Análisis de la Rentabilidad del Sistema Eoloelectrico

El costo total del proyecto es de $ 569,036.23 pesos y el gasto de energía anual es de $ 89,558.32 pesos el primer año y un aumento anual de 5% ya que se desconoce el precio de las tarifas de CFE en un futuro, y considerando que la carga eléctrica aumentara en un futuro debido a las exigencias de la tecnología e incremento de equipos, se muestra en la siguiente tabla la rentabilidad del proyecto.

Tabla 4. 4 Rentabilidad del Sistema.

Año Precio de energía anual ($)

1 $ 89,558.32 2 $ 98,514.15 3 $ 103,439.85 4 $ 108,611.85 5 $ 114,042.44 6 $ 119,744.56 $633,911.17

Como se puede observar en la tabla anterior el proyecto resulta viable, ya que para recuperar la inversión del mismo tomara 6 años, cabe mencionar que la vida útil de los equipos es de 20 años excepto las baterías ya que esta depende de los ciclos de carga y descarga, con un mantenimiento casi nulo, lo cual indica que se tienen 14

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años para seguir utilizando el sistema generando una ganancia notable, y esta aumenta aún más debido a la energía eléctrica genera excedente ya que se puede vender a la empresa suministradora.

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CAPÍTULO 5

CONCLUSIONES

Con las simulaciones anteriores resulta viable la implementación de aerogeneradores para la generación de energía eoloeléctrica en la Península de Yucatán. Ya que se tomaron en cuenta parámetros para conocer si es factible o no la instalación de aerogeneradores, para el área geográfica seleccionada, pero en otras regiones donde el potencial del viento no es suficiente o es muy pobre, no se puede hacer uso de este medio de generación, o en su caso se puede recurrir a sistemas de generación híbridos (eólica, solar, celadas de combustible, etc.).

En la parte eléctrica se observó, que el sistema de dos aerogeneradores cuenta con más capacidad de generación de energía eléctrica, lo cual ocasiona que se obtengan excedentes de energía, 7,257 kW/h para una unidad y 31,215 kW/h con dos unidades, por lo tanto, dependiendo de la necesidad del cliente resulta viable solo tener un Aerogenerador. Los dos aerogeneradores permiten que cuando una falla ocurra en la primer unidad que impida su funcionamiento por un tiempo prolongado, entre en operación la otra unidad, o bien, si se solicita alimentar otra carga futura. El banco de baterías presenta un buen comportamiento con un aerogenerador, pero en el caso de dos aerogeneradores en los meses de Enero a Abril, opera gran parte del tiempo al 100% por lo cual se tendrá que agregar al sistema más baterías para aumentar su capacidad de almacenamiento.

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CAPÍTULO 6

TRABAJOS A FUTURO

El presente estudio muestra las bases para determinar el potencial eólico en una zona determinada. Por lo que, posteriormente se puede evaluar el potencial eólico que se tiene en México, para su aprovechamiento futuro.

En la figura 6.1 se observan las posibles configuraciones para la interconexión de los sistemas de generación eólica con la red (SEP).

Figura 6. 1 Aerogeneradores en Diferentes Niveles de Tensión.

En la Figura 6.2, se aprecia la implementación de todas las energías renovables posibles a utilizar en una residencia, y la optimización de las mismas para tener generaciones amigables con el medio ambiente y así poder aprovechar al máximo

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las mismas. Resultando para zonas con poco potencial eólico, utilizar en conjunto otros sistemas de generación renovable, con la finalidad de abastecer una carga determinada.

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VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO CON LA ALTURA

La superficie terrestre ejerce una fuerza de rozamiento que se opone al movimiento del aire y cuyo efecto es retardar el flujo, por ende disminuir la velocidad del viento. Este efecto retardatorio de la velocidad de viento decrece en la medida que se incrementa la altura sobre la superficie del terreno y de obstáculos en su recorrido. Así pues, a mayor altura sobre la superficie mayor velocidad de viento se podrá experimentar.

Un modelo sencillo para calcular el incremento en la velocidad con respecto a la altura, es la distribución de velocidades en función de la altura y esta sigue una ley exponencial, como sigue:

( )

Siendo:

Velocidad del viento a la altura

Velocidad del viento a la altura

El coeficiente “a” es un parámetro que depende de la topografía del terreno y de las

condiciones meteorológicas. Generalmente este parámetro se calcula sobre la base de mediciones de viento.

En caso de no existir información medida del perfil de velocidades, para una buena aproximación en terreno plano, libre de obstáculos se puede utilizar el parámetro a equivalente a 0.14 (1/7).

Dado que la medición meteorológica se realiza a 10 metros de altura, la siguiente tabla, de rápida referencia, ilustra los valores de velocidad de viento promedio que se pueden esperar para mayores alturas sobre el terreno, basado en este modelo sencillo de perfil de velocidades. [5]

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Tabla A1. Valores de Velocidad.

Valores esperados de velocidad de viento a diferentes alturas Velocidad de Viento

Promedio medida en (m/s) a 10 m.

Velocidad de viento esperada en (m/s) 20 metros 30 metros 40 metros

3 3.3 3.5 3.7 4 4.4 4.7 4.9 5 5.5 5.8 6.1 6 6.6 7.0 7.3 7 7.7 8,2 8.5 8 8.8 9.4 9.8 9 9.9 10.5 11.0 10 11.0 11.7 12.2

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REFERENCIAS

[1] “Secretaria de energía decreto por el que se aprueba el programa especial para el

aprovechamiento de energías renovables 2009 – 2012”.Diario oficial jueves 6 de agosto de 2009;

México.

[2] Oscar Fco. Herrera Lorenzo, Gilberto Enríquez Harper, Carlos A. Gallardo Morales; “Impacto de

Aerogeneradores sobre las Pérdidas y el Control de Voltaje en las Redes de Distribución” Centro de

Convenciones De Acapulco 10 al 16 de Julio del 2011.

[3] Marco Antonio Borja Díaz, Raúl Gonzales Galarza, Fortino Mejía Neri, Jorge Maximiliano Huacuz

Villamar, María Consolación Medrano Vaca, Ricardo Saldaña Flores. “Estado del Arte y tendencias de

la tecnología eoloeléctrica” Primera Edición 1998, Universidad Nacional Autónoma de México,

Programa Universitario de Energía. Páginas 114 – 121.

[4]http://www.opex-energy.com; Empresa del Grupo DEENMA, OPEXenergy Operación y Mantenimiento S.L. Madrid.

[5] Álvaro Pinilla S.; “Manual de Aplicación de la Energía Eólica”; CopyRight INEA Julio de 1997.

[6] Sistemas Eólicos Pequeños para Generación de Electricidad, Departamento de Energía, EEUU [7] Ricardo Saldaña Flores, Ubaldo Miranda Miranda, Rubén Cariño Garay; Gerencia de Energías No

Convencionales. IIE, Morelos, México, “Estudio del Potencial Eoloenergético en un Sitio de Interés

Ubicado en la Zona Costera Norte de la Península de Yucatán”.

[8] http://www.nrel.gov, NERL is a national laboratory of the U.S. Departament of Energy, 11/9/2012 [9] Felix A. Farret, M. Godoy Simoes; “Integration of Alternative Sources of Energy”; Published by John

Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey Published simultaneously in Canada, 2006; Pág. 379 – 416.

[11] http://www.webscolar.com/los-tipos-de-generadores, 2010 - 2012 Webscolar

[10] H. J. Wagner y J. Mathur, Introduction to Wind Energy Systems - Basics, Technology and

Operation, Primera Edición ed. Londres, Reino Unido: Springer, 2009.

[12] Laboratorio de Energía Renovable, "Sistemas Eólicos Pequeños para Generación de Electricidad", Departamento de Energía de los Estados Unidos, Washington D.C., 2007.

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[13] Barría Oyarzún Fabián Alfredo, “Proyecto de Electrificación Rural Basado en Energías