Fuente: CNE, Información Estadística sobre las Ventas de Energía del Régimen Especial (Agosto 2008)
La evolución del número de plantas instaladas en España se muestra en la gráfica siguiente:
jueves, 21 de mayo de 2009
Cogeneración en España
La potencia instalada de cogeneración en el 2007 era de 6075 MW (CNE). La evolución de la potencia instalada en España se muestra en la gráfica siguiente:
Cogeneración
La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua caliente sanitaria, hielo, agua fría, aire frío, por ejemplo).
La ventaja de la cogeneración es su mayor eficiencia energética ya que se aprovecha tanto el calor como la energía mecánica o eléctrica de un único proceso, en vez de utilizar una central eléctrica convencional y para las necesidades calor una caldera convencional.
Al generar electricidad mediante una dinamo o alternador, movidos por un motor térmico o una turbina, el aprovechamiento de la energía química del combustible es del 25% al 40% solamente, y el resto debe disiparse en forma de calor. Con la cogeneración se aprovecha una parte importante de la energía térmica que normalmente se disiparía a la atmósfera o a una masa de agua y evita volver a generarla con una caldera. Además evita los posibles problemas generados por el calor no aprovechado.
Este procedimiento tiene aplicaciones tanto industriales como en ciertos grandes edificios en los que el calor puede emplearse para calefacción, para refrigeración (mediante sistemas de absorción) y preparación de agua caliente sanitaria como por ejemplo grandes superficies de ventas, ciudades universitarias, hospitales, etc.
Aunque es difícil acoplarlo a viviendas particulares, es posible realizar instalaciones cuando son grandes. Un ejemplo, es la calefacción de distrito.
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Regulación
El proceso de cogeneración tiene un reparto más o menos fijo entre producción electrico/mecanica y calor. Como las necesidades de ambas energías pueden variar de forma diferente es frecuente que haya un excedente de alguna de ellas.
La energía de cogeneracion se incluye en el Régimen Especial de energía que le permite utilizar la cogeneración para proveerse de todo el calor que necesite e inyectar en la red eléctrica la energía eléctrica que no necesite a una tarifa fija. De esta forma se evita que otra central produzca esa energía de forma menos eficiente.
Trigeneración y otros
Hay una ampliación del concepto de cogeneración que permite disponer aparte del calor y la energía mecánica/eléctrica habituales, frío a partir de calor residual.
Es posible obtener frío a partir de una fuente de calor mediante sistemas de absorción o adsorción. Como resultado se obtiene una cantidad de calor mayor (el provisto por el sistema de cogeneración, más de sustraído por sistema de refrigeración) pero a menor temperatura. Por ejemplo con un volumen de liquido más templado pero mayor.
Un sistema de refrigeración por absorción necesita una temperatura de uno 80ºCelsius para funcionar, del que se obtiene el agua de descarga a unos 40º o 50ºC y el agua de refrigeración a unos 0º a 4º C.
Hay otro modos de maximizar el concepto de cogeneración.
En invernaderos se reaprovecha los gases del sistema de cogeneración, previamente tratados con un catalizador como fertilización carbónica.
Otra modalidad es la denominada Tetrageneración, en la que además de las tres formas de energía anteriores se genera simultáneamente energía mecánica aprovechable por ejemplo, para generar Aire comprimido. En España hay pocos ejemplos de tetrageneración, pero la factoría FORD en Almussafes, tiene un buen ejemplo de planta
Maquinaria utilizada para instalaciones de cogeneración
- Turbina de vapor
- Turbinas de vapor a contrapresión: cuando el volumen de vapor necesario para los servicios auxiliares es igual que el de la turbina.
- Turbinas de vapor con toma intermedia, cuando sólo una parte del vapor de la turbina es necesario para los servicios auxiliares.
jueves, 16 de abril de 2009
Dios Eolo
Eolo (hijo de Hípotes)
Señor de los Vientos, vivía en la isla flotante de Eolia con sus seis hijos y sus seis hijas. Zeus le había dado el poder de controlar los vientos, Eolo los tenía encadenados en un antro profundo, donde los gobernaba con un dominio absoluto, apresándolos o liberándolos a su antojo, ya que todos los vientos liberados podrían provocar graves desastres en el cielo, la tierra y las aguas. Eolo era responsable del control de las tempestades, y los dioses, le pedían en algunos casos su ayuda como hizo Hera para impedir que Eneas desembarcase en Italia. También trató de ayudar a Odiseo que lo visitó al retornar a Ítaca. Eolo lo trató muy bien, y le dio un viento favorable, además de una bolsa que contenía todos los vientos y que debía ser utilizada con cuidado. Sin embargo, la tripulación de Odiseo creyó que la bolsa contenía oro y la abrió, provocando graves tempestades. La nave terminó regresando a las costas de Eolia, pero Eolo se negó a ayudarles de nuevo. Eolo es representado empuñando un cetro como símbolo de su autoridad, y rodeado de turbulentos remolinos, los Vientos, cada uno de los cuales era un dios.
Energía Eólica
Energía eólica
Energía eólica es la energía obtenida del viento, o sea, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.
El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigavatios.[1] Mientras la eólica genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial,[2] representa alrededor del 19% de la producción eléctrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007).
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.
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Cómo se produce y obtiene
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión.
Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales.
Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.
Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima de 12 km/h, y que no supere los 65 km/h.[3]
La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.
La baja densidad energética, de la energía eólica por unidad de superficie, trae como consecuencia la necesidad de proceder a la instalación de un número mayor de máquinas para el aprovechamiento de los recursos disponibles. El ejemplo más típico de una instalación eólica está representada por los "parques eólicos" (varios aerogeneradores implantados en el territorio conectados a una única línea que los conecta a la red eléctrica local o nacional).
En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.
Historia
Un molino es una máquina que transforma el viento en energía aprovechable, que proviene de la acción de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento. Los molinos tienen un origen remoto.
Los primeros molinos
La referencia más antigua que se tiene es un molino de viento que fue usado para hacer funcionar un órgano en el siglo I era común.[4] Los primeros molinos de uso práctico fueron construidos en Sistán, Afganistán, en el siglo VII. Estos fueron molinos de eje vertical con hojas rectangulares.[5] Aparatos hechos de 6 a 8 velas de molino cubiertos con telas fueron usados para moler maíz o extraer agua.
En Europa
En Europa los primeros molinos aparecieron en el siglo XII en Francia e Inglaterra y se distribuyeron por el continente. Eran unas estructuras de madera, conocidas como torres de molino, que se hacían girar a mano alrededor de un poste central para levantar sus aspas al viento.El molino de torre se desarrolló en Francia a lo largo del siglo XIV. Consistía en una torre de piedra coronada por una estructura rotativa de madera que soportaba el eje del molino y la maquinaria superior del mismo. Estos primeros ejemplares tenían una serie de características comunes. De la parte superior del molino sobresalía un eje horizontal. De este eje partían de cuatro a ocho aspas, con una longitud entre 3 y 9 metros. Las vigas de madera se cubrían con telas o planchas de madera. La energía generada por el giro del eje se transmitía, a través de un sistema de engranajes, a la maquinaria del molino emplazada en la base de la estructura. Los molinos de eje horizontal fueron usados extensamente en Europa Occidental para moler trigo desde la década de 1180 en adelante. Basta recordar los ya famosos molinos de viento en las andanzas de Don Quijote. Todavía existen molinos de esa clase, por ejemplo, en Holanda[6]
Molinos de bombeo
En Estados Unidos, el desarrollo de molinos de bombeo, reconocibles por sus múltiples velas metálicas, fue el factor principal que permitió la agricultura y la ganadería en vastas áreas de Norteamérica, de otra manera imposible sin acceso fácil al agua. Estos molinos contribuyeron a la expansión del ferrocarril alrededor del mundo, supliendo las necesidades de agua de las locomotoras a vapor.[7]
Turbinas modernas
Las turbinas modernas fueron desarrolladas a comienzos de 1980, si bien, los diseños continúan en desarrollo.
Utilización de la energía eólica
La industria de la energía eólica en tiempos modernos comenzó en 1979 con la producción en serie de turbinas de viento por los fabricantes Kuriant, Vestas, Nordtank, y Bonus. Aquellas turbinas eran pequeñas para los estándares actuales, con capacidades de 20 a 30 kW cada una. Desde entonces, la talla de las turbinas ha crecido enormemente, y la producción se ha expandido a muchos países.
Coste de la energía eólica
El coste de la unidad de energía producida en instalaciones eólicas se deduce de un cálculo bastante complejo. Para su evaluación se deben tener en cuenta diversos factores, entre los cuales cabe destacar:
- El coste inicial o inversión inicial, el costo del aerogenerador incide en aproximadamente el 60 a 70%. El costo medio de una central eólica es de 1.000 Euros por kW de potencia instalada, variable desde 1250 €/kW para máquinas con una unos 147 kW de potencia, hasta 880 €/kW para máquinas de 600 kW;
- Debe considerarse la vida útil de la instalación (aproximadamente 20 años) y la amortización de este costo;
- Los costos financieros;
- Los costos de operación y mantenimiento (variables entre el 1 y el 3% de la inversión);
- La energía global producida en un período de un año. Esta es función de las características del aerogenerador y de las características del viento en el lugar donde se ha instalado.
Producción por países
| Capacidad total de energía eólica instalada (fin de año y últimas estimaciones)[8] | ||||
|---|---|---|---|---|
| Capacidad (MW) | ||||
| Posición | País | 2006[9] | 2005 | 2004 |
| 1 | Alemania | 20.622 | 18.428 | 16.628 |
| 2 | España | 11.730 | 10.028 | 8.504 |
| 3 | USA | 11.603 | 9.149 | 6.725 |
| 4 | India | 6.270 | 4.430 | 3.000 |
| 5 | Dinamarca | 3.136 | 3.128 | 3.124 |
| 6 | China | 2.405 | 1.260 | 764 |
| 7 | Italia | 2.123 | 1.717 | 1.265 |
| 8 | Reino Unido | 1.963 | 1.353 | 888 |
| 9 | Portugal | 1.716 | 1.022 | 522 |
| 10 | Francia | 1.567 | 757 | 386 |
| Total mundial | 73.904 | 58.982 | 47.671 | |
Existe una gran cantidad de aerogeneradores operando, con una capacidad total de 73.904 MW, de los que Europa cuenta con el 65% (2006). El 90% de los parques eólicos se encuentran en Estados Unidos y Europa, pero el porcentaje de los cincos países punteros en nuevas instalaciones cayó del 71% en 2004 al 55% en 2005. Para 2010, la Asociación Mundial de Energía Eólica (World Wind Energy Association) espera que hayan instalados 160.000 MW,[8] lo que implicaría un crecimiento anual más del 15%.
En 2006, la instalación de 7,588 MW en Europa supuso un incremento del 23% respecto a la de 2005.[10]
Alemania, España, Estados Unidos, India y Dinamarca han realizado las mayores inversiones en generación de energía eólica. Dinamarca es, en términos relativos, la más destacada en cuanto a fabricación y utilización de turbinas eólicas, con el compromiso realizado en los años 1970 de llegar a obtener la mitad de la producción de energía del país mediante el viento. Actualmente genera más del 20% de su electricidad mediante aerogeneradores, mayor porcentaje que cualquier otro país, y es el quinto en producción total de energía eólica, a pesar de ser el país número 56 en cuanto a consumo eléctrico[11]
Energía eólica en España
A 31 de diciembre de 2007, España tenía instalada una capacidad de energía eólica de 13.467 MW (16%), siendo así el segundo país en el mundo en cuanto a producción, junto con Estados Unidos, y sólo por detrás de Alemania.[12] En 2005, el Gobierno de España aprobó una nueva ley nacional con el objetivo de llegar a los 20.000 MW de potencia instalada en 2012. Durante el periodo 2006-07 la energía eólica produjo 27.026 GWh (10% producción eléctrica Total)[13]
La energía eólica en España alcanzó el 27 de marzo de 2008 un nuevo máximo de producción de energía diaria con 209.480 MWh, lo que representó el 24% de la demanda de energía eléctrica peninsular durante ese día. Un día antes, el 26 de marzo, se registró un nuevo récord en la producción eólica horaria con 9.850 MWh entre las 17.00 y las 18.00 horas. El anterior record data del 4 de marzo de 2008 un nuevo record de producción: 10.032 MW a las 15.53 horas.[14] Esta es una potencia superior a la producida por las seis centrales nucleares que hay en España que suman 8 reactores y que juntas generan 7.742,32 MW. Desde hace unos años en España es mayor la capacidad teórica de generar energía eólica que nuclear y es el segundo productor mundial de energía eólica, después de Alemania. España y Alemania también llegaron a producir en 2005 más electricidad desde los parques eólicos que desde las centrales hidroeléctricas.
Está previsto para los próximos años un desarrollo de la energía eólica marina en España. Los Ministerios de Industria, Comercio y Turismo y Medio Ambiente ya están trabajando en la regulación e importantes empresas del sector han manifestado su interés en invertir.[15] [16] [17]
Energía eólica en el Reino Unido
La minieólica podría generar electricidad más barata que la de la red en algunas zonas rurales de Reino Unido, según un estudio de Carbon Trust.[18] Según ese informe, los mini aerogeneradores podrían llegar a generar 1,5 teravatios hora (TWh) al año en Reino Unido, un 0,4% del consumo total del país, evitando así la emisión de 0,6 millones de toneladas de CO2.[19]
Energía eólica en Latinoamérica
El desarrollo de energía eólica en Latinoamérica está en sus comienzos, llegando la capacidad instalada en varios países a un total de alrededor de 473 MW:[20]
- Brasil: 256 MW
- México: 88 MW
- Costa Rica: 74 MW
- Argentina: 27 MW
- Chile: 20 MW
- Colombia: 20 MW
- Cuba: 5 MW
- Perú: 1 MW
- Otros países del Caribe: 57 MW
Ventajas de la energía eólica
- Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del Sol.
- Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes.
- No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático.
- Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadas para ser cultivables.
- Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc.
- Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalación.
- Su instalación es rápida, entre 6 meses y un año.
- Su inclusión en un sistema ínter ligado permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas.
- Su utilización combinada con otros tipos de energía, habitualmente la solar, permite la autoalimentación de viviendas, terminando así con la necesidad de conectarse a redes de suministro, pudiendo lograrse autonomías superiores a las 82 horas, sin alimentación desde ninguno de los 2 sistemas.
- La situación actual permite cubrir la demanda de energía en España un 30% debido a la múltiple situación de los parques eólicos sobre el territorio, compensando la baja producción de unos por falta de viento con la alta producción en las zonas de viento. Los sistemas del sistema eléctrico permiten estabilizar la forma de onda producida en la generación eléctrica solventando los problemas que presentaban los aerogeneradores como productores de energía al principio de su instalación.
- Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalación y mantenimiento. Los parques offshore son una realidad en los países del norte de Europa, donde la generación eólica empieza a ser un factor bastante importante.
Inconvenientes de la energía eólica
Aspectos técnicos
Debido a la falta de seguridad en la existencia de viento, la energía eólica no puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica. Por lo tanto, para salvar los "valles" en la producción de energía eólica es indispensable un respaldo de las energías convencionales (centrales de carbón o de ciclo combinado, por ejemplo, y más recientemente de carbón limpio). Sin embargo, cuando respaldan la eólica, las centrales de carbón no pueden funcionar a su rendimiento óptimo, que se sitúa cerca del 90% de su potencia. Tienen que quedarse muy por debajo de este porcentaje, para poder subir sustancialmente su producción en el momento en que afloje el viento. Por tanto, en el modo "respaldo", las centrales térmicas consumen más combustible por kW/h producido. También, al subir y bajar su producción cada vez que cambia la velocidad del viento, se desgasta más la maquinaría. Este problema del respaldo en España se va a tratar de solucionar mediante una interconexión con Francia que permita emplear el sistema europeo como colchón de la variabilidad eólica.
Además, la variabilidad en la producción de energía eólica tiene 2 importantes consecuencias:
- Para evacuar la electricidad producida por cada parque eólico (que suelen estar situados además en parajes naturales apartados) es necesario construir unas líneas de alta tensión que sean capaces de conducir el máximo de electricidad que sea capaz de producir la instalación. Sin embargo, la media de tensión a conducir será mucho más baja. Esto significa poner cables 4 veces más gruesos, y a menudo torres más altas, para acomodar correctamente los picos de viento.
- Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas "instantáneamente" (aumentando la producción de las centrales térmicas), pues sino se hace así se producirían, y de hecho se producen apagones generalizados por bajada de tensión. Este problema podría solucionarse mediante dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica. Pero la energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o perdida.
Además, otros problemas son:
- Técnicamente, uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado hueco de tensión. Ante uno de estos fenómenos, las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser dañados y, por tanto, provocan nuevas perturbaciones en la red, en este caso, de falta de suministro. Este problema se soluciona bien mediante la modificación de la aparamenta eléctrica de los arogeneradores, lo que resulta bastante costoso, bien mediante la utilización de motores síncronos.
- Uno de los grandes inconvenientes de este tipo de generación, es la dificultad intrínseca de prever la generación con antelación. Dado que los sistemas eléctricos son operados calculando la generación con un día de antelación en vista del consumo previsto, la aleatoriedad del viento plantea serios problemas. Los últimos avances en previsión del viento han mejorado muchísimo la situación, pero sigue siendo un problema. Igualmente, grupos de generación eólica no pueden utilizarse como nudo oscilante de un sistema.
- Además de la evidente necesidad de una velocidad mínima en el viento para poder mover las aspas, existe también una limitación superior: una máquina puede estar generando al máximo de su potencia, pero si el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones del molino, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento de altas velocidades la estructura puede resultar dañada por los esfuerzos que aparecen en el eje. La consecuencia inmediata es un descenso evidente de la producción eléctrica, a pesar de haber viento en abundancia, y otro factor más de incertidumbre a la hora de contar con esta energía en la red eléctrica de consumo.
Aspectos medioambientales
- Generalmente se combina con centrales térmicas, lo que lleva a que existan quienes critican que realmente no se ahorren demasiadas emisiones de dióxido de carbono. No obstante, hay que tener en cuenta que ninguna forma de producción de energía tiene el potencial de cubrir toda la demanda y la producción energética basada en renovables es menos contaminante, por lo que su aportación a la red eléctrica es netamente positiva.
- Existen parques eólicos en España en espacios protegidos como ZEPAs (Zona de Especial Protección de Aves) y LIC (Lugar de Importancia Comunitaria) de la Red Natura 2000, lo que es una contradicción. Si bien la posible inserción de alguno de estos parques eólicos en las zonas protegidas ZEPAS y LIC tienen un impacto reducido debido al aprovechamiento natural de los recursos, cuando la expansión humana invade estas zonas, alterándolas sin que con ello se produzca ningún bien.
- Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos. Afortunadamente los niveles de mortandad son muy bajos en comparación con otras causas como por ejemplo los atropellos (ver gráfico). Aunque algunos expertos independientes aseguran que la mortandad es alta. Actualmente los estudios de impacto ambiental necesarios para el reconocimiento del plan del parque eólico tienen en consideración la situación ornitológica de la zona. Además, dado que los aerogeneradores actuales son de baja velocidad de rotación, el problema de choque con las aves se está reduciendo.
- El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un elemento vertical como es el aerogenerador. Producen el llamado efecto discoteca: este efecto aparece cuando el sol está por detrás de los molinos y las sombras de las aspas se proyectan con regularidad sobre los jardines y las ventanas, parpadeando de tal modo que la gente denominó este fenómeno: “efecto discoteca”. Esto, unido al ruido, puede llevar a la gente hasta un alto nivel de estrés, con efectos de consideración para la salud. No obstante, la mejora del diseño de los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.
- La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques eólicos hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta entonces poco transitados. Ello afecta también a la fauna.
Aerogenerador
Aerogenerador
1. Cimientos
2. Conexión a la red eléctrica
3. Torre
4. Escalera de acceso
5. Sistema de orientación
6. Góndola
7. Generador
8. Anemómetro
9. Freno
10. Transmisión
11. Pala
12. Inclinación de la pala
13. Rueda del rotor
Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina eólica accionada por el viento. Sus precedentes directos son los molinos de viento que se empleaban para la molienda y obtención de harina. En este caso, la energía eólica, en realidad la energía cinética del aire en movimiento, proporciona energía mecánica a un rotor hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico , hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.
Existen diferentes tipos de aerogeneadores, dependiendo de su potencia, la disposición de su eje de rotación, el tipo de generador etc.
Los aerogeneradores pueden trabajar de manera aislada o agrupados en parques eólicos o plantas de generación eólica, distanciados unos de otros, en función del impacto ambiental y de las turbulencias generadas por el movimiento de las palas.
Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados de un sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red, (en España 50 Hz).
Ya en la primera mitad del siglo XX, la generación de energía eléctrica con rotores eólicos fue bastante popular en casas aisladas situadas en zonas rurales.
En Europa se distingue claramente un modelo centro-europeo, donde los aerogeneradores llegan a ubicarse en pequeñas agrupaciones en las cercanías de las ciudades alemanas, danesas, neerlandesas, y un modelo español, donde los aerogeneradores forman grandes agrupaciones en las zonas montañosa, normalmente alejadas de los núcleos de población.
La energía eólica se está volviendo más popular en la actualidad, al haber demostrado la viabilidad industrial, y nació como búsqueda de una diversificación en el abanico de generación eléctrica ante un crecimiento de la demanda y una situación geopolítica cada vez más complicada en el ámbito de los combustibles tradicionales.
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Energía Eólica
La energía eólica es la energía que se puede lograr del movimiento que produce el viento al interaccionar con las palas de un aerogenerador. Esta energía, que sigue en proceso de desarrollo, nace como respuesta a una mayor demanda del consumo energético, la necesidad de garantizar la continuidad del suministro en zonas importadoras netas de recursos energéticos y de la búsqueda de la sostenibilidad en el uso de los recursos.
En general las mejores zonas de vientos se encuentran en la costa, debido a las corrientes térmicas entre el mar y la tierra; la grandes llanura continentales, por razones parecidas; y las zonas montañosas, donde se producen efectos de aceleración local.
Aerogeneradores de eje horizontal
Son aquellos en los que el eje de rotación del equipo se encuentra paralelo al piso. Ésta es la tecnología que se ha impuesto, por su eficiencia y confiabilidad y la capacidad de adpatarse a diferentes potencias.
Las partes principales de un aerogenerador de eje horizontal son:
- Rotor: las palas del rotor, construidas mayormente en materiales compuestos, se diseñan para transformar la energía cinética del viento en un torque en el eje del equipo. Los rotores modernas pueden llegar a tener un diámetro de 42 a 80 metros y erogar potencias equivalentes a varios MW. La velocidad de rotación está normalmente limitada por la velocidad de punta de pala, cuyo límite actual se establece por criterios acústicos.
- Caja de engranajes o multiplicadora: puede estar presente o no dependiendo del modelo. Transforman la baja velocidad del eje del rotor en alta velocidad de rotación en el eje del generador eléctrico.
- Generador: existen diferente tipos dependiendo del diseño del aerogenerador. Pueden ser síncronos o asíncronos, jaula de ardilla o doblemente alimentados, con exitación o con imanes permanentes.
- La torre: ubica el generador a una mayor altura donde los vientos son de mayor intensidad y transmite las cargas del equipo al suelo.
- Sistema de control: responsable por el seguro y eficiente funcionamiento del equipo, controla la orientación de la góndola, la posición de las palas y la potencia total erogada por el equipo.
Todos los aerogeneradores de eje horizontal tienen su eje de rotación principal en la parte superior de la torre, que tiene que enfrentarse al viento de alguna manera. Los aerogeneradores pequeños son dirigidos por una veleta, mientras que los más grandes utilizan un sensor de dirección y son orientados por servomotores. Dado que la velocidad de rotación de las aspas es baja, la mayoría hacen uso de una caja reductora para aumentar la velocidad de rotación del generador eléctrico.
En general, la hélice es emplazada de tal manera que el viento, en su dirección de flujo, la encuentre antes que a la torre (rotor a barlovento). Esto disminuye las cargas adicionales que genera la turbulencia de la torre en el caso en que el rotor se ubique detrás de la misma (rotor a sotavento). Las palas de la hélice se montan a una distancia razonable de la torre y tienen rigidez alta, de tal manera que al rotar y vibrar naturalmente no choquen con la torre en caso de vientos fuertes. A pesar de la desventaja en el incremento de la turbulencia, algunos aerogeneradores, con hélices localizadas en la parte posterior de la torre, han sido construidos debido a que se orientan en contra del viento de manera natural, sin necesidad de usar un mecanismo de control. Sin embargo, la experiencia ha demostrado la necesidad de un sistema de orientación para la hélice que la ubique delante de la torre. Este tipo de montaje se justifica debido a la gran influencia que tiene la turbulencia en el desgaste de las aspas por fatiga. La mayoría de los aerogeneradores actuales son de este último tipo.
Control de potencia
En general, los aerogeneradores modernos de eje horizontal son diseñados para trabajar con velocidades promedio del viento que varían entre 3 y 24 m/s. La primera es la llamada velocidad de conexión y la segunda la velocidad de corte. Básicamente, el aerogenerador comienza produciendo energía eléctrica cuando la velocidad del viento supera la velocidad de conexión y, a medida que la velocidad del viento aumenta, la potencia generada es mayor, siguiendo la llamada curva de potencia.
Asimismo, es necesario un sistema de control de las velocidades de rotación para que, en caso de vientos excesivamente fuertes, que podrían poner en peligro la instalación, haga girar a las palas de la hélice de tal forma que éstas presenten la mínima oposición al viento, con lo que la hélice se detendría.
Para aerogeneradores de gran potencia, algunos tipos de sistemas pasivos, utilizan características aerodinámicas de las palas que hacen que aún en condiciones de vientos muy fuertes el rotor se detenga. Esto se debe a que él mismo entra en un régimen llamado "pérdida aerodinámica".
Este tipo de generadores se ha popularizado rápidamente al ser considerados una fuente limpia de energía renovable, ya que no requieren, para la producción de energía, una combustión que produzca residuos contaminantes y/o gases implicados en el efecto invernadero. Sin embargo, su localización —frecuentemente lugares apartados de elevado valor ecológico, como las cumbres montañosas, que por no encontrarse habitadas conservan su riqueza paisajística y faunística— puede provocar efectos perniciosos, como el impacto visual en la línea del horizonte, el intenso ruido generado por las palas, etcétera, además de los causados por las infraestructuras que es necesario construir para el transporte de la energía eléctrica hasta los puntos de consumo. Otro problema que plantean es la muerte de aves de paso al chocar contra las aspas, aunque debido a la velocidad de giro actual de éstas, ha dejado de ser un problema mayor.
Esta contaminación siempre será menor que la nuclear o la combustión sólida y con menos coste inicial para los ciudadanos. En cuanto a las medidas de seguridad e higiene, los gastos no son tan ingentes como los de las energías anteriormente citadas. Por otro lado, su disponibilidad no es constante, pues no siempre existe esa energía eólica necesaria para mover esas aspas (algunas de más de 50 metros de longitud). Se trata de encontrar un punto de equilibrio entre la contaminación y la seguridad de la fuente de energía.
La vuelta de los microgeneradores eólicos
El cuarto trimestre de 2006 será recordado como el comienzo de la "revolución del viento". Se ha puesto a la venta, en comercios esparcidos por todo el Reino Unido, los nuevos microgeneradores eólicos, al alcance de todos, con un manual de instalación, asistencia técnica para su instalación, y garantía de funcionamiento de 10 años. Estimaciones preliminares señalan que pueden producir hasta el 30% de la energía eléctrica consumida en una casa.
El gran salto adelante de la nueva introducción de los microgeneradores eólicos de 1 kW en el mercado está en la posibilidad de interconectarlos a la red, de forma que la energía de la red de distribución sólo se utilizará cuando la generación propia no sea suficiente. [1]
El costo actual (octubre de 2006) del equipo es de unos 2.000€ (en Europa), y en algunos países de la Unión Europea pueden utilizarse subsidios gubernamentales para su instalación. En otros países de Latinoamérica y Asia, estos equipos pueden alcanzar precios más económicos.
El coste de generación eléctrica mediante aerogeneradores oscila en la actualidad entre los 0,04 €/kWh y los 0,06 €/kWh. Dado el crecimiento de la factura energética mediante el uso de los recursos tradicionales es de esperar que en breve resulte plenamente competitiva en términos de mercado.
Isofotón
Isofotón
Isofotón, fundada en Malaga en 1981 como spin-off de un proyecto universitario, es líder en el desarrollo de soluciones para la generación y el aprovechamiento de la energía solar tanto fotovoltaica como térmica.
En 1997 el grupo Bergé se convierte en el propietario de Isofotón, en julio de 2007 la Corporación Alba adquiere el 26% de Isofotón con la intención de sacar a bolsa la empresa. En febrero de 2008, el que fuera durante 25 años su consejero delegado, José Luis Manzano, a quien perteneció antes Isofotón hasta 1997, fue relevado del cargo ocupando su lugar el ex director general de Endesa, Carlos Torres. En julio de 2008 un año más tarde el Grupo Berge recompra el 26% de Isofotón propieda de Corporación Alba.
Actualemente está presente en más de 60 países y cuenta con 9 filiales, en Italia, EE.UU., Bolivia, Ecuador, República Dominicana, Argelia, Marruecos, Senegal y China –donde además tiene una fábrica.
En la actualidad Isofotón está pasando por una mala racha debido a su mala gestion y agravada por la crisis economica mundial, que la ha llevado a realizar un ERTE a mas del 90% de la plantilla.
Según una noticia ofrecida por finanzas.com, los actuales dueños de Isofotón, grupo Bergé, está negociando la venta de la firma española a una multinacional china.
miércoles, 1 de abril de 2009
Coltan
Coltan
El coltan o coltán no es un mineral propiamente dicho sino la abreviatura de dos minerales: columbita, una mena de columbio, o niobio, y tantalita, una mena de tántalo (elemento). El coltan está formado, pues, por la mezcla de columbita, que está compuesta por óxidos de niobio, hierro y manganeso [(Fe, Mn) Nb2O6], y tantalita que está compuesta por óxido de tántalo, hierro y manganeso [(Fe, Mn) Ta2O6] en cualquier proporción. Estos óxidos constituyen una solución sólida en ambos minerales. El coltán es de color gris metálico oscuro. De él se extrae el metal tantalio.
Son escasos en la naturaleza y dan un claro ejemplo de materiales que han pasado de ser considerados simples curiosidades mineralógicas a cruciales para el avance tecnológico debido a sus nuevas aplicaciones.
El principal productor de coltan es la República Democrática del Congo con cerca del 80% de las reservas mundiales, si bien existen reservas probadas y/o en explotación en Brasil con el 5% de las reservas, Tailandia con otro 5% y Australia, esta última con el 10% de las reservas mundiales estimadas. Según informes de agencias internacionales y de prensa,[1] [2] la exportación de coltan ha ayudado a financiar a varios bandos de la Segunda Guerra del Congo, un conflicto que ha resultado con un balance aproximado de más de 5 millones de muertos.[3] Ruanda y Uganda están actualmente exportando coltan robado del Congo a occidente (principalmente a los Estados Unidos), en donde se utiliza casi exclusivamente en la fabricación de condensadors electrolíticos de tantalio. Es utilizado en casi la totalidad de dispositivos electrónicos: teléfonos móviles, GPS, satélites artificiales, armas teledirigidas, televisores de plasma, videoconsolas, ordenadores portátiles, PDAs, MP3, MP4...
Producción y reservas
La principal producción del tántalo se lleva a cabo en Australia,[4] donde el mayor productor, Sons of Gwalia, opera dos yacimientos. Este mineral también se explota en Canadá, Brasil, China y en la República Democrática del Congo. También se produce en Tailandia y Malasia como subproducto de la minería y de la metalurgia del estaño.
La mayor cantidad de reservas se encuentra en las zonas orientales de la República Democrática del Congo. También se encuentra y a veces se produce en Etiopía, Nigeria, Zimbabwe, Mozambique, Namibia, Sudáfrica y Egipto.
Uso y demanda
Se trata de un recurso estratégico, imprescindible en la fabricación de componentes electrónicos avanzados. El tántalo se usa principalmente en la elaboración de condensadores. El Condensador electrolítico de tántalo es en la actualidad un tipo bastante común de condensador presente en gran cantidad de dispositivos electrónicos, como en teléfonos móviles, ordenadores, pantallas de plasma, cámaras digitales... o proyectos de alta tecnología como, por ejemplo, los satélites artificiales enviados al espacio. Estos dispositivos son cada vez más pequeños, delgados y fiables gracias en gran parte al uso de los condensadores electrolíticos de tántalo que han ido sustituyendo a los condensadores electrolíticos tradicionales.
Prácticamente la totalidad de los dispositivos electrónicos actuales incorporan en mayor o menor cantidad condensadores electrolíticos de tántalo. Aunque la mayoría de los dispositivos electrónicos pueden funcionar con condensadores electrolíticos normales, los condensadores electrolíticos de tántalo tienen valores de capacidad eléctrica más exactos, soportan mayores temperaturas y son muchísimo más pequeños. Esto los hace ideales para las exigencias actuales de miniaturización de los dispositivos electrónicos que usamos habitualmente.
Problemas
La República Democrática del Congo posee el 80% de las reservas mundiales estimadas de coltan, este mineral está considerado altamente estratégico y por ello se entiende que exista una guerra en el Congo desde 1998.
Según las Naciones Unidas, el Ejército Patriótico Ruandés ha montado una estructura para supervisar la actividad minera en Congo y facilitar los contactos con los empresarios y clientes occidentales. Traslada el mineral a Ruanda donde es tratado antes de ser exportado. Los últimos destinatarios son EEUU, Alemania, Holanda, Bélgica y Kazajistán. Esta guerra, directamente relacionada con la explotación inmoral de este mineral, arroja un saldo de más de 5,5 millones de víctimas, lo que supone el mayor número de muertes desde la segunda guerra mundial.
Ruanda y Uganda, han sido acusados en varios informes internacionales, del expolio y tráfico de estas riquezas minerales del Congo. Siendo varios países occidentales los principales beneficiarios, la ayuda económica y militar continúa durante el conflicto. Se firmaron planes de apoyo y cooperación entre Estados Unidos y estos dos países, los cuales además de enriquecerse con el tráfico del mineral, vieron cómo parte de sus deudas externas fueron canceladas y se los consideró como modelos de desarrollo económico de la región. Entre las empresas más importantes con intereses en la región, ha sido mencionada la American Mineral Fields, en la que George Bush, padre del expresidente norteamericano George W. Bush, tiene notables intereses. Durante los años transcurridos hasta hoy han disputado la guerra dos bandos: de un lado Ruanda, Uganda y Burundí, apoyados por EEUU y los créditos del FMI y el Banco Mundial, y del otro lado Angola, Namibia, Zimbaue, Chad y las milicias hutu y Mai Mai.[5]
La explotación del coltan, especialmente en Congo, ha ocasionado diversas polémicas sobre las posibles consecuencias a nivel social y ambiental. La explotación de este recurso ha alimentado conflictos armados entre facciones locales, apoyadas, en algunos casos, por gobiernos extranjeros como el de Uganda. Esto plantea un dilema moral similar al de la comercialización de diamantes de guerra. Otras preocupaciones derivadas de la extracción del coltán pasan por la explotación laboral de los trabajadores que participan en la misma o la destrucción de ecosistemas, pues los principales yacimientos coinciden con los hábitat de gorilas en peligro de extinción.
La ocupación ruandesa del este del Congo ha significado que la República Democrática del Congo haya sido incapaz de explotar este recurso en beneficio propio. Un informe reciente del Consejo de Seguridad de las Naciones Unidas ha reportado que una gran cantidad de este mineral está siendo explotado de forma ilegal y trasladado de contrabando a través de las fronteras por milicias de las vecinas Uganda, Burundi y Ruanda. Se estima que el ejército ruandés ha tenido un beneficio de como poco 250 millones de dólares en unos 18 meses de venta de coltan. Sin embargo, estas estimaciones son difíciles, puesto que Ruanda tiene sus propios depóstios de coltan, haciendo que el mineral adquirido mediante el contrabando sea difícil de identificar.
El contrabando de coltan también se ha identificado como la mayor fuente de ingresos para la ocupación militar del Congo. Debido a la dificultad de distinguir entre la explotación legítima y la ilegítima, algunos fabricantes de aparatos electrónicos han decidido, por motivos éticos, dejar de lado esta zona del mundo como fuente de coltan, y dirigirse a otras fuentes.
Los tres países identificados por las Naciones Unidas como contrabandistas de coltan han negado estar involucrados. El periodista austriaco Klaus Werner ha documentado los vínculos entre compañías multinacionales y el tráfico ilegal de coltan.[6
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