Energía Eólica en Uruguay: Logros y desafíosMontevideo, Uruguay, 5 de junio de 2007.

Estimación del Potencial Eólico en Uruguay y perspectivas de estudios a realizar

José Cataldo Instituto de Mecánica de los Fluidos e IngenieríaAmbiental - Facultad de Ingeniería-UDELAR

Proyectos desarrollados en Uruguay

• Evaluación del potencial eólico en Uruguay para su aprovechamiento a gran escala 1988 - 1993

• Acuerdos con la Administración Nacional de Usinas y Transmisiones Eléctricas

• Mapa eólico• Identificación de zonas de aprovechamiento• 1500MW: Sierra de los Caracoles, Sierras de las

Ánimas, Sierras de Rocha, Cerro Largo, Cuchilla de Haedo

Potencial Eólico en el Uruguay –Gran Escala • Mapa Eólico

Evolución temporal de la velocidad media del viento

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Tiempo (horas)

Velo

cida

d (m

/s)

Evolución del viento en una hora

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

0 1000 2000 3000

Tiem po (segundos)

Velo

icda

d (m

/s)

Mediciónde velocidadmedia

Turbulencia

Difícil predicción de potencia

Curva de densidad de probabilidad.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0 5 10 15 20

Velocidad (m/s)

Frec

uenc

ia (%

)

Medida

Weibull ,k=3.4; c=6.9

•Fatiga

•Fluctuaciones de potencia

¿Qué ocurre con la energía?

∫=T

0

tPotencia.dEnergía

Energía en el periodo T

Velocidad de viento media en el periodo T

Periodo T puede ser 1 semana, 1 mes, etc.

∫=T

med dtVT

V0

.1

Resultado interesante

Energía = m . Vmed + n

Clima de vientos en el Uruguay

• Zona costera,– A 10m, Velocidad media anual

> 5m/s– Dirección más frecuente –

cuadrante ESTE

• Baja dispersión– 8.5%

22.02002

21.82001

18.62000

19.01999

19.01994

20.71993

20.91992

(km/h)Año

Vel. Media annual

Es posible predecir la energía

No existe seca de viento

Evaluación del Potencial Eólico

• Clima de vientos en el sitio de interés• Caracterizar máquina más apropiada• Energía disponible

Métodos de evaluación del Recurso Eólico

§Medida en los sitios de interés . Registros§Corta duración

§Larga duración

§Medida y tipo de terrenos. Atlas de viento. Programas comerciales

§Calculo

§Modelos físicos – Datos de campo

§Modelos encajonados

§Soluciones Particulares

§Conservación de masa-Interpolación

§Simulación numérica del flujo

§Numéricos

§Numérico Físico

Clima de viento en el sitio

140% a 170%

Túnel de viento

• Proyecto BID – CNICYT 1997 - 2000

– Estudio de la factibilidad del suministro de energía de origen eólico al sistema eléctrico nacional: Implementación de una planta piloto

– Medición en sitios remotos– Especificación y compra– Obras de infraestructura– Instalación– Operación – Mantenimiento– Ensayos

• Curva Característica– Discrepancias

• Emisiones acústicas

• Evaluación y utilización de la energía eólica a nivel autónomo

• Acuerdos con la Administración Nacional de Usinas y Transmisiones Eléctricas 1991 – 1993

• PROBIDES 1995– El Potrerillo

• Proyectos soportados por la Organización de Estados Americanos (Argentina, Paraguay, Peru, Uruguay) 2000 -2008

– Centros comunitarios: Salto, Cerro Largo – Emprendimientos productivos: Tacuarembó, Canelones,

Rocha– Desarrollo de metodología – Sociólogos

» Identificar comunidades» Caracterizar el grupo social – requerimientos de energía» Decisión compartida

Laguna de Rocha

Sistema híbrido eólico – solar fotovoltaico

Serranías de Laureles

Sistema híbrido eólico – solar térmico

• Proyectos con Intendencias Municipales

– Maldonado• Factibilidad de la instalación de aerogeneradores en el Paraje

Las Rosas– Tacuarembó

• Desarrollo de las Energías Renovables y Eficiencia Energética en el Departamento de Tacuarembó: Caso de la Energía Eólica”(PDT-BID)

– Montevideo• Factibilidad de la instalación de aerogeneradores asociados con

las plantas industriales del saneamiento de Montevideo.• Evaluación del Potencial Eólico en el Departamento de

Montevideo.

• Proyectos a Escala Industrial– ZONÁMERICA– CONAPROLE

Sintonizado de las máquinas al sitio

2121 .... CFCFPP >⇒>RP

PCF =..

13

13 ....

EE

CFCF

>

<

?

Sintonía con la demandaDías típicos del mes, año 1997

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

hora del día

[m3

/ h]

PROMEDIO DE LOS 12 DIAS TIPICOS DE CADA MES

velocidad media anual en cada hora del día

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

hora del día

m/s

Demanda

Oferta

Diferentes escalas de utilización

Escala Autónoma

Aerogenerador

PanelFotovoltaico

Viento

RadiaciónSolar

Reguladorde Carga

Batería

Generación

Acumulación deEnergía

InversorCarga enAlterna220V

Carga enContinua12V - 24V

* Electrodomésticos* Heladera - Freezer* TV - Video - Computadora* Máquinas Herramienta

* Iluminación* Telefonía* Bombeo de agua

Utilización

• Escala Industrial

Gran escala

Tehachapi

• Actividades de investigación en curso

– Análisis de eventos extremos• Características mecánicas de aerogeneradores

– Predicción de producción• Despacho

– Metodologías de evaluación del recurso eólico• Efecto de topografía, rugosidad y efectos térmicos

– Medición• Instrumentos – Medida de turbulencia

– Flujo en la estela de aerogeneradores• Déficit de producción y turbulencia

Condiciones locales para el uso

Ø Autóctona - AbundanteØ Disponible libremente en la naturalezaØ La entrada en operación se hace con la instalación de

sólo una máquina. Ø Compatible con la explotación agropecuaria. Ø Tecnología en extremo simple. Ø Fuerte consumidor de mano de obra. Ø Oportunidad para el desarrollo de diferentes sectores

industriales. Ø Fuente limpia de muy bajo efecto sobre el ambiente

Aportes en el proyecto “Programa de Energía Eólica en el Uruguay”

• Red de monitoreo del parámetro viento– Verificación de modelos– Caracterización del clima viento – Parques eólicos– Información – Predicción

• Herramienta para manejo del mapa eólico– Conocer el recurso– Micro localización

• Incrementar el conocimiento sobre el recurso eólico en el Uruguay– Regímenes de viento– Patrones climáticos– Predicción

• Colaborar – Regulación. Ambiente, Costos, Capacidades Industriales

• Capacitación– Talleres– Cursos

Potencia instalada en el mundo (2007)

Potencia (MW)

• Alemania 22247• USA 16819• España 15145• India 7850• China 5899• Dinamarca 3125• Italia 2726• Francia 2455• Reino Unido 2389• Portugal 2130• Canadá 1846• Holanda 1747• Japón 1538

Brasil 247.1Costa Rica 74

Argentina 29.8

Uruguay 0.6 (16.8)Namibia 0.3