Archivo para la categoría ‘Energía eólica’

Madrid + Natural: Adaptación al cambio climático basado en la naturaleza

[Autora: Raquel Portela, ICP-CSIC]

En Ayuntamiento de Madrid ha puesto en marcha un plan de regeneración urbana basado en la naturaleza. El proyecto Madrid+Natural identifica múltiples soluciones de “renaturalización” susceptibles de ser aplicadas mediante pequeñas actuaciones con un elevado potencial de replicación, visionando una red urbana donde las intervenciones propuestas contribuyan en su conjunto a la resiliencia de la ciudad frente al cambio climático, generando un entorno más amable para las personas y más resistente frente a los impactos externos. El presupuesto, millonario, contempla intervenciones en múltiples ubicaciones, entre las que destaca la ribera del Manzanares. Las propuestas de actuación se basan en las siguientes ideas:

Gestión sostenible de las aguas pluviales

Adaptación de los sistemas de drenaje de espacios urbanos a los fenómenos meteorológicos extremos, de frecuencia creciente, mediante soluciones discretas que emulen la infiltración natural de las aguas pluviales, atenuando su volumen y facilitando la absorción de agua de escorrentía que proviene de superficies duras. Los pavimentos permeables y la vegetación son herramientas de transformación del ámbito urbano, una tecnología simple que puede ser fácilmente implementada en zonas actualmente pavimentadas y que, generalizada a la escala urbana, ayuda a hacer frente a condiciones climáticas extremas, a la vez que mejora significativamente el paisaje urbano. La infiltración al terreno favorece que la humedad del suelo sea acorde al ciclo natural del agua, y por tanto el desarrollo de la vegetación urbana, y atenúa el impacto de precipitaciones intensas en la red de drenaje, racionalizando su dimensionamiento y evitando reestructuraciones de mayor coste.

De forma complementaria, la recuperación de los trazados originales de los ríos y la reducción de su canalización puede facilitar la recuperación de riberas, y por tanto de su biodiversidad, y el rediseño de cauces y llanuras fluviales mediante la creación de zonas verdes con superficies permeables permite la formación de áreas inundables. Las áreas temporalmente inundables amortiguan el caudal de agua que llega a la red de drenaje en periodos de precipitaciones intensas, evitando así el colapso de estos sistemas de saneamiento y tratamiento de aguas. La presencia de vegetación ribereña también ayuda a mitigar el impacto de las precipitaciones fuertes.

Renaturalización

Fomento de políticas orientadas a promover, proteger y restaurar los bosques urbanos, que son de gran valor social y ambiental por múltiples funciones. Por un lado son espacios que permiten interactuar socialmente, practicar actividades deportivas y saludables, y acercarse a la naturaleza, escapando un poco del ambiente urbano. Además, proporcionan sombreado y son beneficiosos para la gestión del agua de lluvia y la calidad del aire. Pueden incluso concebirse como estrategias de recuperación de terrenos degradados o vertederos agotados, en línea con otras de las propuestas que consisten en el reaprovechamiento de espacios y solares  vacíos, degradados o en desuso -originados como consecuencia de cambios demográficos o motivos económicos, por ejemplo- en base a principios de bajo coste y baja demanda de mantenimiento. Estas estrategias incluyen, por un lado, el fomento del apoyo de la comunidad local para la revegetación de solares, el ajardinamiento de infraestructuras y el aumento de la vegetación en las calles mediante procesos participativos, que ayuden a superar los desafíos de su gestión y al mismo tiempo reactiven la interacción social y refuercen el sentido de pertenencia en los barrios, aumentando el bienestar. Por otro lado, es importante la elaboración de directrices sobre espacios verdes para las nuevas urbanizaciones y la incentivación de la mejora voluntaria de las estructuras existentes, involucrando a las empresas e instituciones locales en estrategias resilientes de desarrollo que fortalezcan su responsabilidad social, promoviendo el bienestar de las personas y la adaptación al cambio climático.

Las directrices de selección de especies vegetales y técnicas de plantación en estos y otros espacios públicos y privados tendrá en cuenta el impacto de las alergias provocadas por algunas especies vegetales sobre la población y se adaptarán a las condiciones ambientales venideras: períodos de sequía más largos, clima más cálido o lluvias poco frecuentes pero más intensas, marcan las predicciones del escenario de cambio climático. El diseño de espacios verdes en base a especies locales aumenta la diversidad de flora y fauna silvestres y contribuye a preservar hábitats naturales.

Huertos urbanos

Impulsar la agricultura urbana en todo tipo de superficies, optimizando así el uso de espacios públicos y edificios. Ésta práctica, además de acercar la urbe al campo, puede ayudar a crear un sentido de comunidad y pertenencia, incentivar el consumo de alimentos locales, y tener beneficios educativos y terapéuticos si se incluye en escuelas y residencias de mayores.

Actuación sobre el microclima

Diseño de edificios y barrios teniendo en cuenta el potencial de actuación sobre el microclima, especialmente fomentando la humedad y el sombreado estacional. Por un lado, si en el diseño de los espacios urbanos se aumenta el número de fuentes, rociadores u otros elementos de agua se aprovecha su capacidad para reducir las temperaturas y mitigar el efecto “isla de calor”. Imprescindible es el estudio previo de cuál es el uso correcto del agua teniendo en cuenta el consumo de energía, las pérdidas de agua y el mantenimiento para conseguir un efecto positivo en el microclima local con un coste razonable. Por otro lado, las estructuras de sombreado temporales, tanto cubiertas textiles como especies de hoja perenne, contribuyen a mitigar el calor en el verano, principalmente durante las horas más calurosas del día, y maximizan la ganancia de calor solar en invierno, haciendo los espacios públicos más confortables. También aplicar en las cubiertas de edificios pintura blanca reflectante o materiales como la grava reduce significativamente el calentamiento de éstos por radiación solar en los meses de calor, y por tanto el consumo energético y el “efecto isla”. Sin embargo, dado que las cubiertas de los edificios constituyen una gran cantidad de espacio infrautilizado, es muy conveniente también la creación de cubiertas ajardinadas, que facilitan la gestión de las aguas pluviales, mejoran el aislamiento e incrementan la calidad del aire, además de crear hábitats para la biodiversidad. Adicionalmente se pueden emplear las fachadas para hacer jardines verticales, como elementos verdes alternativos que mitiguen la escasez de espacio en superficie, ayudando a mejorar la calidad del aire al tiempo que aislan acústica y térmicamente los edificios. Sin embargo su mantenimiento es costoso, las soluciones económicas requieren una cuidadosa selección de las especies vegetales que las componen.

Referencias:  

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Aerogeneradores domésticos, ¿una alternativa rentable?

Autor: Raúl Sanz-Universidad Rey Juan Carlos

Twenergy 28/08/2015

http://twenergy.com/a/aerogeneradores-domesticos-1807

 La energía eólica no está solo presente en los grandes parques eólicos, también puede ser aprovechada en las ciudades. El conocimiento de las instalaciones de energía solar en las cubiertas de los edificios está ampliamente extendido, pero también existen aerogeneradores domésticos con los que poder obtener gran parte de la electricidad consumida en nuestros hogares.

Ventajas de los aerogeneradores domésticos

  • Al estar en las propias viviendas, la generación de electricidad se encuentra muy próxima a los puntos de consumo, disminuyendo así las pérdidas por transporte y distribución.
  • No requieren fuertes vientos para comenzar a aprovechar su energía. El desarrollo de esta tecnología ha conseguido que se pueda comenzar a generar electricidad con velocidades de arranque de 1 m/s.
  • No son necesarias grandes extensiones de terreno. Los aerogeneradores domésticos se pueden ubicar en pequeños emplazamientos.
  • Pueden ser utilizados en sistemas aislados de la red eléctrica.
  • Los costes de operación y mantenimiento son muy reducidos debido a su sencillez.
  • Su menor tamaño hace que su impacto ambiental sea, también, muy reducido.

Inconvenientes

  • Algunas turbinas de mayor potencia pueden generar ruido, vibraciones y turbulencias.
  • En ambiente urbano, el viento se encuentra ante muchos obstáculos (edificios, árboles…), lo que se traduce en vientos con altas turbulencias que se transforman en menores rendimientos.
  • No es posible extraer energía eólica en cualquier lugar, por lo que es necesario evaluar el potencial eólico de cada zona y ver si existe recurso eólico suficiente para que valga la pena realizar la instalación. Para instalaciones en ciudad es más complejo determinar este recurso por la variabilidad de las alturas de los obstáculos.

Optimizar su rentabilidad

Aunque el precio de los aerogeneradores domésticos suele rondar entre los 1.000 € y 2.000 € por kilovatio de potencia, es fácil sacar rentabilidad a la energía eólica debido a que la energía producida por un aerogenerador depende de la velocidad del viento al cubo. Por tanto, por poco que aumente la velocidad, la potencia generada aumenta exponencialmente. Por ejemplo, en una zona con un nivel alto de viento en Galicia, la inversión se recupera en 8-10 años.

Existen micro-aerogeneradores menores de 1 kW de potencia. Pero para una vivienda unifamiliar es necesario instalar potencias entre 1 y 4 kW, 10 kW si hablamos de una urbanización o una comunidad de vecinos. Con estos valores, en zonas con mucho viento, la energía extraída puede aportar hasta el 80% del consumo o incluso llegar a cubrir el 100% de las necesidades eléctricas.

La adecuación del emplazamiento es el factor clave a la hora de optimizar la rentabilidad de la energía eólica. Normalmente no vamos a poder elegir la ubicación de nuestra vivienda para poder aprovechar el mayor potencial eólico, por lo que, lo único que podremos hacer será elegir la ubicación del aerogenerador en el edificio.

Los aerogeneradores domésticos suelen instalarse en los tejados, debido a que, cuanta mayor altura, mayor intensidad de viento. Se recomiendan torres con una altura mínima de 5 a 10 metros. Aunque, por otro lado, una torre muy alta eleva mucho los costes de la instalación.

Además, el emplazamiento debe estar libre de obstáculos porque estos disminuyen el rendimiento. Debemos alejarnos de cada obstáculo entre 7 y 10 veces el diámetro del aerogenerador. Así mismo, habrá que tener en cuenta la aerodinámica del edificio donde se va a instalar, pues influirá en la velocidad del viento a su paso.

Por su gran potencial de generación eléctrica, los aerogeneradores domésticos están despertando gran interés y su tecnología está desarrollándose rápidamente. ¿Veremos más aerogeneradores en nuestros tejados en los próximos años?

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Europa instala más de 1.000 MW eólicos marinos en el primer semestre de 2013

La European Wind Energy Association (EWEA) acaba de publicar que el Viejo Continente ha doblado el ritmo de conexión de potencia eólica marina en este primer semestre de 2013. Según EWEA, entre el uno de enero y el treinta de junio de este ejercicio (2013), frente a las costas europeas han surgido hasta 1.045 MW (frente a los 532 implantados en el primer semestre de 2012).

 

                       

 

Autora: [Rocío Fernández Saavedra- CIEMAT]

Según EWEA, a lo largo de los primeros 181 días de 2013, han sido conectadas a la red eléctrica 277 turbinas marinas, con una capacidad total de 1.045 MW. Las 277 turbinas eólicas conectadas a la red están integradas en siete parques: Thornton Bank (Bélgica), Gunfleet Sands 3 (Reino Unido, RU), Lincs (RU), London Array (RU), Teesside (RU), Anholt (Dinamarca) y BARD offshore 1 (Alemania). Además, han sido ejecutadas 268 cimentaciones y erigidas 254 turbinas. En total, Europa tiene una potencia eólica marina instalada de 6.040 MW, distribuidos entre 58 parques ubicados en las aguas territoriales de diez países (en junio de 2012 sólo había 4.336 MW instalados). Actualmente hay, además, 21 parques marinos en fase de construcción o diseño, con una potencia acumulada total de 5.694 megavatios.

EWEA quiere un objetivo 2030 vinculante; Según el director de Regulación de la European Wind Energy Association, Justin Wilkes, “la instalación de potencia eólica marina ha sido significativamente más alta durante este período que durante el primer semestre de 2012; sin embargo, la financiación de nuevos proyectos se ha ralentizado hasta el punto de que este año solo un proyecto ha logrado cerrar su financiación en estos seis meses”. Wilkes ha explicado además que “ello, unido a la ausencia de pedidos de nuevas turbinas eólicas, subestructuras y componentes, refleja la incertidumbre regulatoria que rodea a los mercados clave de la eólica marina, como el alemán y el británico, todo lo cual revela los importantes retos a los que se enfrenta el sector”. El director de Regulación de la Asociación ha señalado en ese sentido que, “para atraer inversión al sector, los gobiernos deben crear, por una parte, un marco regulatorio estable, mientras que, por otra, la Unión Europea debería establecer un objetivo 2030 vinculante”. EWEA recoge estos y otros datos en “La industria eólica marina europea, estadísticas del primer semestre de 2013 y tendencias clave”, documento-balance que acaba de publicar.

Fuente: http://www.energias-renovables.com

 

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El efecto del Cambio Climático en las Energías Renovables: Eólica

El hecho de que las energías renovables dependan del clima de la zona donde está ubicada la instalación, hace que sean susceptibles de sufrir los efectos del Cambio Climático, variando la producción de estas. En este artículo se expone, de forma general, algunos de los esfuerzos que se están realizando en el mundo para estimar el efecto que puede tener el cambio climático sobre la energía eólica.

Autor: Guillermo Gómez Prada-INTA

Actualmente existe una gran preocupación por el agotamiento de las fuentes de energía convencionales, y el efecto que el uso de éstas tiene sobre el clima. Una solución a ambos problemas, o por lo menos un paliativo, serían las energías renovables, pero estas a su vez sufren el efecto del cambio climático. Ser capaz de estimar el efecto que puede tener el cambio climático en la producción de las renovables puede tener grandes implicaciones económicas, ya que esto permitiría determinar posibles variaciones en el rendimiento futuro, tanto económico como energético, de estas.

Estas implicaciones hacen que se empleen cada vez más recursos en la estimación del clima futuro con el objeto de determinar el efecto de los cambios que este puede provocar en la producción de las renovables. Esto se puede ver en el número creciente de publicaciones que estudian el efecto del cambio climático sobre el potencial eólico. Este interés en la eólica obedece a que es una de las energías renovables que más importancia está adquiriendo en el mundo y en especial en los países industrializados como puede serla UE, en los que la producción eólica supuso en 2012 el 11% de la producción eléctrica, y que también que este desarrollo se prevé que no se detenga aquí, como se puede deducir de los objetivos marcados porla UEpara el 2020-30, o de compromisos alcanzados como el que se alumbró en el Foro de las Grandes Economías sobre Energías y Cambio Climático, celebrado los días 17 y 18 de Noviembre de 2011 en Washington, donde se propuso crear un grupo de trabajo multilateral en energía solar y eólica liderado por Alemania, Dinamarca y España con iniciativas como el desarrollo de un Atlas Global de recursos solares y eólicos y el desarrollo de una estrategia a largo plazo conjunta para la construcción de capacidades que propicien una mayor transparencia y encuentro entre la oferta y la demanda sobre el conocimiento relacionado con toda la cadena de valor solar y eólica.

Así aplicando distintas técnicas de Downscaling a las salidas de diversos AOGCM’s (Athmosphere-Ocean General Circulation Models), se han realizado diversos estudios de las previsiones de variación del potencial eólico que se prevé para el S. XXI en diversas zonas del mundo. Por ejemplo:

  • Para Brasil, estudios realizados porla Universidadde      Río de Janeiro en 2009 y por el departamento de geofísica dela Universidadde      Chile en 2008, prevén que el cambio climático tenga un impacto positivo      sobre el potencial eólico. Distintas proyecciones climáticas sugieren      incrementos importantes en el recurso eólico en zonas costeras y en la      región noreste del país [1], así como en la costa Oeste de Sudamérica [2].
  • Para Estados Unidos estudios realizados porla Universidadde      Tulane yla       Universidadde New Orleans en 2002 y porla Universidadde      Portland en 2008, parecen indicar que el recurso eólico en Estados Unidos      podría sufrir un descenso medio (<3%) en los próximos 50 años [3], así      como un descenso de la densidad energética eólica durante los meses de      verano, y sin cambio o muy ligero durante los inviernos [4].

En Europa, se han realizado diversos estudios de este tipo, así por ejemplo Räisänen et al. (2004)  evaluó los efectos del cambio climático en Europa para el periodo (2071-2100), para lo cual se basó en los escenarios de emisiones de gases invernadero A2 y B2. Sus estudios mostraron un aumento en la velocidad del viento del 8% en el norte de Europa, y una disminución en el Mediterráneo centro, además de un incremento moderado en el Sureste de Europa. También hay diversos estudios de distintas zonas de Europa, así se tiene:

  • Para la zona del Mediterráneo Oriental,      estudios realizados por el Observatorio Nacional de Atenas y el Instituto      de Investigaciones Climáticas de Atenas en 2008, parecen indicar una      disminución del potencia eólico sobre el mar Mediterráneo, pero un      incremento del mismo sobre el continente [5].
  • Para el Norte de Europa, especialmentela Península Escandinava,      se han realizado diversos trabajos encontrándose resultados interesantes      en los que aparecían incrementos de hasta el 10% en el suroeste dela Península Escandinava     y el centro del mar Báltico [6].
  • Para Francia, estudios realizados en 2007 por      el Climate Modeling and Global Change Team del CERFACS/CNRS (European      Center for Research and Advaced Training in Scientific Computing/Centre      National dela       Recherche Scientifique) han mostrado una disminución      significativa de la velocidad del viento en la zona del Mediterráneo [7]

Actualmente, en España, varias instituciones han realizado o están realizando estudios con el objeto de determinar el recurso eólico en España en el presente. Entre estas investigaciones cabría destacar las realizadas por:

  • El IDAE (Instituto parala Diversificación     y Ahorro dela Energía),      ha finalizado en 2011 un estudio del recurso eólico para todo el      territorio nacional dela Península Ibérica; Islas Canarias, Islas      Baleares; Ceuta y Melilla y la zona marítima hasta24 millasnáuticas      desde la línea base. Para realizar este estudio se utilizó la combinación      de modelos de simulación mesoescalares, para reproducir los patrones de      viento a gran escala, junto con modelos microescalares, para incorporar en      los resultados el efecto sobre el viento de las características del      terreno y la topografía [8].
  • La UM(Universidad      de Murcia), ha finalizado en el 2010 el proyecto “Desarrollo de un mapa      eólico nacional adaptado a la minieólica” perteneciente al Proyecto      Singular Estratégico Fomento de la tecnología de pequeña potencia      coordinado por el CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas,      Medioambientales y Tecnológicas). En dicho proyectola UMha desarrollado      herramientas estadísticas que basándose en mediciones reales permita      obtener una estimación del potencial eólico y su incertidumbre asociada      para una localización concreta o un área.
  • El CENER (Centro Nacional de Energías      Renovables) en colaboración conla Universidadde Atenas, ha desarrollado una      metodología para el cálculo de mapas de viento a escala regional a partir      del modelo de mesoescala SKIRON, obteniendo un mapa de recursos eólicos de     la Península       Ibéricay Baleares para el presente con una resolución      de 4,5kmx4,5km. Los resultados obtenidos por simulación fueron validados      utilizando los datos de un conjunto de 50 estaciones meteorológicas      ubicadas a lo largo de toda la geografía nacional [9].

Dentro de la temática de este artículo, para España, cabría destacar la investigación que está realizando el grupo de Física del Clima dela UAH(Universidad de Alcalá de Henares). En la cual se pretende estimar la variación del potencial eólico enla Península Ibéricae Islas Baleares durante la primera mitad del S. XXI, y para lo cual se están utilizando técnicas estadísticas y de clustering [11]. Dicha investigación está encuadrada dentro del proyecto ESCENA, el cual ha sido financiado dentro dela Acción Estratégica“Energía y Cambio Climático” cuyo objetivo es la generación de escenarios de cambio climático sobre España con muy alta resolución, mediante la aplicación de cuatro modelos regionales de clima. En este proyecto participanla UCLM(Universidad de Castillala Mancha),la UC(Universidad de Cantabria),la UM(Universidad de Murcia) yla UAH(Universidad de Alcalá de Henares).

 

[1] A.F. Pereira de Lucena et Al. The vulnerability of wind power to climate change inBrazil. Renewable Energy 2010; 35:904-912.

[2] Gerraud RD, Falvey M. The coastal winds off western subtropicalSouth Americain future climate scenarios. International Journal of Climatology. 2009; 29:543-54.

[3] Brewslow PB, Sailor DJ. Vulnerability of wiind power resources to climate change in the continentalUnited States. Renewable Energy 2002;27:585-98.

[4] SailorDJ, Smith M, Hart M. Climate chage impications for wind power resources in theNorthwest United States. Renewable Energy 2008;2393-406.

[5] Bloom A., Kotroni V., Lagauvardos K. Climate change impact of wind energy availability in theEastern Mediterraneanusing the regional climate model PRECIS. Natural Hazards and Earth System Sciences 2008; 8(6):1249-57.

[6] S.C. Pryor, R.J. Barthelmie, E. Kjellstromr. Analyses of the potential climate change impact on wind energy resources in northernEuropeusing output from a Regional Climate Model. Climate Dynamics 2005; 25:815-35.

[7] Julien Najac, Julien Boé, Laurent Terray A multi-model ensemble approach for assessment of climate change impacto n surface winds inFrance. Climate Dynamics 2009; 32:615-634.

[8] Joan Aymamí, Alejandro García, Oriol Lacave, Llorenç Lledó, Miguel Mayo, Santi Parés de Meteosim Truewind. Análisis del Recurso. Atlas eólico de España. IDAE.

[9] Martín Gastón, Edurne Pascal, Laura Frías, Ignacio Martí, Uxue Irigoyen, Elena Cantero, Sergio Lozano, Yolanda Loureiro Wind resources map of Spain mesoscale. Methodology and validation. Wind Energy Department, National RenewableEnergyCenter(CENER)

[10] Jacob, D.,2001, Anote to the simulation of the annual and inter-annual variability of the water budget over theBaltic Seadrainage basin, Meteorol. Atmos. Phys., 77, 61-73.

[11] G. Gómez, W. Cabos, G. Liguori, S. Lozano. Wind speed evolution study for Iberian Peninsula and Baleares in the XXI century.  MedCLIVAR 2012 Conference.

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15 de junio: Día Mundial de la Energía Eólica

El día 15 de junio se ha celebrado, como todos los años, la cuarta edición del Día Mundial del Viento.

Este día mundial dedicado a la energía eólica está organizado por la European Wind Energy Association (EWEA) y el Global Wind Energy Council (GWEC), quienes coordinan a los diversos países colaboradores. Este evento trata de descubrir a todo el mundo el poder de la energía eólica, planteando actividades para dar a la gente la oportunidad de aprender sobre esta tecnología y sus beneficios, destacando las ventajas que la eólica aporta a ciudades, municipios y al conjunto de la sociedad.

Autora: Rosalía Rodríguez-Universidad Rey Juan Carlos

En España, la Asociación Empresarial Eólica (AEE) ha celebrado el Día Mundial del Viento otorgando el Premio a la Integración de la Eólica 2013 al municipio de Xermade (Lugo). Este municipio ha integrado perfectamente los beneficios de la eólica en el entorno rural mediante la puesta en marcha del parque eólico experimental de Sotavento, que acoge 20.000 visitantes al año y que ha resultado una labor de investigación de primer orden. Mediante el uso de la eólica en municipios rurales, se pretenden lograr mayores repercusiones socioeconómicas, como la creación de empleo, la utilización de las rentas para el desarrollo local, la promoción del turismo ecológico, la sensibilización sobre la necesidad de una mayor sostenibilidad en todas las actividades o cualquier otra iniciativa que responda a una integración de la energía. Además, dicha Asociación ha organizado en el marco de Wind PowerExpo del 24 al 26 de septiembre, y por quinta edición consecutiva, las Jornadas Técnicas de Energía Eólica, cita ineludible de todos los profesionales del sector.

Una vía muy interesante que se encuentra en investigación dentro de la energía eólica es la de las instalaciones eólicas marinas. Estas instalaciones presentan características ventajosas frente a las instalaciones en tierra, entre las que se encuentran:

- El recurso eólico existente en el mar es superior que en las costas próximas.

- Por su propia ubicación mar adentro, el impacto visual y acústico es menor que el de los parques eólicos en tierra, lo que permite un mayor aprovechamiento del recurso eólico existente, con máquinas más grandes y la utilización de geometrías de pala más eficaces. Igualmente, la menor rugosidad superficial en el mar favorece la utilización de menores alturas de torre.

- Supone una mayor creación de empleo en las fases de construcción, montaje y mantenimiento, debido a la mayor complejidad durante la instalación y explotación.

- Posibilidad de integración en complejos marinos mixtos.

Sin embargo, estas instalaciones marinas tienen también importantes desventajas respecto a las terrestres, que están limitando su desarrollo: inexistencia de infraestructuras eléctricas, condiciones ambientales más severas, evaluación del recurso eólico más compleja y cara, y sobre todo, sus mayores gastos de inversión y gastos de explotación, necesitando tecnologías específicas para la construcción y cimentaciones, transporte y montaje en alta mar, tendidos de redes eléctricas submarinas y tareas de operación y mantenimiento.

La potencia unitaria de los aerogeneradores en el mar es superior a la de las turbinas en tierra. Si bien no existe en la actualidad ninguna instalación eólica en el litoral español, es probable que los primeros aerogeneradores localizados en nuestro litoral durante esta década superen los 4 MW, permitiendo un mejor aprovechamiento de los emplazamientos.

La profundidad media de los parques eólicos marinos existentes en el mundo al finalizar 2010 (en su práctica totalidad en los mares del Norte de Europa) resultó inferior a los 20 m aunque se prevé que aumente hasta el año 2020.

 

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ACCIONA Windpower lanza un nuevo rotor de 125 metros de diámetro

ACCIONA Windpower ha lanzado un nuevo rotor, de 125 metros de diámetro, para su aerogenerador eólico AW3000, de 3 megavatios (MW) de potencia, que mejora el rendimiento de la máquina en emplazamientos de vientos moderados y amplía con ello la oferta de modelos de la compañía en este segmento de mercado. La combinación de estas características con una torre de hormigón de 120 metros de altura hace del aerogenerador AW 125/3000 una solución óptima para vientos bajos (IEC clase III).

Autora: [Rocío Fernández Saavedra - CIEMAT]

La nueva evolución de la plataforma AW3000 se presenta estos días por primera vez en la Feria Internacional de la Energía Eólica EWEA 2013 que se inauguró el pasado 4 de febrero en Viena.

El rotor de 125 metros captura la energía con un área barrida de más de 12.300 metros cuadrados, proporcionando un nivel de producción energética capaz de hacer atractivos para inversores y desarrolladores emplazamientos con recurso eólico limitado en cuanto a velocidades de viento.

 

“El innovador nuevo rotor combinado con la demostrada fiabilidad de la plataforma AW 3000 redunda en una magnífica máquina para vientos bajos”, ha declarado Patxi Landa, director de Desarrollo de Negocio Global de ACCIONA Windpower.

“Con la incorporación del AW 125/3000, ACCIONA cuenta actualmente con opciones de rotor que permiten obtener la máxima producción al menor coste de la energía en prácticamente cualquier emplazamiento”.

El AW 125/3000 representa una nueva evolución de la línea de producto de ACCIONA Windpower, basada en el uso de diseños de demostrada capacidad para asegurar su fiabilidad a largo plazo. ACCIONA Windpower concluirá en 2013 el proceso de certificación para el nuevo rotor, con las primeras palas instaladas para finales del año. El nuevo modelo estará disponible para su distribución en 2014, tanto para los mercados a 50 Hz como para los de 60 Hz.

Torres de acero y de hormigón

El lanzamiento del rotor de 125 metros se produce tras el éxito de la versión de 116 metros para la clase IEC II, presentada en 2011. La compañía ha materializado o construye instalaciones con la máquina de 3 MW en España, Polonia y Estados Unidos, y ha comprometido proyectos en Brasil, Canadá y Sudáfrica para 2013 y 2014.

Fuente: http://www.acciona.es

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Diseño Aerodinámico de palas para miniaerogeneradores

En la industria de miniaerogeneradores, tradicionalmente, se ha sacrificado el diseño de las palas para centrarse en los componentes eléctricos. Un diseño aerodinámico eficiente repercute en un aumento de la potencia generada y en una disminución de las cargas en el rotor y en consecuencia en toda la máquina, aumentando la fiabilidad y la vida del aerogenerador.

Autores: Borja Plaza Gallardo / Rita Gómez González-INTA

La generación de energía renovable distribuida tiene un gran interés, no solo económico, sino también estratégico. Utilizar recursos propios del país, y que la generación se produzca de forma uniformemente distribuida, disminuye la dependencia energética y aumenta la eficiencia de la red de distribución minimizando las pérdidas en el transporte.

Los aerogeneradores de pequeña potencia son una de las tecnologías renovables que más pueden ayudar a la creación de una red eléctrica de generación distribuida. Su reducido impacto visual, comparado con aerogeneradores de mayor potencia, y su disponibilidad para ser instalados tanto a la red eléctrica como para autoconsumo, incluyendo diferentes técnicas de almacenamiento, permite su utilización en distintos emplazamientos y una mayor facilidad de implantación.

Para mejorar su posición frente a otras energías renovables es preciso mejorar el rendimiento energético, realizar diseños más silenciosos, aumentar la fiabilidad y reducir los riesgos estructurales.

En la fabricación de nuevos aerogeneradores, uno de los puntos más importantes, es el diseño aerodinámico de las palas. La generación eléctrica anual de un aerogenerador depende de su capacidad de obtener el máximo rendimiento posible en la extracción de energía del aire. En la eólica de baja potencia se tiende a prestar una atención limitada a la aerodinámica en favor del problema eléctrico, la fabricación a bajo coste, un precio de compra reducido, o la fiabilidad de operación, por ejemplo.

Sin embargo, un diseño eficiente repercute en un aumento de la potencia generada, una disminución del ruido generado y en una disminución de las cargas en el rotor y en consecuencia en toda la máquina, aumentando la fiabilidad y la vida de la máquina, lo que repercute en la “eficiencia económica” del aerogenerador.

El cálculo de fuerzas que aparecen sobre un cuerpo fuselado puede ser muy complicado. Ciertos cuerpos tridimensionales, como las palas de un aerogenerador, cumplen una serie de condiciones geométricas que permiten estudiar la generación de fuerza en cada sección o perfil de la pala (problema bidimensional) y aplicar las fuerzas así calculadas como una distribución de fuerzas que se integra para obtener las fuerzas totales.

El diseño o selección de los perfiles aerodinámicos determina el comportamiento del generador en todas las situaciones de operación. Perfiles con mucha resistencia producirán menor potencia, pero perfiles más eficientes pueden presentar disminuciones drásticas de la potencia producida si se deterioran (suciedad, impactos, etc.) y variaciones bruscas de las cargas en la pala. Perfiles muy delgados impedirán el arraigo estructural al buje y las palas no serán suficientemente rígidas.

 

Para seleccionar los perfiles que conforman una pala adecuada, es necesario conocer las condiciones de operación, en particular, cómo es el flujo en el que va a trabajar el perfil.

Anteriormente,  los perfiles utilizados para fabricar palas de aerogeneradores eran los diseños desarrollados para la industria aeronáutica pero las condiciones operativas difieren, ya que los aviones operan a ángulos de ataque pequeños, sus métodos de fabricaciones son mejores, están sometidos a un mantenimiento periódico exhaustivo y el número de Reynolds de operación es mucho mayor.

Para el análisis de nuevos perfiles, especialmente diseñados para las condiciones propias de funcionamiento de los miniaerogeneradores, existen herramientas de cálculo que van desde las más rápidas y sencillas basadas en métodos potenciales y en la resolución de las ecuaciones de Euler, hasta las más complejas y costosas basadas en códigos Navier-Stokes con modelos CFD.

Las investigaciones realizadas por el Área de Dinámica de fluidos del INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial) van encaminadas a reducir las fuentes de error de los códigos de cálculo de aerogeneradores, como son los datos de los perfiles a su actuación en bajo número de Reynolds, sus características para altos ángulos de ataque, fundamentalmente la entrada en pérdida, los modelos de estimación de pérdidas en punta de pala y el efecto de aumento de sustentación y retraso de la entrada en pérdida debido a la rotación.

 

Para todas estas características existen múltiples modelos que presentan gran dispersión en los resultados según se utilice uno u otro, lo cual hace necesario su ajuste mediante datos experimentales (ensayos en túnel de viento, Área de Ensayos Aerodinámicos, INTA) y cálculos

con CFD de alto nivel, además de una investigación más profunda en el desarrollo de la aerodinámica detrás de estos fenómenos.

El conocimiento de la aerodinámica del aerogenerador es crucial para aumentar su tiempo de vida y operatividad, así como la captura de energía y la calida de ésta. La innovación en los diseños, no solo crea máquinas mejores y aumenta las posibilidades de emplazamiento, sino que adicionalmente, genera mayor confianza por parte de la opinión pública en las energías renovables y conciencia del problema energético.

 

 

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¿Puede alterar la energía eólica el clima global?

Autor: [R. M. Navarro – Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)]

 La energía eólica puede jugar un papel importante en el suministro de energía primaria en un futuro próximo, cuando las emisiones de CO2 y los recursos de combustibles fósiles mundiales se deban disminuir. La importancia del  aprovechamiento de este recurso energético lo indica el crecimiento de la capacidad eólica instalada a nivel mundial, 37 GW/año, siendo la energía renovable de mayor crecimiento.

Los aerogeneradores convierten la energía cinética del viento en energía eléctrica que vuelve a la atmosfera en forma de calor para regenerar parte de esta energía. Aunque se han realizado estudios acerca del impacto ecológico, estético y climático de los aerogeneradores, los estudios acerca del impacto climático a nivel global han sido escasos.  Aunque la generación y disipación de la energía cinética es un componente minoritario de los flujos energéticos contenidos en la atmosfera (≈0.3%), los vientos regulan las principales flujos energéticos contenidos en la atmosfera mediante el transporte de calor y humedad. Por esta razón la alteración de los flujos energéticos debido al uso de aerogeneradores podría tener efectos climáticos de relevancia.

En el año 2004 investigadores de la Universidad de Standford publicaron un estudio [1]  en el que concluyeron, a partir de modelos atmosféricos teóricos, que el uso a gran escala de aerogeneradores podría alterar el clima a nivel local y global debido a la extracción de energía cinética y a la modificación de la fluidodinámica de la atmosfera.  Sin embargo, un estudio publicado recientemente en Nature Climate Change [2] basado en nuevos modelos avanzados  de simulación atmosférica contradice estas conclusiones. En el articulo de Nature Climate Change se estiman los efectos climáticos globales (calentamiento superficial, medio y precipitaciones) en función del grado de aprovechamiento eólico. Los autores del estudio estiman que los aerogeneradores situados en la superficie terrestre podrían aprovechar un máximo de 400 TW desde el punto de vista de la geofísica atmosférica. Con este nivel de aprovechamiento se observarían consecuencias climáticas acusadas (aumento temperatura atmosférica superficial, descenso temperatura global en el orden de 1ºCy cambios del 10% en las precipitaciones). Sin embargo, una extracción de energía eólica uniformemente distribuida con niveles de producción en el entorno de los del consumo mundial global actual (≈ 18TW) no tendría efectos significativos en el clima. Bajo estas condiciones de producción, la temperatura superficial atmosférica descendería0.1 ºC y las precipitaciones lo harían en una cantidad aproximada del 1%.  De acuerdo a estas cifras y para hacernos una idea del potencial de aprovechamiento de la energía eólica sin tener efectos significativos en el clima, decir que la capacidad mundial actual instalada es de alrededor de 200.000 MW, un 1% de los 18 TW para los que el estudio no pronostica efectos climáticos de importancia. Por lo tanto, la modificación en la geofísica de la atmosfera no será impedimento para el crecimiento de la energía eólica (al menos hasta el orden de las decenas de TW), hecho que dependerá de otros factores como el económico, la disponibilidad de terreno, ecología, impacto visual, ….

Referencias

[1] The influence of large-scale wind power on global climate, David W. Keith et al, PNAS, 2004 101(46) 16115

 [2] “Geophysical limits to global wind power”, K. Marvel et al, Nature Climate Change, 2012, DO: 10.1038

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Aprobada la orden de apoyo a la producción de biodiesel europeo

El pasado 21 de abril se publicó en el BOE la Orden IET/822/2012 por la que se regula la asignación de cantidades de producción de biodiesel para el cómputo del cumplimiento de los objetivos obligatorios de los biocarburantes.

 Autor: [José Miguel Oliva -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT]

 En esta orden se regula el procedimiento de asignación de cantidades de producción de biodiesel apto para el cómputo del cumplimiento de los objetivos obligatorios de biocarburantes para un periodo de dos años, asignación que podrá ser prorrogada por otros dos años.

 Así, para la certificación de una cantidad de biocarburante se deberá acreditar previamente que el biodiesel ha sido producido en su totalidad en plantas con cantidad asignada y no podrán certificarse cantidades producidas en una misma planta por encima de la cantidad anual que le haya sido asignada.

 La cantidad anual máxima de producción asignada a cada planta es de 5 millones de toneladas al año y se determinará en función de los siguientes criterios: protección del medio ambiente, garantía de suministro, seguridad de abastecimiento del mercado petrolero, capacidad productiva anual de biodiésel debidamente auditada y viabilidad económica-financiera de la planta.

 La aprobación definitiva de esta orden, redactada desde junio de 2011, se adivinaba como una de las medidas que impulsaría el ejecutivo español como respuesta a la expropiación de Repsol YPF por parte del Gobierno argentino. Uno de los primeros en reaccionar a esta aprobación ha sido Alfonso Ausín, presidente de la sección de Biocarburantes de la Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA), el cual ha declarado: “La puesta en marcha de esta normativa permitirá a la industria española volver a la actividad en unas condiciones de competencia justa y leal, que venía reclamando desde hace años”. Y es que hay que recordar que Argentina se ha convertido en los últimos años en el principal exportador de biodiésel a España, favorecido por unos impuestos a la producción y exportación que benefician la salida del producto elaborado frente a la materia prima, soja principalmente. Se estima que durante 2011 el 75% del biodiésel consumido en España procedió de Argentina e Indonesia y que el valor de las importaciones desde Argentina asciende a 750 millones de euros. De esta forma la tendencia de la importación del producto elaborado acabará tras la entrada en vigor de la orden, ya que como se ha comentado anteriormente, no admite que se certifiquen dentro de la obligación de biocarburantes los procedentes de plantas que no tienen cuota asignada.

 Por otro lado recordar que la capacidad de producción de biodiesel instalada en España es de 4,5 millones, aunque la producción en 2011 estuvo por debajo de las 650.000 toneladas, un 14% con respecto a esa capacidad.

 Fuente: www.energias-renovables.com; www.boe.es

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Guerra abierta por ser la alternativa. Nuclear vs Renovables

La alta dependencia energética de España y las descontroladas emisiones de CO2 hacen pensar en un nuevo modelo energético donde, tanto la energía nuclear como las energías renovables, intentan posicionarse.

Autor: [Borja Plaza Gallardo-INTA]

Los datos del primer semestre del año 2011 referente al modelo energético no son nada buenos. En mayo de 2011 las emisiones de CO2 en el sector energético han crecido un 60 % respecto al mismo periodo del año anterior debido a la mayor generación de energía con carbón, gas y petróleo. Por otro lado, las importaciones de estos dos últimos han incrementado su valor en lo que va de año más de un 38% sobre 2010. Estos datos invitan a abandonar progresivamente el sistema energético actual basado en los combustibles fósiles.

Las alternativas que toman más fuerza en el mix energético son las energías renovables y la energía nuclear. Las energías renovables presentan las ventajas de unas emisiones nulas de gases de efecto invernadero y de abastecerse de fuentes libres e inagotables de energía, como el viento y el sol. Por su parte la energía nuclear es una fuente de generación de energía eléctrica exenta de emisiones de CO2, poco dependiente del combustible exterior y que se presenta como la energía más “barata”.

Por tanto, la diferencia entre ambas tecnologías, independientemente de los riesgos asociados a la energía nuclear, es una cuestión de costes. En este artículo se pretende comparar los costes de distintas tecnologías de energías renovables con el coste de la energía nuclear.

No existen en la actualidad muchos proyectos que nos puedan dar una idea del coste de la energía nuclear. Uno de los más importantes, y del cual vamos a tomar los datos, es el realizado en la isla de Olkiluoto, en Finlandia. La planta consta de un reactor de agua presurizada y es de las primeras centrales de tercera generación en el mundo. La potencia de la planta es de 1.600 MW y el coste inicial estimado era de 3.000 millones de euros. Actualmente, después de varias revisiones y grandes retrasos el presupuesto inicial se ha doblado y la vida útil de la instalación, estimada inicialmente en 30 años, se ha aumentado hasta 50 años sin ningún cambio significativo en el proyecto.

Con estos datos y teniendo en cuenta una operatividad de la central nuclear de 7.500 horas anuales, se obtiene que el coste de la inversión inicial por MW año es de 0,088 millones de €.

 

 En cuanto al precio del uranio, el mercado ha experimentado una gran volatilidad, llegando a situarse el valor de la libra de uranio en más de 60 euros. Actualmente (agosto 2011) su valor es de 35,35 euros. Si se tiene en cuenta que una central de 1.000 MW trabajando al 100% consume anualmente, aproximadamente, 155 toneladas de uranio, el coste del combustible es de 5,48 €/MWh. Para la central de Olkluoto el coste del combustible anual será de 0,041 millones de € por MW año.

Los costes de operación y mantenimiento de una central nuclear se estiman en 7,63 €/MWhe, lo que supone un coste anual de 0,067 millones de € por MW año. Con todos estos datos, y sin incluir los gastos de gestión de residuos radiactivos, el coste de la energía nuclear es de 0,196 millones de € por MW año.

Como ejemplo de instalación solar termoeléctrica, se ha elegido la recientemente inaugurada GEMASOLAR perteneciente a Torresol Energy. La peculiaridad de la instalación es que se trata de la primera planta comercial del mundo de torre central con almacenamiento de sales fundidas, lo que permite generar electricidad de acuerdo con la demanda. Se espera que opere un total de 6.450 horas al año a plena capacidad (potencia nominal 19,9 MW). El coste del proyecto ha sido de 171 millones de euros. Utilizando la misma fórmula utilizada para la energía nuclear, se obtiene que el coste de la inversión inicial por MW año, para una vida útil de la instalación de 40 años, es de 0,292 millones de €.

Si a este valor se le añade los costes de mantenimiento estimados en 0,053 millones de € por MW año, el coste de la energía termosolar es de 0,354 millones de € por MW año.

Aunque la energía termosolar es más cara tiene la ventaja de la gestionabilidad, ya que permite producir el máximo de electricidad en los momentos de máxima demanda y reducir la potencia en los momentos valle. Es decir, hace posible disponer de una producción de energía renovable operando bajo los parámetros de gestionabilidad de una planta convencional. Esto no lo logra la energía nuclear, ya que su producción es constante durante las veinticuatro horas del día con independencia del consumo eléctrico debido a los grandes tiempos y costes de paro y puesta en funcionamiento.

Además, la termosolar es un campo en el que España es líder mundial y es una forma de incentivar nuestra economía. Como dato, en solo tres años las centrales termosolares han reducido a menos de la mitad los componentes fabricados en el extranjero.

Los proyectos eólicos y fotovoltaicos son mucho más comunes por lo que se van a tomar como ejemplo dos instalaciones tipo.

El coste de la energía fotovoltaica se sitúa en la actualidad en 2.500 euros el kW de potencia instalado, siendo 2.000 horas de producción anual, un valor estimativo de una zona de radiación solar media y 25 años la vida útil de los equipos. Con estos valores, y teniendo en cuenta el bajo precio de mantenimiento de la instalación (0,005 millones de € por MW generado) el coste de la energía fotovoltaica es de 0,443 millones de € por MW año.

La energía fotovoltaica sigue siendo más cara que las otras alternativas evaluadas. A pesar de ello, la tendencia del mercado, con disminuciones en el coste superiores al 10 % en los últimos años, hace pensar que puede ser una tecnología competitiva en no mucho tiempo.

Las instalaciones eólicas tienen una vida útil de 25 años siendo la inversión inicial de aproximadamente 950 millones de euros la instalación de 1 GW de potencia. Las horas de funcionamiento de una instalación tipo en España son 2.200 horas por lo que el coste de la inversión es de 0,151 millones de € por MW generado. Si se estima en 0,020 millones de € por MW generado el precio de mantenimiento de la instalación, el coste de la energía eólica es de 0,171 millones de € por MW año.

Por tanto, y sin entrar a valorar temas como la seguridad, la gestión de residuos durante miles de años y la dependencia energética del exterior (hay que importar el combustible nuclear de fuera de España), queda demostrado que la energía nuclear no es la alternativa más barata al modelo energético actual, ya que la energía eólica tiene un coste por MW generado inferior. Además, alternativas como la energía fotovoltaica y la energía termosolar presentan curvas de aprendizaje que hacen que su coste disminuya a medida que mejora la tecnología, mientras que en el caso de la energía nuclear el coste sigue aumentando.

PD: Una pregunta final que dejo en el aire y que siempre me surge cuando leo un artículo relacionado con la energía nuclear es la siguiente: Sí los costes variables de la energía nuclear relacionados con la operación y mantenimiento de las centrales, así como con la adquisición de combustible, son tan pequeños como para ser considerada por muchos la energía más “barata”, y los costes de inversión (ayuda a la construcción de centrales nucleares) se realizaron cuando las eléctricas eran estatales y por tanto salieron de los presupuestos generales o incluso se generaron pagos específicos fuera del sistema como por ejemplo el 3% de incremento del recibo eléctrico para financiar la moratoria nuclear o los costes de gestión de los residuos ¿Por qué las centrales nucleares cobran la electricidad a precio de mercado?

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