DESARROLLO Y OPORTUNIDADES DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO.

Desarrollo y Oportunidades de la Energía Eólica en México

G. Baltierra Jassoa and D. Romo Ricob

aESIA-IPN Unidad Ticomán, Posgrado e Investigacion, Av. Ticomán No. 600, Col. San José Ticomán, C.P. 07340, Del. Gustavo A. Madero, México D.F.

bESIA-IPN Unidad Ticomán, Posgrado e Investigacion, Av. Ticomán No. 600, Col. San José Ticomán, C.P. 07340, Del. Gustavo A. Madero, México D.F.

Abstract. Las Fuentes Alternas de Energía (FAE´s) representan una opción para enfrentar los problemas de abastecimiento de energía, lo cual permite fortalecer la seguridad energética de las naciones, haciéndolos menos dependientes de los combustibles fósiles, que contribuyen con el 80% de la oferta primaria de energía. En particular, representan una alternativa al uso del petróleo, que se desempeña en un mercado volátil, susceptible de afectaciones exógenas y que es un producto que tiende a agotarse. Aunado a esto las FAE´s disminuyen el impacto al medio ambiente y al Cambio Climático, y no solo apoyan desde un punto de vista ecológico, sino también a nivel macroeconómico social. La Energía Eólica es punta de lanza  ser tomada en toda decisión política pública por  su potencial y su facilidad de instalarse en tierra o mar. En el presente trabajo se realiza un análisis tecnológico y económico de la factibilidad de la implementación de campos eólicos en México Su ejecución dependerá de la zona geográfica, altura del viento, constancia del viento, tecnología, factores financieros, entre otros. Las zonas potenciales para su utilización se localizan principalmente en Tabasco, el norte de Chiapas, Tamaulipas, Nuevo León, Coahuila y Chihuahua y ha correspondido a los privados su impulso, siendo destinados para autoabastecimiento más de la mitad de los casos. Su futuro en el país dependerá de las condiciones de rentabilidad enfrentadas, pero también de la acción de las políticas públicas para soportar su operación de una manera armónica y segura.

Keywords: Energía, Eólica, Aerogenerador.

La energía es un elemento indispensable para el desarrollo de cualquier país, por esta razón es que los temas de seguridad energética sean incluidos de manera esencial en la agenda política de todas la naciones, incluso como parte de la seguridad nacional. Sin duda alguna, en todo el mundo predomina el uso de energías fósiles para la generación de electricidad, en los últimos años esta tendencia se ha reducido, e incluso en ciertos países se ha ido desplazando de manera paulatina por las diferentes fuentes alternas de energía, tal es el caso de Alemania, Holanda e Islandia.

Es apremiante replantear una nueva distribución de la matriz energética, dada la inestabilidad de los mercados de los combustibles fósiles, que a su vez se explica, por el sinnúmero de variables que inciden sobre su desempeño. Esta redistribución genera efectos y afectaciones, que deben ser planeadas a fin de evitar distorsiones e impactos sobre el bienestar de las personas.

En lo que respecta a la matriz energética y el consumo de energía primaria en nuestro país, el escenario no es diferente al mundial. Los hidrocarburos aportan cerca del 90% de la energía primaria. Aunque naturalmente la planeación del servicio eléctrico tiene un crecimiento dinámico y constante, no ha tenido un desenvolvimiento de acuerdo a la demanda de energía limpia que a este se le exige. El Ejecutivo plantea que si se busca un crecimiento a una tasa superior al PIB hacia adelante, se tendrá que contar con un suministro de energía extenso para evitar un déficit energético.

Este tipo de situaciones son las que abren ventanas para el impulso e implementación de las fuentes alternas de energía, ya que a diferencia de los combustibles fósiles, estas no dependen de un mercado inestable y eliminan la focalización de los recursos, y por ende el control, de esta forma podríamos disminuir de manera significativa las pérdidas técnicas, además de disminuir el traslado de largas distancias de electricidad. En la siguiente gráfica se presenta un histórico de las variaciones en las pérdidas de la red eléctrica nacional:

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FIGURE 1. Pérdidas de Electricidad durante el 2013 en México.

La participación de fuentes alternas de energía se encuentra muy rezagada, todo esto debido a que el país se encuentra petrolizado en muchos sectores, estamos hablando de una matriz energética con una generación de electricidad de un 19% a partir de combustibles no fósiles y el restante 81% es para fósiles, el 47% de generación de electricidad es por la quema de Gas Natural.

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FIGURE 2. Generación de Electricidad durante el 2013 en México.

energía eólica

El origen de la mayoría de las fuentes alternas de energía es el sol, con excepción de la geotermia. Una de las mayores ventajas de la energía eólica es que el recurso mantiene un flujo infinito en términos humanos, el cual tiene un potencial de aproximadamente 20 veces el consumo mundial actual. Su uso no se limita a la generación de electricidad, sino que también se manipula en sistemas de bombeo, vela y molienda.

[pic 3]

FIGURE 3. Energía Eólica

Es importante tener presente en todo momento que existen variables ambientales referentes al mismo viento que pueden afectar la eficiencia de un aerogenerador e incluso del campo eólico, tales como: Variaciones de ráfagas durante el día; variaciones estacionales; variaciones con respecto a la altura del viento; valores máximos (velocidad del viento histórica) y variación de la velocidad del viento. Aunado a estas variables, existen otro tipo que pueden producir fatiga en los aerogeneradores, las cuales tienen que ser evaluadas de forma cotidiana:

• Humedad y temperatura.
• Falta de estanquidad.
• Suciedad.
• Vibraciones.
• Contaminación de las palas.
• Entre otros.

Los tipos de aerogeneradores que prevalecen en la industria son los de eje vertical. De una manera muy simplificada la función de las partes del aerogenerador es la siguiente:

• Góndola: componentes clave, incluyendo multiplicador y generador eléctrico.
• Buje del rotor: acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador.
• Palas del rotor: capturan el viento y transmiten su potencia al buje.
• Eje de baja velocidad: conecta al buje del rotor con el multiplicador, además de contener los frenos aerodinámicos.
• Eje de alta velocidad: funcionamiento del generador eléctrico.
• Multiplicador: permite al eje de alta velocidad gira con una mayor velocidad.
• Generador Eléctrico: es un generador de inducción, la potencia oscila de 500 a 3,000 kW.
• Mecanismo de orientación: Vigila la dirección del viento.
• Controlador electrónico: monitorea las condiciones del aerogenerador y controla el mecanismo de orientación.
• Sistema hidráulico: restaurar  los frenos aerodinámicos.
• Unidad de refrigeración: enfriar el generador eléctrico.
• Anemómetro y veleta: medir velocidad y dirección del viento.
• Ordenador: detener aerogenerador en caso de un exceso de velocidad.
• Torre: Soportar góndola y rotor.

Los aerogeneradores se instalan en conjunto conectados a una central, a esto se le llama campo eólico. Los diferentes tipos de aerogeneradores que se pueden encontrar de manera común son:

Dos factores importantes en la planeación y selección de un aerogenerador son la potencia, que debe de tener presente en todo momento que existe una relación directa entre la velocidad del viento y la potencia bruta generada. Es por eso que para determinar la ubicación de un campo eólico se debe de evaluar desde el tipo de suelo, acceso a la red, migración de aves, estudios ambientales, tecnológicos, socioeconómicos y de mercado. La segunda es el tamaño de las palas, las cuales tienen implicaciones de manera constante con la potencia de generación:

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