Energía Eólica

Generación Eoloeléctrica

Ing. Marco A. Borja Díaz

Instituto de Investigaciones Eléctricas

Gerencia de Energías No Convencionales

Seminario Cigré México 2010

Situación Mundial

• A finales de 2009 había cerca de160,000 MW eólicos instalados

• En 2009 se instalaron cerca de 38,000 MW (aprox. 104 MW / día)

(China agregó más de 13,500)

• La tasa de crecimiento en el año fue mayor que 30%

• Se generaron cerca de 350 TWh (cerca de 2% consumo mundial)

• Se estima que hay más de 500,000 empleos en el sector eólico

• Para finales de 2010 se espera contar con más de 200,000 MW

eólicos en el mundo

Crecimiento de la capacidad eoloeléctrica en el mundo

0

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

140,000

160,000

180,000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Año

MW

Tasa de crecimiento de la capacidad eoloeléctrica en el mundo

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Año

Tasa d

e c

recim

ien

to (

%)

22%

16%

16%12%

7%

3%

3%

3%

2%

2%14%

USA

China

Alemania

España

India

Italia

Francia

Reino Unido

Portugal

Dinamarca

Resto

Distribución de la capacidad eoloeléctrica instalada

Una proyección del abasto mundial de energía

Fuente: Shell International

• Más de 80 países con instalaciones eoloeléctricas

• Líderes en % de contribución al consumo eléctrico nacional

Finales de 2008

Dinamarca > 19 %

España > 11%

Portugal > 10%

Irlanda > 6%

Alemania > 6%

Volumen de negocio en 2009, aprox. 68,000 millones de dólares

Negocio eoloeléctrico:

- Manufactura de aerogeneradores

- Desarrollo de proyectos eoloeléctricos

- Construcción de centrales eoloeléctricas

- Operación y mantenimiento de centrales eoloeléctricas

- Venta de energía eléctrica

- Mercado de bonos de carbón

- Servicios

Del costo de inversión de una central eoloeléctrica de

70 a 75 % corresponde al costo de los

aerogeneradores.

Generación Eoloeléctrica.

Negocio rentable en los países cuyos gobiernos han logrado establecer

las condiciones para dicho fin.

En el tema de la energía, los mercados se crean mediante la instauración

de elementos de política energética, ambiental, de desarrollo económico,

de desarrollo social….

Un país o región que posee recurso eólico,

tiene un elemento de riqueza energética inagotable.

No aprovecharla sería un verdadero desperdicio.

Situación en México

México posee recurso eólico abundante;

tiene más que el que posee

- Alemania

- España

y muchos otros de los países industrializados.

Las cifras estimadas a la fecha de la capacidad que se podría instalar

dependen del contexto en que se presentan, por ejemplo:

• 6,000 MW Para la capacidad con mejores condiciones

técnico-económicas en la situación actual

• 20,000 MW A medida que se vaya haciendo económicamente

factible aprovechar las áreas que tienen recurso eólico

relativamente bajo (v.g. velocidad promedio anual entre

7 y 5 m/s)

• >30,000 MW Si llega a ser factible aprovechar áreas que

actualmente implican riesgos relativamente altos

● INICIÓ OPERACIÓN EN JULIO DE 1994.

● CAPACIDAD NOMINAL DE 1, 575 KW.

● AEROGENERADORES 7X225 KW.

- Altura de torre 30m.

- Rotor 27 m.

● GENERACIÓN PROMEDIO 5.7 GWh/AÑO.

● FACTOR DE PLANTA PROMEDIO ANUAL

41.2% (Julio 1994-Julio 2004).

● GENERACIÓN ACUMULADA 56.9 GWh

(31/Julio/2004)

Fuente: CFE

Primera central eoloeléctrica La Venta I (CFE)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Año

MW

Capacidad eoloeléctrica en México

Año MW

2007 85

2008 0

2009 415

2010 622

2011 1,255

2012 2,571

Mayo de 2010:

Hay cerca de 500 MW

Capacidad eólica en México

– Tres etapas:

Inmediatos. Permisionarios con derecho de conexión a Infraestructura Existente de CFE (Juchitán II):

– Eléctrica del Valle de México 67.5 MW En operación

– Fuerza Eólica del Istmo: 50 MW En construccción

– Bii Nee Stipa 26 MW En operación

– Eoliatec: 22 MW No iniciado

Modernización. Permisionarios que realizarán trabajos de reforzamiento de la infraestructura existente:

– Eurus (Cemex-Acciona): 250 MW En operación

– Parques Ecológicos (Iberdrola): 80 MW En operación

– CFE (La Venta III) **: 100 MW En construcción

** Proyecto por licitación pública, esquema PEE (IPP).

Desarrollo eoloeléctrico del Istmo de Tehuantepec

Temporada Abierta: Permisionarios que se interconectarán utilizando la nueva línea de transmisión en la SE La Ventosa:

– CFE (Oaxaca I) ** 101 MW En construcción

– CFE (Oaxaca II, III, IV) ** 405 MW Contratados

– Demex 221 MW En construcción

– Eoliatec del Istmo 142 MW

– Eoliatec del Pacífico 160 MW

– Fuerza Eólica del Istmo Etapa 2 50 MW

– Gamesa Energía 288 MW

– Preneal 400 MW

– Unión Fenosa 230 MW

Resumen:

Inmediatos 165 MW

Modernización 430 MW

Temporada Abierta 1,896 MW

Total Oaxaca corto plazo: 2,550 MW** Proyecto por licitación pública, esquema PEE (IPP).

Nueva Línea de 400kVNueva Línea de 400kV

Proyecto La Rumorosa I en Baja California

Primer proyecto público para autoabastecimiento de electricidad de

Servicios municipales.

Capacidad 10 MW (5 X 2)

Propiedad del Gobierno del Estado.

Construido con apoyo del Gobierno Federal

En operación

Otras iniciativas similares en Tamaulipas y Veracruz.

Situación general

Voluntad política del Gobierno Federal, Gobiernos Estatales

y Gobiernos Municipales

Marco Legal específico para las Energías Renovables

Instrumentos de regulación en vigencia y en desarrollo

(modelo de contratos de interconexión, cargos por transmisión…)

Infraestructura en desarrollo (v.g. línea de transmisión)

Planeación en desarrollo

Proyectos en operación y construcción

Nuevos proyectos en formulación y negociación

Proyecto Nacional co-financiado por el

Fondo para el Medio Ambiente Mundial (GEF)

Agencia Implementadora:

Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD)

Agencia Ejecutora:

Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE)

Líder de proyecto:

Marco A. Borja Díaz

Proyecto: Plan de Acción Eólico

Objetivo General

Contribuir a la eliminación de barreras que limitan el

desarrollo eoloeléctrico en México.

Líneas de acción

Estudios y apoyos

con valor estratégico

Análisis y propuestas de mejora a los

marcos legal, regulador o institucional

Promoción, vinculación

y efectos multiplicadores

Desarrollo de capacidades

Desarrollo de Capacidades

Construir y operar un Centro Regional de Tecnología Eólica (Certe)

Evaluación del recurso eólico en áreas prometedoras del País

Acciones para formación de recursos humanos

Desarrollo o adecuación de mejores prácticas

Estaciones fuera de servicio

Estaciones No publicadas

Estaciones en funcionamiento

Estaciones Anemométricas Instaladas

Evaluación del Recurso Eólico

Estaciones reubicadas

Estaciones de prospección

Foros y Cursos Eólicos

Curso de energía eólica

Foro realizado

Curso-Taller de energía eólica

Curso para personal clave de

instituciones de educación

superior de los estados con más

recurso eólico

Curso para personal clave de

instituciones de educación

media superior de los estados

del Sureste

Diplomado en

energía eólica

CECYTE

• Análisis e Identificación de Propuestas de Mejora a los Marcos Legal, Regulador

e Institucional que Influyen en el Desarrollo de la Generación Eoloeléctrica en México

Terminado en 2005 y analizado colegiadamente en 2006 mediante un

Taller participativo.

• Taller de Ruta Tecnológica de la Generación Eoloeléctrica en México

(Subcomité de Energías Renovables, Sector Energético)

Visión a 25 años y ruta para lograrla. Mayo de 2005

• Estudios y propuestas para reconocimiento de Crédito por

Capacidad de Centrales Eoloeléctricas

(Instrumento regulador instaurado)

( CRE / Sener / IIE) – 2004 y 2005 –

Estudios y apoyos estratégicos

• Estudio de apoyo al proyecto de Norma Oficial Mexicana para la

protección del medio ambiente durante la construcción, operación

y abandono de instalaciones eoloeléctricas en zonas agrícolas,

ganaderas o eriales. Terminado, Semarnat, 2006.

• Apoyo a la complementación de la Guía de Trámites para la Construcción de

Proyectos de Energía Renovable en México. Terminada, Conae, 2006.

• Propuesta para integrar la generación eoloeléctrica como actividad de

diversificación de las actividades productivas del campo. Terminada, 2006

• Guía de Mejores Prácticas para el Desarrollo de Proyectos Eoloeléctricos

Terminada, 2007

Estudios y apoyos estratégicos

• Simposio sobre avifauna y aerogeneradores en el Istmo de Tehuantepec

(Septiembre de 2006)

• Documentos promocionales, Primer documento del Proyecto Eoloeléctrico del

Corredor Eólico del Istmo de Tehuantepec (publicado).

Estudios y apoyos estratégicos

Infraestructura tecnológica para desarrollo de capacidades

Objetivos principales

• Facilitar la formación de recursos humanos.

• Facilitar pruebas orientadas a la adecuación y mejora

continua de la tecnología bajo condiciones locales

• Facilitar procesos de vinculación entre empresas nacionales y

extranjeras para realizar pruebas de interés mutuo

• Crear una plataforma de vinculación con centros de prueba

en el extranjero.

• Elevar el nivel de I+D en el ámbito nacional.

• Facilitar proyectos experimentales o demostrativos.

Ubicación: cerca del poblado

La Ventosa, Municipio de Juchitán, Estado de Oaxaca

CERTE

BASE DE CONCRETO ARMADO

(TIPO)

BASE DE CONCRETO ARMADO

(TIPO)

G3BASE DE CONCRETO ARMADO

(TIPO)

G2

A J

UC

HIT

AN

LÍN

EA

EX

IST

EN

TE

DE

CF

E (

13.8

KV

)

CA

RR

ET

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A T

RA

NS

IST

MIC

A

A J

UC

HIT

AN

TRAMO DE LÍNEA DE

INTERCONEXIÓN AEREA

G1

100+

100

10

RAMPA DE ACCESO

ALMACÉN Y TALLER

TORRE ANEMOMETRICA DE

82 m

LÍNEA ELÉCTRICA DE RECOLECCIÓN

CAMINO INTERNO DE SERVICIO

(SUBTERRÁNEA)

TORRE ANEMOMETRICA DE

42 m

A L

A V

EN

TO

SA

SUBESTACIÓN ELÉCTRICA

EDIFICACIÓN DE

CUATO DE CONTROL

CONSTRUCIONES EXISTENTES

Centro Regional de Tecnología Eólica

Capacidad instalable 5 MW

Infraestructura básica del CERTE (A)

• Acceso carretero

• Camino interno de servicio

• Línea de recolección subterránea

• Torres anemométricas 40 y 80 metros de altura

Infraestructura básica del CERTE (B)

• Edificación de control con aula de capacitación

• Subestación eléctrica (5 MW)

• Línea de interconexión (Distribución 13,800 V)

Instalación del primer aerogenerador para pruebas (octubre de 2009)

Primer aerogenerador en prueba

Marca: Komai Tekko Inc

Origen: Japón

Capacidad: 300 kW

Diámetro: 33 m

Altura: 43.5 m

Clase: II-S

Vel. Nominal 12 m/s

Vel. extrema 70 m/s

I. Turbulencia 20%

Sismisidad 1G

Velocidad Variable

Control Pitch

Conexión Convertidor AC-DC-AC escala completa

Máquina robusta para aplicaciones en áreas con tifones, sismos,

Alta turbulencia e interconexión a redes débiles

Facilitación de pruebas de un pequeño aerogenerador de 1.5 kW

desarrollado por jóvenes empresarios egresados del Tecnológico

de Monterrey, ganadores del Primer Lugar del III Premio Santander

de Innovación Empresarial.

Proyecto Aeroluz Energía Renovable

Aerogenerador instalado en el CERTE en Abril de 2010

Proyectos en cartera

Proyectos que realiza el IIE y serán instalados en el CERTE

• Construcción y pruebas de un sistema híbrido eólico-fotovoltaico

(aprobado)

• Diseño, construcción y pruebas de un prototipo de aerogenerador de

1.2 MW (proyecto MEM) (finales de 2012) (aprobado)

Concepto “aerogenerador amigable a la red”

Fin