Energía Limpia
Energía Eólica
Sobre
La energía eólica se produce convirtiendo el movimiento del aire en energía mecánica, usualmente a través del uso de una turbina. La energía eólica ha sido a menudo la opción primera de energía renovable de muchos países alrededor del mundo. Durante décadas, la energía eólica ha visto un enorme crecimiento en el desarrollo de proyectos y continúa avanzando en la eficiencia y mejoras tecnológicas que han empujado los límites donde se desplegan las turbinas. En los últimos años, la energía eólica ha visto un aumento de la atención con el menor costo de despliegue en aplicaciones off-shore. Las inversiones eólicas off-shore en el norte de Europa y Asia oriental han ampliado los recursos energéticos potenciales disponibles en las economías desarrolladas y en desarrollo por igual y señalan un futuro brillante para el desarrollo de la energía eólica en todo el mundo.
Escala de Recursos
Si bien los recursos de energía eólica en el Perú son modestos, incluso en comparación con otros países de Latinoamérica, el recurso potencial es suficiente para desempeñar un papel importante en el perfil de generación de energía del país. Por una estimación, Perú podría instalar tanto 22,000MW de energía eólica, de los cuales sólo 240MW está actualmente en operación[1][2]. Gran parte de este potencial existe como recurso off-shore.
Los recursos eólicos son los más destacados a lo largo de la costa norte en los departamentos de Tumbes, Piura y La Libertad, así como a lo largo de la costa sur-central en los departamentos de Ica y Arequipa. El siguiente mapa ilustra la disponibilidad de recursos eólicos a lo largo de la costa peruana[3]. Algunos recursos eólicos significativos existen en los departamentos interiores, pero están enmarcados por terrenos difíciles y falta de acceso a la necesaria infraestructura de transporte y transmisión de energía que prevalece a lo largo de la costa pacífica.
Hay una buena cantidad de datos que detallan el recurso eólico disponible en el Perú recolectado por MINEM, el Ministerio de Energía y Minas de Perú. Una evaluación de la energía del viento de 2016 indicó regiones para apuntar para el futuro desarrollo de la energía del viento como indicado en el mapa abajo (velocidades del viento a la altura del cubo de 100 m)[4].
Tipos de Tecnología
Turbinas Verticales vs Horizontales
El desarrollo moderno y a gran escala de la energía eólica se ha caracterizado por el despliegue de turbinas de eje horizontal, o generadores con el eje de la turbina paralelos al flujo del viento, y hay varias buenas razones para ello. Lo que es más importante, los proyectos iniciales de escala grande que habían utilizado turbinas de eje vertical, o generadores con el eje de la turbina perpendicular al flujo del viento, experimentaron reveses de mantenimiento y costos mucho más altos relativos a las turbinas de ejes horizontales. Siendo este el caso, la investigación y el desarrollo en el diseño de turbinas se ha centrado en los últimos años en la mejora del diseño de turbina de eje horizontal.
Sin embargo, las turbinas de eje vertical operan más eficientemente en vientos que son más turbulentos e irregulares y pueden generar energía en alturas de buje mucho más cercanas al suelo que las turbinas de eje horizontal. También, las turbinas de eje vertical pueden aprovechar la energía eólica desde cualquier dirección, mientras que las turbinas de eje horizontal deben enfrentar la dirección del viento para alcanzar las más altas eficiencias, lo que requiere componentes adicionales a bordo. Esto significa que para el desarrollo en pequeña escala, hay un papel para las turbinas de eje vertical. Pero cuando desplegado en regiones con recursos eólicos constantes y consistentes, las turbinas de eje horizontal han mostrado una mayor eficiencia en la generación de energía en comparación con las turbinas de eje vertical[5].
Además, las turbinas eólicas crean ruido aerodinámico que puede afectar el entorno circundante y ha provocado quejas de residentes que viven cerca de parques eólicos. Dada la mayor velocidad de rotación de las turbinas de eje horizontal, especialmente las turbinas a gran escala, el ruido aerodinámico es mayor que para las turbinas de eje vertical[6]. Esto es particularmente importante cuando se emplaza un parque eólico cerca de zonas pobladas o en entornos ecológicos sensibles.
En total, las turbinas de eje horizontal ofrecen una generación de energía más eficiente y menores costos de mantenimiento a escalas más grandes, mientras que las turbinas de eje vertical pueden ser más apropiadas para proyectos en pequeña escala ubicados en zonas más densamente pobladas y áreas ecológicamente sensibles.
Escala Grande o del Servicio Público
On-shore vs Off-shore
Primariamente una función del coste de la construcción y de la operación, los recursos del viento de on-shore y off-shore ofrecen diversas ventajas y desventajas para el desarrollo en Perú y alrededor de la región. Aunque las mejoras recientes en el costo del desarrollo de energía eólica off-shore (imagen siguiente: Block Island Wind Farm, Rhode Island, Estados Unidos) ha sido impresionante, el desarrollo en on-shore sigue siendo la opción más accesible.
En resumen, el costo de construcción y mantenimiento de los sistemas de energía eólica on-shore es menor que los proyectos off-shore, pero los recursos de energía eólica off-shore son más fuertes y más constantes. Esto significa que las consideraciones económicas a largo plazo de un proyecto off-shore pueden ganar a través de los sistemas on-shore. Gran parte de la consideración entre estos recursos se basará en las capacidades del desarrollador del proyecto y las tolerancias económicas del usuario final de la energía.
Pequeña Escala
Los proyectos de energía eólica a escalas más pequeñas han seguido siendo desafiados por dificultades económicas, pero muchas aplicaciones pueden proporcionar ahorros de costos y reducciones de emisiones para los usuarios finales, especialmente en áreas donde falta el acceso a la red eléctrica. Además, las restricciones medioambientales pueden hacer que el viento descentralizado y a pequeña escala sea un desafío en el emplazamiento y el mantenimiento.
Infraestructura Existente
A partir de julio de 2017, Perú tiene 239.3 MW de capacidad eólica instalada y en funcionamiento desde cuatro sitios individuales. Estos incluyen los parques eólicos Talara (Piura, 30MW), Marcona (Ica, 32.1MW), Cupisnique (La Libertad, 80MW) y Tres Hermanas (Ica/Arequipa, 97.2MW). Combinados, produjeron más de 1,062 gigavatio-horas (GWh) de electricidad en 2016, o el 2.1% de la demanda eléctrica total del país.
En toda la región, América Latina ha visto una explosión de desarrollo de energía eólica, particularmente en Brasil y México, con un notable desarrollo de proyectos en Costa Rica, Panamá, Chile y Uruguay. El siguiente mapa es parte de un estudio realizado por MSc a mediados de 2017 en asociación con Energía Innovadora, con sede en Arequipa, que analiza la capacidad instalada de energía eólica regional frente a posibles recursos eólicos disponibles. Es fácil ver que la mayoría de los países sólo están comenzando a realizar sus potenciales respectivos.
Oportunidades
Hay varios factores a considerar cuando se crea un plan para aprovechar cualquier fuente de poder. La geografía circundante y la ubicación del recurso que desea explotar son sólo parte de la imagen general. Cuando se trata de un desarrollo de la energía eólica a gran escala, la accesibilidad a las carreteras y la infraestructura de transporte es clave para no sólo la construcción de un proyecto, sino también el mantenimiento, reparación y sustitución de los componentes del parque eólico. Además, para facilitar la ruta más eficiente al mercado, la infraestructura de transmisión de energía debería estar cerca. Y por último, es importante considerar las regiones afuera de consideración en las que los obstáculos al emplazamiento del parque eólico son sencillamente demasiado difíciles o totalmente prohibidos. Con este fin, como parte del estudio mencionado anteriormente, MSc reunió un mapa (abajo) de Perú que destaca las áreas que deberían ser el foco de desarrollo futuro en el país. Las regiones más oscuras (en verde) indican la disponibilidad de recursos eólicos, el acceso a infraestructuras de transporte y transmisión de energía cercanas, y las zonas grises indican zonas protegidas o áreas fuera de los límites del desarrollo del parque eólico. Es importante tener en cuenta que el estudio no se centró en los recursos off-shore, que permanecen completamente sin desarrollar y cuentan con el mayor recurso eólico disponible.
Plenamente realizado, la energía eólica podría constituir una gran parte de la mezcla energética del Perú y proporcionar miles de empleos de alta calidad en la construcción, mantenimiento y operación de parques eólicos.
[1] Wind energy potential in Peru: http://www.nortonrosefulbright.com/knowledge/publications/134777/renewable-energy-in-latin-america-peru
[2] Current installed wind energy capacity: MINEM Perú – Anuario Estadístico de Electricidad 2016 http://www.minem.gob.pe/_estadistica.php?idSector=6&idEstadistica=11738
[3] Global Energy Network Institute: http://www.geni.org/globalenergy/library/renewable-energy-resources/world/sources_world/World_Wind_Lg_Map_files/World.Wind.Lg.jpg
[4] MINEM Perú – Atlas Eólico del Perú: http://www.minem.gob.pe/_publicacion.php?idSector=6&idPublicacion=537
[5] https://www.windpowerengineering.com/construction/vertical-axis-wind-turbines-vs-horizontal-axis-wind-turbines/