual del viento a 30 m de altura sobre el suelo


Apndice No. 3Velocidad media anual del viento a 80m sobre el Suelo


Apndice No. 4Densidad de potencia media anual del viento, 50m


Apndice No. 5Potencial elico bruto del Ecuador


Apndice No. 6Potencial elico factible a corto plazo del Ecuador


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