Cálculo de la demanda de energía eléctrica de una vivienda con aplicación a la energía eólica (página 2)

Variabilidad. Una de las características
fundamentales de la energía eólica es su gran
variabilidad y la dificultad de predecir la potencia que un
parque eólico va a poder inyectar
a la red en un momento
determinado.

• Tipo de generador. En la actualidad la
  mayoría de los aerogeneradores utilizan
  máquinas asincrónicas, que no pueden fijar la
  frecuencia de red.

Sistemas aislados. La principal diferencia entre
un sistema conectado
a red y uno aislado es que este último necesita un sistema
de almacenamiento de
energía, para adaptar la generación de la
energía al consumo. El
esquema general de una instalación eólica aislada
es el mostrado en el siguiente esquema:

La salida del aerogenerador se lleva a un regulador que
se encarga de extraer la energía del molino y controlar la
carga de las baterías. A continuación, si se desea
alimentar aparatos convencionales, es necesario utilizar un
ondulador (inversor) que transforme la tensión continua en
tensión alterna de 220V, 50 Hz. Este sistema puede recibir
energía procedente de otras fuentes
renovables como paneles solares.

Fuente: Evaluación
Energética Comparativa de un Sistema Híbrido
Eólico-Fotovoltaico (SHEFV) de Baja Potencia para la
Electrificación de una Vivienda Urbana (Tesis).

¿Qué instalación me
interesa?

Pequeño aerogenerador. En este punto vamos
a analizar cómo podemos estimar la energía que
vamos a obtener mediante un aerogenerador, para ver si puede
satisfacer nuestras necesidades. Para poder calcular esta
energía, debemos partir de dos datos:

• Distribución de velocidad de viento en el
  emplazamiento. Como hemos visto anteriormente, esta
  distribución nos indica el número de horas en
  la que tenemos una determinada velocidad de
  viento.

• Curva de potencia el aerogenerador. Esta es
  una curva que proporciona el fabricante y que indica la
  potencia generada para cada velocidad de viento.

Ejemplo1: Supongamos que tenemos una
localización que presenta la distribución del viento que se muestra en la
figura y vamos a instalar un aerogenerador de 0.25kW (250W) de
potencia nominal, que presenta una curva de potencia:

Si queremos estimar la energía total que
obtendremos en un año, debemos hacer los cálculos
que se reflejan en la siguiente tabla:

Vemos que el aerogenerador de 0.25kW (250W) podemos
generar 1186.15 kWh, energía suficiente para abastecer a
una vivienda. Según la tabla de costes a
continuación, la instalación estudiada
costaría unos 3,800 ,¬.

¿Cuál sería el costo de la
instalación?

Para poder calcular el coste de la instalación,
vamos a suponer que se trata de una instalación aislada en
la cual necesitaremos, además del aerogenerador, un
regulador, unas baterías y un ondulador.

Los precios
orientativos de distintos aerogeneradores se muestran en la
siguiente tabla:

Tabla ?2. Cálculo de
Costes

Fuente: Guía de las
energías renovables aplicadas a las pymes.

Elaboración:
propia-2009.

Ejemplo 2: En este caso vamos a realizar el
cálculo al revés que en el ejemplo anterior. Vamos
a estimar el consumo de energía
eléctrica de una vivienda a partir del cual
determinaremos la instalación adecuada.

Si suponemos que en el emplazamiento del molino
disponemos de 3 horas equivalentes de viento al día (es
decir, la energía media captada en un día es 3
multiplicado por la potencia nominal del generador),
necesitaremos de:

Por tanto, entre los aerogeneradores que se muestran en
la tabla de costes, elegiremos el de 1.500 W.

Coste = 3.300,¬ + 3.500,¬ +
4.000,¬ = 10.800,¬

Resultados

Se hizo la estimación del consumo de
energía eléctrica de una vivienda urbana, en la
ciudad de Tacna (Tacna-Perú), los resultados obtenidos (la
potencia es una aprox. de su verdadero valor y las
horas son supuestas), se pueden ver en los siguientes
cuadros:

A diferencia de los casos anteriores, se comenzó
por el cuadro ?1, luego se procedió a realizar los
gráficos y después se estimó
el consumo de energía eléctrica de una
vivienda.

Cuadro ?1

Cuadro ?2

Cuadro ?3

Cuadro ?4

Fuente: Evaluación Energética
Comparativa de un Sistema Híbrido
Eólico-Fotovoltaico (SHEFV) de Baja Potencia para la
Electrificación de una Vivienda Urbana
(Tesis).

Elaboración:
propia-2009.

Conclusión

Es importante conocer el viento local de la
región (dirección y velocidad)
así también que tipo de aerogenerador se requiere.
Se puede notar la diferencia entre los sistemas
conectados a red y los sistemas aislados. Es notorio que entre
más grande es el aerogenerador más costosa es la
instalación.

Tener conocimientos previos del viento y de
aerogeneradores es importante para poder realizar estas
estimaciones.

Referencias
bibliográficas

• 1. Bayod Á. y otros; GUÍA DE LAS
  ENERGÍAS RENOVABLES APLICADAS A LAS PYMES;
  Tacna-Perú; Editorial Santa María; 1969; en:
  http://www.conectapyme.com/files/publica/Guia_E_Renovables.pdf

• 2. Pacco K. Evaluación Energética
  Comparativa de un Sistema Híbrido
  Eólico-Fotovoltaico (SHEFV) de Baja Potencia para la
  Electrificación de una Vivienda Urbana (Tesis). 2009:
  Tacna.

• 3. Pacco K. Evaluación Energética
  Comparativa de un Sistema Híbrido
  Eólico-Fotovoltaico (SHEFV) de Baja Potencia para la
  Electrificación de una Vivienda Urbana (Perfil). 2009:
  Tacna.

Autora:

Bach. Karina P. Ramírez

Escritora/Física/Investigadora
y desarrolladora experimental en energías renovables y
software.

Datos del artículo:

Fecha de realización: 25 de Junio del
2009

CATEGORÍA: Tecnología

Tacna, Perú