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El gran potencial de la energía minieólica en España

El gran potencial de la energía minieólica en España todavía no se ha desarrollado, aún disponiendo de un razonable recurso eólico y de un sector industrial emergente, cada día más competitivo técnicamente, y gracias al cual se podría replicar el éxito obtenido en la tecnología eólica de gran potencia, pero sin olvidar que el papel de esta tecnología es producir energía eléctrica de forma distribuida, en los mismos emplazamientos en los que se demanda, evitando las consabidas pérdidas de energía en su transporte desde lugares lejanos.

Esta filosofía ha calado ya en otros países, como Estados Unidos, donde la tecnología eólica de pequeña potencia ya alcanzaba una capacidad total de 80 MW en 2008, siendo más de 10.500 los aerogeneradores pequeños (la mayoría de ellos con potencias comprendidas entre 0,1 y 10 kW) instalados en el último año con una facturación de 77 millones de dólares. La previsión es alcanzar una capacidad instalada minieólica en Estados Unidos de 1.700 MW en 2013. En Europa, el Reino Unido es el país más activo, disponiendo de planes para promoción de la energía minieólica que prevén alcanzar una capacidad total instalada de 1.300 W en 2020. En Canadá los planes de instalación de energía minieólica pretenden alcanzar una capacidad instalada de más de 60MW en los próximos años. En Italia existe un marco de fomento de la energía minieólica, que está activando el mercado, aunque por ahora no se dispone de datos sobre la potencia total instalada. También en Portugal se ha desarrollado un marco de fomento de la microgeneración distribuida (allí definida como sistemas de generación de hasta 3,5 kW de potencia nominal), que está promoviendo el desarrollo de este tipo de útiles tecnologías de generación de energía en pequeña potencia.

Distribución global de fabricantes de tecnología minieólica

Sin embargo, en España, aún disponiendo de tecnología propia, la capacidad actual estimada apenas supera los 7 MW, por lo que se está solicitando al Gobierno el posible desarrollo, dentro del futuro Plan de Energías Renovables 2011-2020, de un marco de estímulo que facilite, a través de la viabilidad económica, el desarrollo de este tipo de instalaciones que convierten energía eólica en eléctrica muy cerca del punto de demanda.

Pero además de la falta de elementos de estímulo, existen otras problemáticas que actúan de barrera al desarrollo de la tecnología minieólica, como el desarrollo de procedimientos precisos para la predicción de la energía generada anualmente por un miniaerogenerador en un determinado emplazamiento,o el desarrollo de un procedimiento adecuado para la conexión a la red de baja tensión de este tipo de aerogeneradres, que garantice la seguridad de la misma sin exigir especificaciones inadecuadas para este tipo de tecnología de generación eólica de baja potencia.

En la actualidad se están desarrollando recomendaciones técnicas a través de varios grupos de trabajo dentro del proyecto singular estratégico para el fomento de la tecnología eólica de pequeña potencia financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovacción para hacer una propuesta consensuada entre todos los agentes involucrados de una forma u otra en el desarrollo de esta tecnología. Otras tecnologías útiles para la generación de energía en áreas residenciales, como la solar fotovoltaica, ya disponen del marco adecuado y de un procedimiento de conexión a la red.

Si comparamos las distintas tareas básicas que hay que realizar para desarrollar una instalación eólica de pequeña potencia con una instalación solar fotovoltaica, vemos que en el caso de la energía solar, hay ventajas claras aunque la tecnología minieólica puede y debe competir en los emplazamientos donde exista un razonable potencial eólico, con posibles restricciones de superficie útil y siempre a través de un precio más competitivo, sin restar fiabilidad y sobre todo, seguridad. Este es el reto.

En el apartado que a continuación se expone, se analiza la problemática de la predicción fiable de la energía producida por un aerogenerador de pequeña potencia en un determinado emplazamiento.

Una buena estimación de la energía producida por un miniaerogenerador es crucial para el adecuado dimensionamiento y posterior evaluación de la viabilidad especialmente económica de una instalación minieólica. Pero la estimación correcta de la energía producida por un aerogenerador de pequeña potencia no es fácil, debido principalmente a su baja altura, por lo que el efecto del tipo de suelo afecta más, y a su situación normalmente cercana a obstáculos de distinto nivel. El obtener una alta precisión en la predicción del recurso se complica más si cabe, si lo que pretendemos es instalarlo en un entorno urbano, por razones obvias.

Cuando alguien se propone instalar un miniaerogenerador en su propiedad, aparecen una multitud de cuestiones que debe resolver. Por ejemplo, la primera es ¿ cuál es la velocidad de viento en el lugar donde un determinado usuario desea instalar un aerogenerador de pequeña potencia ? ¿ cómo va a a influir el tamaño del aerogenerador y la altura de la torre que elija en la energía obtenida en KWh en un mes o en un año ? ¿ qué es mejor, poner un aerogenerador más grande en una torre más alta o dos aerogeneradores más pequeños en sendas torres más bajas ?

Si unimos a estas preguntas técnicas otras de naturaleza más burocrática como ¿ cuál es el código de red aplicable y qué procedimiento debo seguir para conectar el aerogenerador de pequeña potencia a la red? ¿ qué regulación existe en cuanto al cálculo e instalación de la estructura y cuál es la máxima altura de torre autorizada en el emplazamiento propuesto ? ¿ Qué regulación hay que cumplir en relación a los requisitos de seguridad o al posible impacto ambiental ? ¿ cuál es el máximo nivel de emisiones de ruido acústico al que estoy autorizado durante el día y durante la noche ? Es evidente que todas estas posibles restricciones van a afectar de una manera decisiva a la energía obtenida por la pequeña turbina y en definitiva a la decisión de instalar no un aerogenerador de pequeña potencia.

En otras palabras, planificar un proyecto de pequeño aerogenerador y predecir su productividad en un determinado emplazamiento es una tarea compleja que a veces se convierte en un verdadero reto.

Existen múltiples herramientas para calcular la energía producida por un aerogenerador de pequeña potencia en un determinado emplazamiento, pero la dificultad radica principalmente en disponer de los datos de entrada con la suficiente calidad (velocidad de viento medida lo más cerca posible del emplazamiento; además, intensidad de la turbulencia y valores máximos de velocidad de viento en el periodo de integración son muy útiles; parámetros de terreno como rugosidad del mismo para adaptar las alturas de la torre de medida de viento y la altura del aerogenerador, tamaño del rotor del aerogenerador, altura real de la torre... Asímismo, la curva de potencia del aerogenerador o de los distintos aerogeneradores de pequeña potencia fiable, realizada si es posible por un centro acreditado, es vital para predecir de forma fiable la energía a producir.

A pesar de disponer de los datos solicitados, la tremenda variedad de tecnologías existentes en el mercado dificulta la intercomparación de la energía producida por distintos aerogeneradores de pequeña potencia. Por ejemplo, no hay una definición normalizada de potencia nominal, ni un consenso total en cuanto al periodo de integración de los datos de la curva de potencia en pequeños aerogeneradores, debido a su diferente respuesta a las variaciones de la velocidad del viento, debido a su diferente inercia frente a los grandes aerogeneradores. Por ejemplo. ¿ cuál es la velocidad del viento a la que un determinado aerogenerador de pequeña potencia alcanza la potencia de salida nominal ? Si analizamos las potencias nominales y las velocidades de viento a las cuales se alcanzan dichas potencias en los distintos modelos, podemos ver que la variabilidad es significativa, tendiendo a alcanzar potencias nominales a velocidades de viento mayores los aerogeneradores de eje vertical frente a los aerogeneradores de eje horizontal.

Por esta razón, a la hora de comparar aerogeneradores de pequeña potencia, es mejor utilizar el tamaño del rotor, a través de la superficie barrida por el mismo o simplemente el radio del rotor. De esta mnera, se pueden al menos comparar aerogeneradores con el mismo tamaño en cuanto a área barrida por el rotor, aunque fijando el tamaño del rotor, sigue siendo complicado realizar la comparación precisa de las curvas de potencia de varios aerogeneradores debido a la variación de los coeficientes de potencia dependiendo de la velocidad del viento, debido a los diferentes conceptos tecnicos, ya que los diferentes diseños de la aeroturbina van a presentar diferentes eficiencias en el rotor, en el generador eléctrico y en la caja multiplicadora si la hay. Aquí vemos la dificultad de medir bien la curva de potencia, característica primordial para calcular la energía producida por un determinado aerogenerador de pequeña potencia, y por ello la necesidad de seguir realizando ensayos que permitan disponer de datos que nos facilite realizar esta tarea con la mayor calidad posible.

Por último, si se consiguen todos los datos, podemos disponer de la curva de energía en la cual se dispone del número de horas de producción al año para cada potencia de salida y velocidad de viento de la curva de potencia, en la cual podríamos realizar estudios de sensibilidad en función por ejemplo de la altura del buje del aerogenerador. De esta manera, se pueden clasificar las horas en función de los modos de operación del aerogenerador por ejemplo, calcular el número de horas que el aerogenerador está rotando sin producir nada de energía o las horas en las cuales está reglando velocidad mediante el sistema de desorientación del rotor frente a la dirección predominante del viento.

Conclusión

Aunque la tecnología minieólica está en el mercado, falta todavía bastante investigación, desarrollo e innovación por hacer para que esta tecnología sea totalmente fiable, eficiente, silenciosa y especialmente competitiva en costes con las demás tecnologías de producción de energía conectada a red en entornos residenciales y/o urbanos ya que en lugares ventosos y remotos, para aplicaciones aisladas, ya sean conectadas a baterías o aisladas, se trata ya de una tecnología totalmente demostrada.

El desarrollo conjunto de ambas aplicaciones debe redundar en un mercado minieólico más amplio, que permita obtener la escala de mercado suficiente para obtener la tan ansiada reducción de costes de esta atractiva tecnología.

Fuente: Infopower, noviembre / diciembre 2009