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IER INGENIERIA EN ENERGIAS RENOVABLES
ENERGIA EÓLICA EN LA ZONA COSTERA DE YUCATÁN
INGENIERIA EN ENERGIAS RENOVABLES
ALVARO JOSE AMELIO AGUILAR AGUILAR
INDICE DE CONTENIDOÍNDICE DE TABLAS....................................................................................................................iii
ÍNDICE DE FIGURAS...................................................................................................................iv
CAPÍTULO I....................................................................................................................................1
1.1 Planteamiento Del Problema......................................................................................................1
1.2 Antecedentes...............................................................................................................................1
1.3 Objetivos De Investigación........................................................................................................2
1.3.1 Objetivó General.................................................................................................................2
1.3.2 Objetivos Específicos..........................................................................................................2
1.3.2.1...........................................................................................................................................2
1.3.2.2...........................................................................................................................................2
1.3.2.3...........................................................................................................................................2
1.4 Justificación................................................................................................................................3
Impacto Social.......................................................................................................................3
Impacto Económico...............................................................................................................4
Impacto Tecnológico.............................................................................................................4
Impacto Ambiental................................................................................................................5
1.6 Viabilidad De La Investigación..................................................................................................6
1.6.1 Delimitaciones.....................................................................................................................6
1.6.2 Alcances..............................................................................................................................6
1.6.3 Limitaciones........................................................................................................................7
CAPITULO II...................................................................................................................................8
Marco Teórico..................................................................................................................................8
CAPITULO III...............................................................................................................................13
Marco Contextual...........................................................................................................................13
CFE - Generación.......................................................................................................................15
CFE- Generación por fuente.......................................................................................................16
Total de centrales de CFE sin Zona Centro................................................................................17
Eoloeléctricas.............................................................................................................................18
Herramienta Utilizada para Recolectar Información..................................................................19
Potencia......................................................................................................................................21
Curva de Potencia.......................................................................................................................21
Vientos Locales: Brisas Marinas................................................................................................22
Publicacion.................................................................................................................................23
Condiciones Meteorológicas Actuales.......................................................................................23
Pronóstico de vientos relevantes en la República Mexicana a mayo 2013................................24
Cálculos de demanda de consumo Mensual de baja potencia en Kw/h.....................................26
Selección un Aerogenerador de baja potencia arriba de 1.5 Kw/h............................................27
Partes de un Sistema Eólico......................................................................................................28
CAPITULO IV...............................................................................................................................30
Análisis de Resultados................................................................................................................30
Observaciones.............................................................................................................................30
CAPITULO V................................................................................................................................32
Conclusiones...............................................................................................................................32
ÍNDICE DE TABLASTabla 1.Capacidad efectiva instalada por tipo de generación al mes de marzo de 2013...............15Tabla 2.Generación por fuente, Tipo de generación y Porcentaje.................................................16Tabla 3.Centrales CFE, Tipo, Cantidad, y Capacidad efectiva instalada (MW)............................17Tabla 4.Eoloeléctricas, Cantidad de Unidades, Capacidad efectiva instalada(MW) y Ubicación.18
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Potencial Eólico Estimado en México..............................................................................9Figura 2. Potencial Eólico Estimado en Yucatán (nrel-windmap).................................................10Figura 3. Potencial Eólico Estimado en Yucatán (3tier.com)........................................................11Figura 4.Instituto de Investigaciones Eléctricas Densidad de Potencia del Viento a 80 Metros.. 13Figura 5.Distribución geográfica del recurso potencial eólico.......................................................14Figura 6.Curva de potencia de un aerogenerador 15 kW a 25 m/s................................................22Figura 7.República Mexicana vientos significativos 04/05/2013..................................................24Figura 8.República Mexicana vientos significativos 05/05/2013..................................................25Figura 9.República Mexicana vientos significativos 06/05/2013..................................................25Figura 10.Aeriogenerador Nohana3000-SWG...............................................................................27Figura 11.Potencia Aerogeneradores 3Kw & 5 Kw Nohana-SWG...............................................27Figura 12.Circuito Eléctrico de Sistema Eólico.............................................................................29
CAPÍTULO I
1.1 Planteamiento Del Problema
En la actualidad el encarecimiento en recursos energéticos siendo más concreta la
electricidad es una necesidad primaria para el sano desarrollo de los habitantes en una
determinada población esto hace que sea limitado y/o inaccesible para ciertos sectores de escasos
recursos económicos. Esto aunado a un mal uso y aprovechamiento de los mismos genera un
grave problema social y económico para las personas lo que degenera una calidad de vida baja.
1.2 Antecedentes
Un parque eólico es un conjunto de aerogeneradores que se utilizan para la producción de
energía eléctrica a través de la fuerza eólica.
Los parques eólicos pueden instalarse, bien en la tierra o en el mar. Las instalaciones más
comunes son las que se realizan en tierra, mientras que las segundas se encuentran en una primera
fase de explotación.
El tipo de aerogenerador puede ser variable, y depende fundamentalmente de la superficie
disponible y de las características del viento en la zona. Antes de montar un equipo eólico se
estudia la fuerza eólica en el lugar de interés elegido durante un tiempo que suele ser a un año.
Para ello se instalan veletas y anemómetros. Con los datos recogidos se traza una rosa de los
vientos que indica las direcciones predominantes del viento y su velocidad.
1.3 Objetivos De Investigación
1.3.1 Objetivó General
Determinar las condiciones y requerimientos de energía en una zona costera en donde sea
posible la implementación de un equipo eólico de baja potencia.
1.3.2 Objetivos Específicos
1.3.2.1Realizar una investigación sobre las condiciones climáticas en la región costera de
Yucatán. Así como un estudio de las condiciones climáticas que se presentan a lo largo de las
estaciones durante el año. Se consideraran las velocidades o rachas de viento, la dirección del
viento, fuerzas de sustentación, las temperaturas en la zona, vapor de agua, humedad,
precipitaciones con la finalidad de conocer las direcciones predominantes del viento y su
velocidad.
1.3.2.2Establecer si las condiciones del terreno o emplazamiento son aptas para el
aprovechamiento de un aerogenerador de baja potencia.
1.3.2.3Analizar el impacto en la fauna de la zona para las especies que habitan en el lugar, así
como considerar si el aerogenerador representaría un grave riesgo para dichas especies.
1.4 Justificación
La investigación pretende analizar, si existen las condiciones necesarias para la
instalación de aerogeneradores de baja potencia. Mediante un estudio que contemple las
condiciones del terreno y garantice la viabilidad atendiendo a diferentes criterios de rentabilidad
y sustentabilidad del mismo equipo eólico.
Los sistemas de energía eólica cuentan con una de las mejores relaciones costo/beneficio
para aplicaciones de energías renovables en los hogares. Dependiendo del recurso eólico una
turbina eólica puede reducir la factura eléctrica a mediano y largo plazo entre el 50 y el 90%, y
ayudar a evitar los altos costos en consumo de energía eléctrica para viviendas de bajo y muy
bajo consumo de energía además de no ser una fuente contaminante de emisiones de carbono.
Impacto Social
El desarrollo social de una región se encuentra estrechamente ligada con la gestión y
potenciación de su territorio. Esto es debido a todas las actividades sociales que se realizan su
territorio para su desarrollo. Lo cual constituye un pilar social para la sociedad. Asimismo, el
medio natural representa una de las principales fuentes de riqueza, por lo que su adecuada gestión
y su protección son fundamentales para asegurar la calidad de vida de sus habitantes.
Impacto Económico
Obedeciendo al origen del recurso eólico una turbina eólica puede reducir la cuota de
energía eléctrica demandada, y ayudar a evitar altos costos y obtención de energéticos para sitios
remotos, prevenir limitaciones de energía, además de no ser contaminante.
Impacto Tecnológico
La energía eólica es una fuente de energía renovable que proviene en última instancia del
sol; es limpia, inagotable y con grandes perspectivas de desarrollo.
La energía que posee el viento es función cúbica de su velocidad, de tal forma que cuando la
velocidad del viento crece de manera lineal su energía lo hace de manera exponencial; cuando la
velocidad se duplica (se multiplica por 2), su energía se multiplica por 8 (23 = 2 x 2 x 2).
Para el aprovechamiento de la energía eólica el ser humano ha ideado variados artefactos
a lo largo de toda la historia (barcos, molinos para moler grano, extraer agua, etc.) y en la
actualidad para generación de energía eléctrica, siendo el aerogenerador multípara de eje
horizontal el tipo de máquina que abarca prácticamente todo el mercado eólico. El principio de
funcionamiento de este tipo de aerogeneradores se basa en la incidencia del viento sobre las palas
que están orientadas un cierto ángulo con respecto a este, lo que provoca que la fuerza del viento
presente dos componentes, uno perpendicular a la dirección del viento y que será el que provoque
el movimiento de rotación del rotor y otro paralelo a la dirección del viento que no actúa sobre el
movimiento de giro.
Estas características de funcionamiento y estructura hacen que los aerogeneradores de eje
horizontal presenten una serie de limitaciones:
Funcionan a velocidades medias del viento: a velocidades bajas el viento no ejerce sobre
ellos la suficiente fuerza como para moverlos y a velocidades altas la energía del viento es tan
poderosa que los destruiría por lo que son desconectados para evitar desperfectos.
Rentabilidad reducida: se mantienen gracias a que la fuente de energía es gratuita y a que
las empresas instaladoras perciben importantes subvenciones por parte de los Estados e
Instituciones.
Fuerte impacto medioambiental: debido a la elevada altura de las torres y dimensiones del
rotor tienen un gran impacto visual y paisajístico. Además su estructura y funcionamiento los
hacen altamente peligrosos para las aves circundantes, especialmente las planeadoras, muchas de
ellas en peligro de extinción.
Impacto Ambiental
Las rutas de vuelo migratorio de las aves son grupos de trayectorias predominantes que
siguen las aves en su migración, que suelen seguir un patrón característico para cada región,
determinado por las características geográficas. Las aves terrestres suelen realizar sus
migraciones mayormente sobre los continentes e islas y van contorneándolos evitando cruzar
sectores marinos muy amplios. Las aves acuáticas, costeras y marinas prefieren rutas a lo largo de
los ríos, las costas o sobre los océanos aunque también pueden atravesar territorios continentales.
1.6 Viabilidad De La Investigación
Dada que la zona costera de Yucatán se encuentra situada en la cabecera de la península la
posiciona en una ubicación donde se generan masas de aire calientes y masas de aire frio que
provenientes del norte de E.U. dando algunas condiciones propicias para su aprovechamiento del
recurso eólico siendo que son necesarias velocidades medias para poder considerar las variables
que dan la pauta para establecer los parámetros y características del generador eólico.
1.6.1 Delimitaciones
La instalación de un aerogenerador de baja potencia pretende satisfacer las necesidades de
recurso energético con cierto grado de autonomía. La finalidad última es plantear un desarrollo
sostenible para satisfacer las necesidades de las personas.
1.6.2 Alcances
Generación de electricidad con capacidad de interconexión a la red eléctrica.
Aprovechamiento de un recurso natural prácticamente infinito.
Impacto visual en al paisaje, como también un impacto mínimo de ruido.
Posibles daños irreversibles a la población de aves.
1.6.3 Limitaciones
En el aspecto energético un desarrollo sostenible implicaría tres aspectos vitales para su
implementación:
Disponibilidad de recursos existentes.
Implementación de tecnología de punta.
Consecuencias a la biosfera de la biosfera en la zona.
CAPITULO II
Marco Teórico
La energía eólica o de los vientos se origina debido a la radiación solar. Se puede decir
que este tipo de energía es una transformación de la energía solar que produce una diferencia en
la densidad del aire en la atmosfera terrestre, lo que genera el movimiento de las masas de aire
con distintas densidades y temperaturas. (Talayero Navales, Ana Patricia, 2008:8).
El aprovechamiento de esta energía se realiza con distintos dispositivos (máquinas
eólicas) y sistemas, a partir de las necesidades que se tenga, estas máquinas son capaces de
transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable. (José Roldán Viloria,
2008:22). La producción de energía eléctrica se realiza a través de aerogeneradores los cuales la
energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un
generador, normalmente un alternador el cual produce la energía eléctrica que es distribuida
después de su transformación y de adecuarla a las condiciones nominales del sitio.
La energía eólica es una de las llamadas energías renovables con mayor desarrollo
tecnológico. Se estima que aproximadamente 1.29*109 MW se podrían producir a partir de la
energía eólica a nivel mundial. Esta cantidad representa más de 20 veces las necesidades de
consumo de todo el mundo. El costo por kWh en energía eólica es menor al costo del kWh
generado a partir de energía solar, esto hace que la energía eólica juegue un papel principal en el
suministro energético en este siglo.
En cuanto a la instalación de energía eólica en México se ha incrementado a partir del
2007, llegando en 2009 a un total de 203MW instalados México tiene extensas zonas con
excelentes recursos eólicos. El siguiente mapa muestra los en los que se ha estimado que existe
potencial eólico. (Enríquez Harper, México ,2011:28).
Figura 1. Potencial Eólico Estimado en México
De estos lugares, el que presenta de momento mayor potencial eólico es el Estado de
Oaxaca, en concreto la zona del Istmo de Tehuantepec. En el 2003 se confeccionó un Atlas de
Recursos Eólicos para esta zona y resultó que la potencia instalable al sur del Istmo es de 15.000
MW, siendo 6.000 MW rentables de acuerdo al actual marco regulatorio federal y 9.000 MW
viables en el largo plazo. De esta manera se demostró que Oaxaca posee uno de los mejores
recursos eólicos del mundo. El Istmo de Tehuantepec que cuenta con una media de velocidad del
viento de 10 m/s posee amplias zonas donde el potencial del recurso es excelente.
Baja California, es la segunda mejor región ya que a parte de su potencial eólico, tiene
una gran extensión geográfica y baja densidad de población. Su potencial varía entre unos 1000
MW a 3000 MW. (Enríquez Harper, México ,2011:28).
Figura 2. Potencial Eólico Estimado en Yucatán (nrel-windmap)
Fuente http://www.nrel.gov/wind/images/mexico-yucatan-windmap.gif
En concreto, en la Península de Yucatán: el Cabo Catoche, la costa de Quintana Roo y el
Oriente de Cozumel son zonas con un potencial eólico interesante, particularmente para
contribuir a los requerimientos de generación de energía eléctrica para la propia península. En el
altiplano norte y la región central también poseen zonas con importante potencial. (Enríquez
Harper, México ,2011:28).
Figura 3. Potencial Eólico Estimado en Yucatán (3tier.com)
Fuente: http://www.3tier.com/firstlook/#
(Enríquez Harper, México ,2011:28). Gracias a los mecanismos propuestos en el
Protocolo de Kioto para disminuir las emisiones de CO2 se ha logrado mejoras la rentabilidad de
los proyectos en los países en desarrollo, lo que favorece que los inversores apuesten por este tipo
de proyectos. Aunque esta mejora de la rentabilidad siempre depende del precio de venta de la
tonelada de CO2. El desarrollo eólico mundial se ha visto favorecido por estos mecanismos.
México ocupa el tercer puesto en número proyectos registrados con 1272 MW de capacidad
eólica planificada.
(Enríquez Harper, México ,2011:28). Muchos de los proyectos que se están desarrollando
en la actualidad en México están validados como MDL o bien en proceso de registrarse. A pesar
de todo ello, México enfrenta una serie de problemas que limitan el desarrollo de la energía
eólica como la carencia de una red de transmisión adecuada para la evacuación de la energía
eléctrica desde los puntos de generación hasta los puntos de consumo o la localización y uso del
suelo, pues la mayoría de recursos eólicos se encuentran en tierras regidas por comunidades
agrarias, lo cual dificulta el proceso de negociación y venta.
CAPITULO III
Marco Contextual
El potencial eólico del país no ha sido evaluado de manera exhaustiva. Se han realizado,
sin embargo, evaluaciones del recurso en regiones específicas. En particular el Laboratorio
Nacional de Energías Renovables de los Estados Unidos ha coordinado la realización de mapas
eólicos para Oaxaca (véase la Ilustración), Baja California Sur, las costas de Yucatán y de
Quintana Roo y las franjas fronterizas de los estados de Baja California, Sonora y Chihuahua.
Estos mapas se han realizado conjuntando información de estaciones meteorológicas con técnicas
de prospección remota.
Fuente: http://www.renovables.gob.mx/portal/
En México se han identificado diferentes zonas con potencial para la explotación eólica
para la generación eléctrica, entre ellas destacan la zona del istmo de Tehuantepec, en el estado
de Oaxaca, La Rumorosa en el estado de Baja California, así como en los estados de Zacatecas,
Hidalgo, Veracruz, Sinaloa, y en la Península de Yucatán. A finales de 2009, la capacidad
instalada de generación eólica superaba los 250 MW de potencia, mientras que la capacidad
autorizada está en torno a los 2.300MW, por lo que existe parte de la capacidad que aun esta en
desarrollo.
El desarrollo de estos proyectos eólicos en México es consecuencia de una combinación
de inversión comercial y extranjera. La Asociación Mexicana de Energía Eólica estima que el
potencial de capacidad es de 10.000 MW. Por otro lado, los estudios del Instituto de
Investigaciones Eléctricas establecen un potencial competitivo en 5.000MW y un potencial
Figura 4.Instituto de Investigaciones Eléctricas Densidad de Potencia del Viento a 80 Metros.
probable en 15.000 MW. La perspectiva de desarrollo que maneja la Comisión Federal de
Electricidad (CFE) es de 7.000 MW. El siguiente mapa se muestra la localización y el avance de
los proyectos eólicos.
Figura 5.Distribución geográfica del recurso potencial eólico
Fuente: CFE
CFE - Generación.
* Capacidad efectiva instalada por tipo de generación al mes de marzo de 2013.
Tipo de generación Capacidad efectiva en MW Porcentaje
Termoeléctrica 22 678.23 44.05%
Hidroeléctrica 11 266.78 21.88%
Carboeléctrica 2 600.00 5.05%
Geotermoeléctrica 823 .40 1.60%
Eoloeléctrica 86.75 0.17%
Nucleoeléctrica 1 610.00 3.13%
Fotovoltaica 1.00 0.002%
Termoeléctrica (Productores Independientes) 11 906.90 23.13%
Eólica (Productores Independientes) 510.85 0.99%
Total 51 483.91 100%
Tabla 1.Capacidad efectiva instalada por tipo de generación al mes de marzo de 2013
Fuente:http://www.cfe.gob.mx/ConoceCFE/1_AcercadeCFE/Estadisticas/Paginas/Generacion.aspx
CFE- Generación por fuente.
Tipo de generación Porcentaje
Geotermia 2.54%
Carbón 6.83%
Nuclear 5.03%
Eólica 0.10%
Fotovoltaica 0.005%
Productores independientes 33.81%
Hidráulica 5.91%
Hidrocarburos 45.78%
Tabla 2.Generación por fuente, Tipo de generación y Porcentaje
Fuente:http://www.cfe.gob.mx/ConoceCFE/1_AcercadeCFE/Estadisticas/Paginas/Generacion.aspx
Total de centrales de CFE sin Zona Centro.
*Al mes de marzo 2013
Tipo Cantidad de centrales Capacidad efectiva instalada (MW)
Termoeléctricas 26 11 698.60
Turbogás 30 1 827.08
Geotermoeléctricas 7 823.40
Diesel 9 251.82
Nucleoeléctricas 1 1 610.00
Ciclo Combinado 13 6 122.38
Dual 1 2 778.36
Carboeléctricas 2 2 600.00
Hidroeléctricas 64 11 266.78
Eoloeléctricas 3 86.75
Fotovoltaica 1 1.00
Total: 157 39 066.16
Tabla 3.Centrales CFE, Tipo, Cantidad, y Capacidad efectiva instalada (MW)
Fuente:http://www.cfe.gob.mx/ConoceCFE/1_AcercadeCFE/Estadisticas/Paginas/Generacion.aspx
Eoloeléctricas.
CFE sin Zona Centro.
Nombre de la central Cantidad de unidades
Fecha de entrada en operación
Capacidad efectiva instalada (MW)
Ubicación
Guerrero Negro 1 02-abr-1982 0.60 Mulegé, Baja California Sur
Yuumil'iik 1 01-Jul-2011 1.5 Benito Juárez, Quintana Roo
La Venta 104 10-Nov-1994 84.65 Juchitán, Oaxaca
Tabla 4.Eoloeléctricas, Cantidad de Unidades, Capacidad efectiva instalada(MW) y Ubicación
Fuente: http://www.cfe.gob.mx/ConoceCFE/1_AcercadeCFE/Estadisticas/Paginas/Centrales-generadoras.aspx
Herramienta Utilizada para Recolectar Información
El conjunto de datos eólico mundial 3TIER es la primera herramienta de alta resolución,
para evaluación del recurso eólico metodológicamente consistente de extensión mundial. Las
simulaciones por ordenador utilizando un modelo de predicción numérica del tiempo a mes o
escala forman la base del conjunto de datos. El conjunto de datos contiene valores por hora
durante un período de 10 años, en una red de resolución de 2 minutos de arco (unos 5 km) que
cubre todas las zonas continentales y cercanas a la costa entre los 60 ° S y 70 ° N. Este
documento describe un estudio de validación de la 3TIER conjunto de datos mundiales de viento
en un área de 14 ° N a 33 ° N y 118 ° W a 86 ° W. Esta área abarca todo México continental.
En la práctica, la potencia que se obtiene en el aerogenerador es menor que la obtenida
con la expresión teórica indicada precedentemente, donde influye directamente el diseño del
aerogenerador, alcanzando un valor máximo de 0.59 de la potencia teórica. En relación con la
producción de energía eléctrica, los diseños más utilizados corresponden a los aerogeneradores de
eje horizontal de tres palas. Estos se diseñan para funcionar, en general, en un rango de
velocidades de viento entre 4 y 25 m/s. Las velocidades bajo el límite inferior no permiten el
aprovechamiento de energía útil esto es apreciable en las gráficas de curvas de potencia, las que
están sobre el límite superior (velocidad de corte), se evitan por razones de seguridad estructural
del equipo.
En la península de Yucatán, predominan los vientos alisos, cuyo origen se encuentra en el
mayor calentamiento de la región Ecuatorial, y dependiendo de estación cambian de intensidad y
dirección. Así existen temporadas de vientos muy fuertes que son debidos a fenómenos tales
como los nortes que se presentan durante los meses de diciembre a febrero, y los que se asocian a
las perturbaciones tropicales de la temporada de huracanes que comprende los meses de julio a
noviembre.
Potencia
La energía eólica disponible en una determinada zona es función de la velocidad (υ), del
área (A) barrida por las palas del molino y de la densidad (ρ) del aire. De esta forma, y aplicando
los principios de la física (mecánica clásica), se obtiene la expresión teórica de la potencia
disponible.
Potencia(W )=0.5 ρA v3
Curva de Potencia
Para poder estimar la energía obtenida por un aerogenerador debemos disponer de la
distribución de velocidad del viento del sitio y contar con la curva de potencia del aerogenerador
entregada por el fabricante. Dicha curva de potencia indica cual será la potencia generada por el
aerogenerador para las distintas velocidades de viento. La curva de potencia se obtiene
empíricamente y es entregada por el fabricante del aerogenerador. Por otro lado debemos tener en
cuenta que el aerogenerador requiere una velocidad de viento mínima para poder operar
(velocidad cut-in), que oscila alrededor de 3m/s a 5m/s. Además, si la velocidad del viento es
muy elevada, puede reducir la vida útil del equipo, razón por la cual existe un valor de velocidad
máxima (velocidad de cut-out) por encima de la cual el aerogenerador no opera. Este último
parámetro se encuentra alrededor de los 25 m/s.
La curva de potencia de un aerogenerador es un gráfico que indica cuál será la potencia
eléctrica disponible en el aerogenerador a diferentes velocidades del viento.
Figura 6.Curva de potencia de un aerogenerador 15 kW a 25 m/s
Fuente:http://www.motiva.fi/myllarin_tuulivoima/windpower%20web/es/tour/wres/pow/index
Vientos Locales: Brisas Marinas.
Aunque los vientos globales son importantes en la determinación de los vientos
dominantes de un área determinada, las condiciones climáticas locales pueden influir en las
direcciones de viento más comunes. Los vientos locales siempre se superponen en los sistemas
eólicos a gran escala, esto es, la dirección del viento es influenciada por la suma de los efectos
global y local. Cuando los vientos a gran escala son suaves, los vientos locales pueden dominar
los regímenes de viento.
Publicacion.
http://app.cfe.gob.mx/Aplicaciones/QCFE/Meteorologico/WebForms/Bol_3dias.aspx
Fecha: 2013/05/03 Hora del centro: 14:00:00 No. 53
Periodo de validez: del 04 al 06 de mayo del 2013
Condiciones Meteorológicas Actuales.
El frente frío No. 42 se extiende desde Tabasco hasta el Occidente de la Península de
Yucatán y continía0 como frente estacionario sobre el interior del país, esta situación ocasionará
inestabilidad atmosférica en el oriente, sur y sureste, así como en algunas zonas del centro,
noreste y norte de la República Mexicana. Soplará "norte" de 40 a 70 km/h con rachas de 100
km/h en el litoral del Golfo de México, Golfo e Istmo de Tehuantepec.
El resto de La República Mexicana se encuentra bajo la influencia de aire marítimo
tropical, el cual se asocia con una corriente en chorro en la altura, ocasionará inestabilidad
atmosférica en la Península de Yucatán, sureste, así como el resto del noroeste de la República
Mexicana. Soplarán vientos variables de 30 a 50 km/h en este último lugar y en la Península de
Baja California soplarán vientos del suroeste de la misma intensidad. Tiempo estable y sin lluvias
en el resto del territorio nacional.
Pronóstico de vientos relevantes en la República Mexicana a mayo 2013.
El día 4 de mayo soplará norte de 30 a 50 km/h con rachas de 70 km/h en el sur del litoral
del Golfo de México y el Golfo e Istmo de Tehuantepec. Soplarán vientos del noroeste de 30 a 50
km/h en el norte de la Península de Yucatán. Los días 5 y 6 de mayo soplarán vientos del noreste
de 30 a 50 km/h en el litoral del Golfo de Tehuantepec. El día 6 de mayo soplarán vientos del
variables de 30 a 50 km/h en el noroeste del país. En el resto de la República Mexicana, no se
esperan vientos significativos.
Figura 7.República Mexicana vientos significativos 04/05/2013
Figura 8.República Mexicana vientos significativos 05/05/2013
Figura 9.República Mexicana vientos significativos 06/05/2013Fuente: http://app.cfe.gob.mx/Aplicaciones/QCFE/Meteorologico/WebForms/Bol_3dias.aspx
Cálculos de demanda de consumo Mensual de baja potencia en Kw/h.
Aparato Potencia Uso Promedio Energía Mensual
Iluminación (Watts) Diario(h) Consumida(Kw/h)10 Lámparas Fluorescentes de 36 W 360 8 86.410 Lámparas Fluorescentes de 20 W 200 8 48
Grandes ArtefactosNevera 600 24 432
Microondas 800 1 24Climatización
Ventilador Portátil 90 6 16.2Ventilador Techo 60 6 10.8
Pequeños ArtefactosAspiradora 800 1 24
Cafetera 900 1 27Plancha 1000 1 30Secadora 700 1 21
Equipos ElectrónicosTelevisor 100 3 9
Minicomponente 70 3 6.3Laptop 100 4 12
TOTALES 5,780 W 67 h 747 Kw/h
747 Kw/h / 720 horas de un Mes = 1.037 Kw/h
Selección un Aerogenerador de baja potencia arriba de 1.5 Kw/h.
Figura 10.Aeriogenerador Nohana3000-SWG
Figura 11.Potencia Aerogeneradores 3Kw & 5 Kw Nohana-SWG
Partes de un Sistema Eólico.
1. La turbina eólica o aerogenerador - Está compuesto por todos los elementos que se
encuentran en la parte superior de la torre.
2. La torre de soporte del Aerogenerador. - Estará sometida a todas las cargas componentes de
un sistema de fuerzas que actúan sobre el aerogenerador y su estructura.
3. El cuadro de control o sistema de control. - constituye un punto de conexión central entre la
turbina, las baterías y las cargas.
4. Un interruptor con un fusible eléctrico de seguridad. - Su función es desconectar la turbina
en casos de viento extremo, así como el control de la carga de baterías. Este puede estar
incorporado en el sistema de control.
5. El banco de baterías su función es proporcionar la energía. - suficiente para satisfacer la
demanda en un cierto número de días de calma.
6. El inversor que convierte la corriente directa en alterna.
7. Rectificador de corriente alterna en corriente directa. - Esto es necesario en caso de que el
generador eléctrico suministre corriente alterna y el rectificador no esté incorporado en la turbina
eólica.
Figura 12.Circuito Eléctrico de Sistema Eólico
Fuente: http://www.endesa.cl/rse/publica/
CAPITULO IV
Análisis de Resultados
Observaciones
Enfocándose en la aplicación a pequeña escala de la energía eólica y a su vez en las
posibilidades de su aprovechamiento en sitios aislados se plantean las siguientes aplicaciones de
las cuales se obtendrá un beneficio importante para el sitio. Para el desarrollo de este documento
se tomó como punto de partida la zona de la península de Yucatán, esta elección tiene como
sustento los siguientes puntos:
Es una de las zonas que presenta mejores oportunidades en cuanto al desarrollo de
proyectos en energía eólica. Cuenta con un potencial muy elevado en cuanto a energía solar y
energía eólica.
En esta zona se localizan diversas poblaciones donde la mayoría de la gente es de escasos
recursos. El hecho de poner a su disposición y alcance servicios como agua potable y electricidad
a muy bajo costo es de gran interés para estas poblaciones.
El área seleccionada presenta un crecimiento en el sector turístico y el área de este sector
conocida como turismo ecológico. Estos representan oportunidades importantes para la
implementación y crecimiento del aprovechamiento de la energía eólica en el país ya que no solo
es interesante para el desarrollador del proyecto eólico y de producción sino también del sector
turístico ya que puede ser una forma de promocionarse ellos mismos.
Existen áreas que, debido a la localización geográfica carecen de la infraestructura
adecuada para satisfacer las necesidades básicas y suministrar los servicios en los que se enfoca
esta investigación sobre Energía Eólica en la Zona Costera de Yucatán.
Los Aerogeneradores SWG están especialmente indicados para su uso en instalaciones
“fuera de red” o más comúnmente conocidas como “instalaciones de auto consumo, ya que son
capaces de generar energía suficiente para cargar baterías desde 300Ah hasta 18.000Ah.
3 Kw 5 Kw
Potencia Nominal 3 Kw 5 Kw
Voltaje Normal 240 V 240 V
Diámetro del Aspa 4.5 m 6.4 m
Velocidad del Viento Inicial 2 m/s 2.5 m/s
Velocidad del Viento Nominal
10 m/s 10 m/s
Velocidad del Viento Máxima 45 m/s 45 m/s
Orientación Eléctrica Hidráulico
Velocidad de Rotación 220 r/m 200 r/m
Altura Total 12 m 12 m
Batería recomendada 20 uds de 12V 200Ah 20 uds de 12V 300Ah
Inversor Senoidal y Controlador
Controlador, Descargador e Inversor
Controlador, Descargador e Inversor
CAPITULO V
Conclusiones