INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LÓPEZ MATEOS “
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO ELECTRICISTA
PRESENTA
AGUILAR AGUILAR FRANCISCO GABRIEL
ASESOR: M.C. RENE TOLENTINO ESLAVA
MÉXICO D.F 2007
AGRADECIMIENTO
F. Gabriel Aguilar
Principalmente agradezco el apoyo de mi familia que fue primordial para llegar hasta este momento de mi carrera profesional. A mi padre Francisco Javier Aguilar Aguilar por su confianza y su trabajo continúo para apoyarme. Sin lugar a duda le agradezco a mi compañero de tesis Felipe de Jesus Sandoval Valdez el esfuerzo, dedicación y consistencia en la construcción de este trabajo final. Finalmente le doy Gracias a mis asesores M. en C. René Tolentino Eslava y M. en C. Guilibaldo Tolentino Eslava por su tiempo y conocimiento invertido en la realización de esta tesis.
INDICE
RESUMEN i OBJETIVO GENERAL Y OBJETIVOS PARTICULAES iii INTRODUCCIÓN iv
CAPÍTULO 1. GENERACIÓN ELÉCTRICA EN MÉXICO 1
1.1 El Sistema Eléctrico Nacional 2
1.2 Generación Eléctrica por Fuentes Convencionales 4
1.2.1 Termoeléctricas 4
1.2.2 Hidroeléctrica 8
1.2.3 Nuclear 12
1.3 Generación Eléctrica por Fuentes Alternas 15
1.3.1 Eólica 16
1.3.2 Solar 18
1.3.3 Biomasa 20
CAPÍTULO 2. GENERACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA 21 2.1 Características del Viento 22
2.1.1 Dirección y velocidad del viento 24
2.1.2 Medición de la dirección y velocidad del viento 26
2.2 Aerogeneradores 28
2.3 Clasificación de los Aerogeneradores 35
2.3.1 Clasificación por el eje de trabajo 35
2.3.2 Clasificación por el número de palas 38
2.3.3 Clasificación según el tamaño 40
2.4 Sistemas de Seguridad 41
2.5 Conversión de la Energía del Viento a Energía Eléctrica 43
2.6 Equipo Eléctrico para la Instalación de Centrales Eólicas 47
CAPÍTULO 3. CAPACIDAD EÓLICA INSTALADA EN MÉXICO 49
3.1 Zonas con Potencial Eólico en México 50
3.2 Potencial de Aplicación en México 54
3.2.1 Región centro 54
3.2.2 Región sur 55
3.2.3 Región norte 55
3.3 Aplicaciones del Potencial Eólico Generado en México 57
3.3.1. Central eólica La Venta, Oaxaca 58
3.3.2. Central eólica La Venta II, Oaxaca 60
3.3.3 Central Eólica Guerrero Negro 62
3.4 Proyectos de Centrales Eólicas por Inversión Nacional y Privada 62
3.4.1 Proyectos por inversión nacional 62
3.4.2 Proyectos por inversión privada 64
CAPÍTULO 4. PROBLEMAS Y SOLUCIONES DE LA GENERACIÓN
EÓLICA EN MÉXICO 67
4.1 Problemas Ambientales 68
4.2 Problemas de Política Energética 73
4.3 Problemas Eléctricos 77
4.4 Problemas con las Dimensiones del Aerogenerador 79
4.5 Soluciones para Aprovechar la Generación de
Energía Eólica en México 81
CONCLUSIONES 85 BIBLIOGRAFÍA 86 ANEXO 1 Directorio de las centrales hidroeléctricas existentes en México 89
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
RESUMEN
Se realizó un estudio sobre el estado actual de la generación de energía eólica en
México, en donde se incluyeron las fuentes de generación convencionales y
fuentes alternas, en las fuentes convencionales se investigaron las siguientes:
hidroeléctrica, termoeléctrica, nucleoeléctrica y geotermoeléctrica; así como el
proceso de generación de cada una de ellas. En las fuentes alternas se
encuentran la energía solar, energía por biomasa y la energía eólica, en esta
última se profundizó en su estudio, debido a la necesidad que hay en todo le
mundo de reducir los contaminantes que han provocado los cambios
climatológicos y en particular en México de reducir la contaminación ambiental que
a cada día se ha incrementado.
La generación eléctrica en México con fuentes alternas no ha tenido gran
desarrollo, hasta junio del 2007 de acuerdo a datos de la CFE se tuvo una
capacidad instalada de 0.17% de energía eólica y por el tipo de fuentes de
generación la eólica ocupa solo el 0.10% mientras que la generación por
hidrocarburos ocupa el 43.61%; mas el 29.46% generada por productores
independientes también por medio de hidrocarburos. La energía hidroeléctrica
ocupa el 10.81% en cuanto al tipo de fuente de generación se refiere y el 22.16%
en cuanto a capacidad instalada, mientras que México cuenta con zonas en donde
se puede aprovechar el potencial eólico para generar energía eléctrica a través de
este recurso natural que es el viento.
Este trabajo contiene información sobre la central eólica La Venta I y La Venta II
ubicadas en Oaxaca, así como los planes a futuro que se tienen para este estado;
como es en el Istmo de Tehuantepec y la implementación de las centrales La
Venta III, IV, V, y La Venta VI que podrán alcanzar la cifra de 3000 MW de
acuerdo a estudios hechos por la CONAE y otros proyectos que la iniciativa
privada tiene, como el caso de CEMEX que empezó a construir en el verano de
este 2007 una central eólica que estará ubicada en el mismo estado con una
ESIME ZACATENCO i
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
capacidad de generación de 250 MW, para autoabastecimiento propio de la
compañía y los excedentes de la generación serán vendidos a la CFE. Otro
proyecto es el de la central eólica de Nuevo León en la que participa en su
desarrollo el Dr. Oliver Probst del Tecnológico de Monterrey y el proyecto es
ofrecido por la compañía Energy and Water Services Multinacional.
En México se ha dado un gran paso al pasar de 2 MW a 85.48 MW generados a
través de energía eólica, pero urge que las instituciones mexicanas encargadas de
la generación, distribución y manejo de la energía en México, establezcan las
normas necesarias para que se pueda seguir implementando este tipo de
proyectos.
Este tipo de generación presenta problemas más que del tipo técnico y eléctrico,
problemas del tipo de política energética y regulatoria ya que no se han llevado a
cabo las iniciativas que pueden otorgar los instrumentos regulatorios necesarios a
la CRE para enfrentar los monopolios, eficientar el mercado y obtener la
autonomía de gestión y financiera para llevar a cabo su cometido.
ESIME ZACATENCO ii
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
OBJETIVO GENERAL
Realizar un estudio sobre el estado actual de la generación de energía eólica en
México
OBJETIVOS PARTICULARES
Conocer la capacidad de generación eléctrica del Sistema Eléctrico
Nacional
Comprender el principio de generación de la Energía Eólica
Investigar las aplicaciones de Energía Eólica en México
Mencionar los problemas y soluciones que se presentan en la generación
de energía eléctrica por medio de energía eólica
ESIME ZACATENCO iii
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
INTRODUCCIÓN En la actualidad más del 50 % de la potencia eléctrica generada proviene de la
combustión de combustibles fósiles; los cuales se ven afectados por los precios de
los mismos, además de la problemática con la contaminación ambiental que se ha
venido manifestando frecuentemente en los cambios de clima.
La necesidad de cuidar el medio ambiente y reducir la dependencia de los
hidrocarburos que se emplean para generar energía eléctrica, en estos momentos
es necesario la aplicación de tecnologías en fuentes alternas, con las cuales se
podría reducir los niveles de emisiones contaminantes, asociados con el consumo
de combustibles fósiles y garantizar el suministro energético de la humanidad por
generaciones con las tecnologías existentes y que son comerciales.
Es necesario ahora ver los recursos con los que cuenta el País para generar
energía eléctrica con procesos que no contaminen en exceso, que presenten
ventajas en el proceso de transmisión eléctrica y que sean aprovechables en
años futuros.
Con el presente trabajo se pretende mostrar la situación actual para la generación
de la energía eólica en México, desde su transformación, su aplicación y sus
problemas tanto ambientales, eficiencia en la captación del viento y los sociales.
Esto es debido a la urgencia que existe en generar energía eléctrica en el País,
ante la creciente demanda de la misma y frente al problema en un futuro respecto
a la escasez de combustibles fósiles.
El desarrollo del estudio se dividió en cuatro capítulos, la investigación se basa
principalmente en los datos proporcionados por CFE y empresas privadas
generadoras de energía eléctrica. En el primer capítulo se presenta el principio de
funcionamiento, capacidad instalada y generación de la energía eléctrica en
México, de las centrales Hidroeléctricas, Termoeléctricas, Nuclear por el lado de
ESIME ZACATENCO iv
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
las fuentes convencionales y Eólica por parte de las fuentes alternas dentro de las
cuales se incluyen también la solar y biomasa.
En este capítulo 2 “Generación de energía eólica” se muestra como se obtiene la
energía eólica y su transformación en energía eléctrica, incluyéndose las
características del viento principalmente su dirección y velocidad por ser
indispensables para la ubicación de las centrales eólicas. También se presentan
los sistemas que integran a los aerogeneradores como son el eléctrico y
mecánico, la estructura que soporta el aerogenerador y los tipos de terreno donde
pueden establecerse las centrales eólicas. Finalmente, se mencionan la de
clasificación de los aerogeneradores.
El capítulo 3 se muestra las zonas con potencial eólico aprovechable en México,
en la zona sur, centro y norte del País. También se incluye la información de las
centrales eólicas de Guerrero Negro, La Venta y La Venta II. Además se hace
mención sobre los proyectos más importantes por parte del sector público y sector
privado, así como los nombres de las empresas interesadas en invertir en el sector
de generación de energía eléctrica, para el aprovechamiento de la energía eólica.
Finalmente en el capítulo 4 se presentan los problemas en la generación de
energía eólica en México como son ambientales, políticos, eléctricos y los del
crecimiento de las dimensiones de los aerogeneradores, ya que son obstáculos
para el desarrollo de esta fuente de energía renovable. También se mencionan
algunas soluciones a los problemas que surgen al utilizar energía eólica.
La energía eólica puede ser utilizada como una oportunidad de generación de
energía eléctrica en México, en el territorio nacional se encuentran varios lugares
con las características necesarias para la instalación de centrales eólicas. La
integración de centrales eólicas se lleva a cabo por inversión privada, esta es una
opción momentánea ya que no se cuenta con la tecnología necesaria en el país.
ESIME ZACATENCO v
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
ESIME ZACATENCO vi
Los inconvenientes que se tienen son principalmente sociales, actualmente es
necesario cumplir con excesivas gestiones en las instituciones reguladoras de la
generación, distribución y manejo de energía eléctrica. Por el contrario se debería
otorgar incentivos fiscales y económicos para quienes desarrollen proyectos con
energías alternas y que promuevan las mismas.
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
CAPÍTULO 1. GENERACIÓN ELÉCTRICA EN MÉXICO
En este capítulo se presenta el principio de funcionamiento, capacidad instalada y
generación de la energía eléctrica en México, de las centrales Hidroeléctricas,
Termoeléctricas, Nuclear por el lado de las fuentes convencionales y Eólica por
parte de las fuentes alternas dentro de las cuales se incluyen también la solar y
biomasa.
ESIME ZACATENCO 1
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
1.1. El Sistema Eléctrico Nacional
La generación de energía eléctrica en México la realiza la Comisión Federal de
Electricidad (CFE); esto través de centrales hidroeléctricas, termoeléctricas,
eólicas y nucleares que abastecen la demanda de los consumidores en la mayor
parte del territorio nacional. Hasta junio del 2007, la CFE contaba con una
capacidad efectiva instalada para generar energía eléctrica de 49 834.29 MW [16],
distribuida de la siguiente manera:
11 456.90 MW de productores independientes (Termoeléctricas).
11 044.98 por Hidroeléctricas.
22 322.56 MW generados por Termoeléctricas de CFE.
2 600.00 MW correspondientes a Carboeléctricas.
959.50 MW proporcionados por Geotermoeléctricas.
1,364.88 MW que corresponden a la Núcleoeléctrica.
85.48 MW de centrales Eólicas.
En la figura 1.1 se presenta los porcentajes de capacidad efectiva instalada por
tipo de Generación.
EOLOELÉCTRICA 0,17%
PRODUCTORES INDEPENDIENTES 22,99%
HIDROELÉCTRICA 22,16%
CARBOELÉCTRICA 5,22%
GEOTERMOELÉCTRICA 1,93%
NUCLEOELÉCTRICA 2,74%
TERMOELÉCTRICA 46,12%
FIGURA 1.1 CAPACIDAD EFECTIVA INSTALADA POR GENERACIÓN DE CFE JUNIO 2007, [16].
ESIME ZACATENCO 2
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Es de importancia mencionar que los combustibles usados para la generación de
electricidad son muy variados y los hidrocarburos en este momento son los más
utilizados. En la figura 1.2 se muestra en porcentajes la generación eléctrica por
tipo de fuente que maneja el Sistema Eléctrico Nacional.
PRODUCTORES INDEPENDIENTES 29,46%
HIDRÁULICA 10,81%
HIDROCARBUROS 43,51%
GEOTERMIA 3,33%
CARBON 8,63%
EÓLICA 0,10%NUCLEAR 4,61%
FIGURA 1.2 GENERACIÓN POR TIPO DE FUENTE, CFE Y PRODUCTORES INDEPENDIENTES, [16].
Las cifras se deben al objetivo que tiene CFE, el cual es cubrir las necesidades de
energía eléctrica que requiere la población, la industria, el comercio y algunos
otros servicios con los que cuenta México. Con todo esto la generación de
electricidad ha ido aumentando significativamente, en la tabla 1.1 se presenta la
evolución desde 1997 hasta el año 2007 de la capacidad y generación de la CFE.
TABLA 1.1 CAPACIDAD Y GENERACIÓN ELECTRICA DE CFE DE 1997 AL AÑO 2007, [16].
CAPACI DAD (MW)
AÑO
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
CFE
33 944
34 384
34 839
34 901
36 236
36 855
36 971
38 422
37 325
37 470
38 387
PIE´S
-
-
-
484
1 455
3 495
6 756
7 265
8 251
10 387
11 457
TOTAL
33 944 34 384 34 839 35 385 37 691 40 350 43 727 45 687 45 576 47 857 49 834
GENERA CION (TWh)
CFE
159.83 168.98 179.07 188.79 190.88 177.05 169.32 159.53 170.07 162.47 78 847
PIE´S
- - - 1.20 4.04 21.83 31.62 45.85 45.56 59.43 32 929
TOTAL
159.83 168.98 179.07 190.00 194.92 198.88 200.94 205.39 215.63 221.90 111 777
ESIME ZACATENCO 3
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Actualmente la CFE atiende a más de 128 446 localidades, de las cuales 125 053
son rurales y 3 393 urbanas. Aun cuando el servicio de energía eléctrica llega a
97% de la población, quedan por electrificar 70 945 localidades con un número
reducido de habitantes. Clasificados por su nivel de población, son: 2 512
localidades de cien a 2 499 habitantes y 68 433 localidades, con una población
menor a cien habitantes.
Como se mencionó Luz y Fuerza del Centro (LyFC) es otra institución que
contribuye a la generación de electricidad en la zona centro del País,
contemplando que hasta el mes de abril del 2006, LyFC contaba con una
capacidad instalada para generar energía eléctrica de 879.33 MW. La aportación
es pequeña en comparación con la CFE pero es necesario mencionarlo para
comprender el total de la generación eléctrica por el uso de combustibles. La
potencia generada por LyFC por forma de generación es:
281.33 MW son de Hidroeléctricas.
224 MW corresponden a Centrales Termoeléctricas.
374 MW son del tipo Turbogas.
1.2. Generación Eléctrica por Fuentes Convencionales
Las centrales eléctricas que utilizan fuentes convencionales son las
termoeléctricas, geotermoeléctricas, núcleoeléctricas, carboeléctricas e
hidroeléctricas cuyos principios de generación se describen a continuación.
1.2.1 Termoeléctricas
El principio de funcionamiento de una central termoeléctrica se basa en la
conversión de energía calorífica en energía mecánica y luego en energía eléctrica.
En el proceso de la generación termoeléctrica existen varios tipos de generación,
según la forma de la misma se pueden clasificar como sigue:
ESIME ZACATENCO 4
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
• Vapor. Con el vapor de agua se produce el movimiento en una turbina que
está acoplada al generador.
• Turbogas. Con los gases de combustión se obtiene el movimiento de la
turbina acoplada al generador.
• Combustión Interna. En el cual mediante un motor de combustión interna se
produce el movimiento del generador eléctrico.
Otra clasificación que se le puede dar a la generación termoeléctrica es por el tipo
de combustible primario que las centrales utilizan para la producción del vapor.
• Vapor. Obtenido a base de la combustión del gas natural y diesel.
• Carboeléctrica. La cual para su funcionamiento utiliza carbón.
• Dual. Emplea combustóleo y carbón.
• Geotermoeléctrica. Usa el vapor extraído del subsuelo.
• Nucleoeléctrica. Genera energía por medio de uranio enriquecido.
El funcionamiento de todas las centrales térmicas o termoeléctricas es semejante.
El combustible se almacena en depósitos adyacentes, desde donde se suministra
a la central pasando a la caldera en la que se realiza la combustión. Esta se
emplea para calentar el agua que se encuentra en la caldera y producir el vapor;
este con una presión alta, hace girar los álabes de la turbina cuyo eje rotor gira
conjuntamente con el rotor de un generador que produce la energía eléctrica. Esta
energía se transporta mediante líneas de alta tensión a los centros de consumo.
Por su parte, el vapor es enfriado en un condensador y convertido otra vez en
agua que vuelve a los tubos de la caldera comenzando el ciclo nuevamente.
El agua en circulación que refrigera el condensador expulsa el calor extraído a la
atmósfera a través de las torres de enfriamiento. Para minimizar el efecto
contaminante de la combustión de carbón sobre el entorno, la central dispone de
una chimenea de gran altura y de unos precipitadores electrostáticos que retienen
las cenizas. Las cenizas se recuperan para su aprovechamiento en procesos de
metalurgia y en el campo de la construcción donde se mezclan con el cemento.
ESIME ZACATENCO 5
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
En la figura 1.3 se presenta el diagrama de una central termoeléctrica para la
generación de energía eléctrica, indicando las partes principales que lo integran.
FIGURA 1.3 ESQUEMA GENERAL DE UNA CENTRAL TERMOELÉCTRICA.
La generación termoeléctrica se lleva a cabo mediante la extracción de vapor y
presión alta generado en una caldera convencional, dicho vapor mueve una
turbina que está acoplada a su vez a un generador eléctrico.
Las turbinas de vapor se dividen en tres: de contrapresión, extracción y
condensación. En turbinas de contrapresión el vapor que sale directamente de la
turbina se envía al proceso sin necesidad de contar con un condensador o equipo
periférico, como torres de enfriamiento. En las turbinas de extracción y
condensación una parte del vapor puede extraerse en uno o más puntos de la
turbina antes de la salida al condensador para obtener así vapor al proceso a
varias presiones, mientras que el resto del vapor se expande hasta la salida al
condensador.
ESIME ZACATENCO 6
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Para finales del 2006 la capacidad efectiva instalada y la generación de cada uno
de los tipos de generación termoeléctrica, se presenta en la tabla 1.2.
TABLA 1.2 CAPACIDAD DE GENERACIÓN DE CENTRALES TERMOELÉCTRICAS, [14].
TIPO CAPACIDAD [MW]
GENERACION [GWh]
Vapor 12 693.50 26 601
Dual 2 100.00 7 148
Carboeléctrica 2 600.00 9 258
Ciclo Combinado (CFE) 5 203.34 13 942
Ciclo Combinado (productores independientes) 11 456.90 32 929
Geotermoeléctrica 959.50 3 613
Turbogas 2 103.33 445
Combustión interna 222.59 492
Nucleoeléctrica 1 364.88 5 150
TOTAL 38 703.84 99 578
Las centrales de ciclo combinado de los productores independientes son: Mérida
III, Hermosillo, Saltillo, Tuxpan II, Río Bravo II, Bajío (El Sáuz), Monterrey III,
Altamira ll, Tuxpan III y IV, Campeche, Mexicali, Chihuahua III, Naco Nogales,
Altamira lll y lV, Río Bravo III, La Laguna II, Rio Bravo IV, Valladolid III, Tuxpan V
y Altamira V.
Las ventajas que presentan este tipo de centrales es que son más económicas en
cuanto a construcción teniendo en cuenta el precio por MW instalado,
especialmente las de carbón debido a la simplicidad de su construcción y la
energía generada de forma masiva. Las centrales de ciclo combinado de gas
natural son mucho más eficientes que una termoeléctrica convencional
aumentando la energía eléctrica generada con la misma cantidad de combustible.
Dentro de sus desventajas se tiene el uso de los combustibles fósiles que genera
emisiones de gases que contribuyen al efecto invernadero, además de la lluvia
ácida. La generación se ve limitada por el hecho de que los hidrocarburos tienen
ESIME ZACATENCO 7
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
un límite de reserva. Las emisiones térmicas y de vapor pueden afectar el clima
local. Su rendimiento es muy bajo a pesar de haberse realizado grandes mejoras a
su eficiencia.
1.2.2. Hidroeléctrica
Las centrales hidroeléctricas en general utilizan la energía potencial del agua para
generar energía eléctrica. Se encuentran localizadas en lugares en donde existe
una diferencia de altura entre la central eléctrica y el suministro de agua. Las
centrales hidroeléctricas se construyen regularmente en los causes de los ríos en
donde se forman embalses para el almacenamiento del agua, para lo cuál se
construye un gran muro a base de hormigón u otros materiales, el cuál estará
apoyado normalmente de una montaña.
Los embalses de agua son conducidos a través de una tubería hasta la turbina
que está normalmente al pie de la presa; el agua mueve los cangilones de la
turbina, la cual está acoplada al generador. Debido a la energía cinética del agua
los cangilones de la turbina se mueven junto con el generador, que convierten la
energía cinética en energía eléctrica.
Existen varios tipos de centrales hidráulicas: centrales de regulación, centrales de
agua fluyente y centrales de bombeo. Las centrales de regulación se hacen en
ríos con caudal irregular para acumular una gran cantidad de agua cuando llueve y
soltarla, poco a poco, en periodo de sequía. Además de obtener energía eléctrica,
otras dos funciones muy importantes de este tipo de centrales son acumular agua
para riego y evitar inundaciones.
Las centrales de agua fluyente se hacen en ríos con un caudal regular y no se
embalsa una cantidad de agua grande. Tienen como única función la producción
de energía eléctrica. Las centrales de bombeo son centrales especiales que
disponen de dos embalses: uno arriba y otro en la parte baja de la central. Al caer
el agua produce la energía eléctrica, pero luego esa agua se bombea otra vez
ESIME ZACATENCO 8
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
arriba utilizando más energía en comparación con la que se obtuvo al caer. La
energía que se emplea en el bombeo es la energía sobrante de las centrales
térmicas o nucleares que no se demanda por los consumidores, generalmente por
la noche. En la figura 1.4 se aprecia los componentes de una central
hidroeléctrica de regulación.
GENERADOR DE C.A.
TRANSFORMADOR DE SUBESTACION ELECTRICA
TURBINA
RED
AGUA
SUMINISTRO DE AGUA ( PRESA)
FIGURA 1.4 ESQUEMA GENERAL DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA.
La tendencia en las turbinas hidráulicas modernas es utilizar caídas mayores y
máquinas más grandes. Según el tamaño de la unidad, las turbinas Kaplan se
emplean en caídas de unos 60 m, y en el caso de las turbinas Francis de hasta
610 m. Con el desarrollo de turbinas de hélice normalizadas con ejes casi
horizontales, las instalaciones pequeñas han recuperado su atractivo original.
ESIME ZACATENCO 9
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Se han diseñado turbinas que actúan como bombas cuando funcionan a la
inversa, invirtiendo el generador eléctrico para que funcione como un motor. Dado
que no es posible almacenar la energía eléctrica de forma económica, este tipo de
bombas turbina se utiliza para bombear agua hacia los embalses, aprovechando la
energía eléctrica generada por las centrales nucleares y térmicas durante las
horas de poco consumo. El agua embalsada se emplea de nuevo para generar
energía eléctrica durante las horas de consumo elevado. En los últimos años se
han desarrollado turbinas para caídas de hasta 650 m y con capacidades de más
de 400 MW.
Algunas ventajas de las centrales Hidroeléctricas son:
• No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía,
constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
• Es limpia, pues no contamina el aire.
• Se puede utilizar para otros beneficios, como riego, protección contra las
inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación (según el caso) y
aún ornamentación del terreno y turismo.
• Las obras de ingeniería necesarias para aprovechar la energía hidráulica
tienen una duración considerable.
• La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede
ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia
siendo sus costos de mantenimiento en general reducidos.
También presenta algunas desventajas:
• Los costos de capital por kW instalado son frecuentemente muy altos.
• El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar
lejos del centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema
de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y
en los costos de mantenimiento y pérdidas de energía.
ESIME ZACATENCO 10
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
• La construcción lleva por lo común largo tiempo en comparación con la de
las centrales termoeléctricas.
• La disponibilidad de energía puede variar de estación en estación y de año
en año.
La generación Hidroeléctrica en México de acuerdo con los datos proporcionados
por la CFE ocupa un 21.49% de la generación eléctrica. En el Anexo 1 se presenta
un directorio de las centrales hidroeléctricas que existentes en México con el
propósito de dar una referencia de la situación en la que se encuentra la
generación Hidroeléctrica en México.
Cuando la caída de agua es grande (100 m o más, se utiliza una turbina tipo
Pelton) cuya eficiencia está entre 84% y 88%. Cuando los saltos de agua son
menores a 100 m es conveniente usar las turbinas Francis que presentan una
eficiencia del 94% al 96% o las turbinas Kaplan con una eficiencia del 93% al 95%.
Las turbinas Francis se utilizan en caídas de agua cercanas a los 100 m y las
Kaplan para caídas aún menores (figura 1.5).
FIGURA 1.5 TIPOS DE TURBINAS PARA PLANTAS HIDROELÉCTRICAS, [31].
ESIME ZACATENCO 11
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
1.2.3. Nuclear
El principio utilizado para la generación nuclear es la fisión nuclear. En este tipo de
reacción, un núcleo pesado se rompe generalmente en dos fragmentos cuyos
tamaños son del mismo orden de magnitud, lo que va acompañado de una
emisión de neutrones y radiación gamma con la liberación de una gran cantidad
de energía. En el reactor de agua en ebullición que emplea agua ligera como
moderador y refrigerante el cual al trabajar a menor presión, alcanza la
temperatura de ebullición al pasar por el núcleo del reactor y parte del líquido se
transforma en vapor, el cual una vez separado de aquél y reducido su contenido
de humedad, se conduce hacia la turbina sin necesidad de emplear el generador
de vapor. El combustible utilizado para reacción nuclear es el uranio 233, que se
obtiene por captura de un neutrón por un núcleo de torio 232. El núcleo intermedio
formado sufre dos desintegraciones beta, dando lugar al U-233.
El circuito primario es estanco y está formado por la vasija del reactor que
contiene el núcleo, el presionador y tres lazos, cada uno incorpora un generador
de vapor y una bomba principal. El agua desmineralizada que circula por su
interior toma el calor producido en el reactor por la fisión nuclear y lo transporta
hasta el generador de vapor. En él, un segundo flujo de agua independiente del
primero absorbe el calor a través de su contacto exterior con las tuberías por las
que circula el agua desmineralizada del circuito primario. El fluido retorna a la
vasija del reactor tras ser impulsado por las bombas principales.
El reactor y su circuito de refrigeración están contenidos dentro de un recinto
hermético y estanco, llamado contención consistente en una estructura esférica de
acero, construida de planchas de acero soldadas de 40 mm de espesor y que se
soporta sobre una estructura de hormigón en forma de cáliz que se apoya sobre la
losa de cimentación de 3.5 m de espesor. La contención está ubicada en el interior
de un segundo edificio de hormigón y cuyas paredes exteriores tienen un espesor
ESIME ZACATENCO 12
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
de 60 cm, llamado edificio del anillo del reactor. Este tiene forma cilíndrica y
termina en una cúpula semiesférica, que sirve de blindaje biológico.
El funcionamiento del circuito primario se complementa con la presencia de una
serie de sistemas auxiliares que aseguran el control de volumen, purificación y
desgasificación del refrigerante. La salida al exterior tanto de la radiación como de
productos radiactivos es imposible por tres barreras físicas, asegurando cada una
de ellas que ante una hipotética rotura de una barrera una posible fuga de
radiación sea soportada por las siguientes barreras.
1ª Barrera. Las vainas que albergan el combustible.
2ª Barrera. La propia vasija del reactor integrada en el circuito primario.
3ª Barrera. El recinto de contención, estructura esférica de acero recubierto de
hormigón.
En el circuito secundario, el vapor producido en los generadores se conduce al
condensador, a través de la turbina que transforma la energía térmica en energía
mecánica. La rotación de los álabes de la turbina acciona directamente el
alternador de la central y produce energía eléctrica. El vapor de agua que sale de
la turbina pasa a estado líquido en el condensador, retornando mediante la ayuda
de las bombas de condensado al generador de vapor para reiniciar el ciclo. En la
figura 1.6 se aprecia un diagrama para generar electricidad mediante una
nucleoeléctrica.
ESIME ZACATENCO 13
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FIGURA 1.6 ESQUEMA GENERAL DE UNA NUCLEOELÉCTRICA.
En México solamente se cuenta con una central Núcleoeléctrica con el nombre de
Laguna Verde esta se encuentra ubicada sobre la costa del Golfo de México en el
estado de Veracruz. La central consta de 2 unidades, cada una con capacidad de
682.44 MW, equipadas con reactores del tipo Agua Hirviente (BWR-5), y
contenciones tipo MARK II de ciclo directo. Desde su operación comercial, una de
las unidades ha generado más de 76 MWh y la otra ha generado más de 57 MWh.
Ambas unidades representan el 2.85% de la capacidad instalada de CFE (incluye
productores externos de energía); con una contribución a la generación del 4.90%.
En la tabla 1.3 muestra algunos datos de la central mencionada.
TABLA 1.3 DATOS RELEVANTES DE LA NUCLEOELÉCTRICA LAGUNA VERDE, [17].
NOMBRE DE LA
CENTRAL
NÚMERO DE
UNIDADES
FECHA DE
OPERACIÓN
CAPACIDAD
EFECTIVA
INSTALADA
[MW]
UBICACIÓN
Laguna Verde 2 29-Jun-1990 1,365 Alto Lucero,
Veracruz
ESIME ZACATENCO 14
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
1.3. Generación Eléctrica por Fuentes Alternas
Uno de los grandes problemas de la humanidad es su dependencia de los
combustibles fósiles, ya que provocan un fuerte impacto ambiental. El reto está en
conseguir que las energías alternativas y renovables sustituyan paulatinamente a
esos combustibles. La principal ventaja de las energías renovables es su menor
impacto ambiental por que reducen el número de contaminantes a la atmósfera
pero además su distribución territorial es más dispersa.
El uso continuo de las energías no renovables ha contribuido al cambio climático
que provoca inundaciones, temporales fuertes, periodos de sequía graves, etc.
Esto por si sólo sería argumento suficiente para buscar una alternativa menos
destructiva, pero además el recuerdo de algunas de las mareas negras que han
provocado y su posterior poder devastador obliga a que se busque de forma
urgente una solución al problema y que se invierta en investigación y desarrollo de
energías limpias. Algunas ventajas de las fuentes renovables son las siguientes:
• No emiten CO2 a la atmósfera y evitan así el proceso de calentamiento
terrestre como consecuencia del efecto invernadero.
• No contribuyen a la formación de lluvia ácida.
• No necesitan sofisticadas medidas de seguridad.
• No producen residuos tóxicos de difícil o imposible tratamiento de
eliminación.
• Las energías renovables dañan 31 veces menos la naturaleza.
• Prácticamente son inagotables con respecto al tiempo de vida de un ser
humano en el planeta.
Dentro de estos tipos de energía se encuentran: la solar, la eólica (viento), la mini
hidráulica (ríos y pequeñas caídas de agua), la biomasa (materia orgánica) y la
mareomotriz, principalmente. Las energías renovables ofrecen la oportunidad de
obtener energía útil para diversas aplicaciones, y poseen el potencial para
ESIME ZACATENCO 15
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
satisfacer todas las necesidades de energía presentes y futuras. Además, su
utilización contribuye a conservar los recursos energéticos no renovables y
propicia el desarrollo regional.
1.3.1. Eólica
La energía eólica, es aquella que consiste en producir energía eléctrica a partir de
la transformación de la energía del viento (energía cinética) en energía mecánica,
y después transformándola en energía eléctrica a través de un generador
eléctrico. Entre las ventajas se tienen las siguientes:
• Es una energía limpia, sin generación de contaminantes, y es una
alternativa interesante al uso de combustibles fósiles.
• Es una energía renovable, por que no se consume, sino que se usa la
energía cinética del viento.
• Es utilizable en todo lugar en donde exista un nivel adecuado de vientos,
determinado a través de un estudio de la zona.
• En la mayoría de los casos, es una energía que se produce en el lugar
donde se va a utilizar, por lo que no se transporta grandes distancias.
También es posible generar energía eléctrica para ser distribuida a un
número importante de usuarios, de manera similar a la empleada en la
distribución de la energía generada actualmente por fuentes no renovables
de energía.
• La energía generada, puede ser combinada con otras fuentes de energía
renovable, como por ejemplo fotovoltaica ó hidroeléctrica.
Un sistema eólico generalmente consta de los siguientes elementos:
Las aspas. Que son impulsadas por el viento y convierten la energía cinética en
energía mecánica; un sistema de orientación del conjunto de aspas, para
maximizar el aprovechamiento del viento, el cual calcula la dirección del mismo y
envía la información a una unidad de control, la cual modifica la inclinación y la
ESIME ZACATENCO 16
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orientación de las paletas. Un sistema de control y protección que controla la
generación y provee un sistema de protección en general; un sistema mecánico
multiplicador de la velocidad de rotación, un generador eléctrico para transformar
la energía mecánica a energía eléctrica; un medidor bidireccional para medición
de la energía generada y la carga a la que está conectado que es lo que está
siendo alimentado por el sistema.
La energía eólica está basada en aprovechar el flujo del viento. La cantidad de
energía obtenida es proporcional al cubo de la velocidad del viento, lo que muestra
la importancia de este factor. Los aerogeneradores aprovechan la velocidad del
viento a una velocidad entre 5 m/s y 20 m/s. Con velocidades inferiores a 5 m/s, el
aerogenerador no funcionará y si sobrepasa el límite superior debe detenerse,
para evitar daños a los equipos. En cuanto al desarrollo de la energía eólica en
México, además de la geotérmica la única fuente de energía alterna susceptible de
desarrollarse, en zonas de corrientes de viento y a precios no muy elevados que
pueden competir, es la energía eólica. En la figura 1.7 se muestra un esquema de
la generación de energía eléctrica por medio del viento.
TR A N S FO R M A D O R D E S U B E S TA C IO N E LE C TR IC A
R E D
A E R O G E N E R A D O RV IE N T O
FIGURA 1.7 ESQUEMA PARA GENERAR ELECTRICIDAD POR VIENTO.
ESIME ZACATENCO 17
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
En México se tiene las siguientes centrales eólicas: La Venta que se localiza en el
sitio del mismo nombre, a unos 30 km al noroeste de la ciudad de Juchitán,
Oaxaca, fue la primera planta eólica integrada a la red en México y en América
Latina, con una capacidad instalada de 1.575 MW. La central eólica de Guerrero
Negro, ubicada en las afueras de Guerrero Negro, Baja California Sur, dentro de la
Zona de reserva de la biosfera de el Vizcaíno, tiene una capacidad de 0.600 MW,
y consta de un aerogenerador. La central eólica la Venta II es la más reciente y fue
inaugurada el 29 de marzo del 2007 este proyecto es el más grande en su estilo y
pretende crecer mas en los próximos años, cuenta con una capacidad de
generación de 83.3 MW producida por 98 generadores. En la tabla 1.4 se aprecian
algunas características de las centrales eólicas mencionadas.
TABLA 1.4 CENTRALES EÓLICAS EN MÉXICO, [11].
NOMBRE DE LA
CENTRAL
NÚMERO DE
UNIDADES
FECHA DE
OPERACIÓN
CAPACIDAD
EFECTIVA
INSTALADA
(MW)
UBICACIÓN
La venta II 98 29-03-07 83.3 Juchitán de
Zaragoza
Oaxaca
Guerrero Negro 1 02-Abr-1998 0.6 Mulege, Baja
California Sur
La Venta 7 10-Nov-1994 1.575 Juchitán, Oaxaca
1.3.2. Solar Aunque en México esta generación no se lleva a cabo de manera muy significativa
en comparación con la eólica, se presenta una pequeña reseña de ésta.
Actualmente, la energía solar está siendo aprovechada para fines energéticos a
través de dos vías:
ESIME ZACATENCO 18
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
La térmica. Disponen de una gran superficie, para recolectar la radiación solar, por
medio de discos o cilindros colectores. Éstos concentran la radiación sobre un
punto o línea por la que pasa una tubería en la que circula un fluido (aceite). Estas
instalaciones trabajan a media temperatura en donde por medio del calor de la
radiación solar se calienta un fluido y produce vapor que se dirige hacia una
turbina que producirá la energía eléctrica.
La fotovoltaica. Esta permite la transformación directa de la energía solar en
energía eléctrica mediante las llamadas celdas solares. Estas hacen posible la
producción de energía eléctrica a partir de la radiación solar a causa al efecto
fotovoltaico, un efecto por el que se transforma directamente la energía luminosa
en energía eléctrica y que se produce cuando la radiación solar entra en contacto
con un material semiconductor cristalino.
En la actualidad la aplicación de la energía solar en México se utiliza en sitios
donde su costo y eficiencia, si se adapta a su uso. Normalmente se observa esta
aplicación en algunas luminarias de centros comerciales, en algunas casas
habitación, pero solo como un refuerzo, en caso de que el suministro eléctrico
llegue a faltar o en comunidades donde el suministro energético no tenga
posibilidad de llegar. Este tipo de tecnología también es aprovechable y se
necesita estudiar a fondo la misma y disminuir los inconvenientes o limitantes que
pueda tener para su máxima aplicación.
A través de un esfuerzo del gobierno federal y mediante la participación de
instituciones como la CFE, los gobiernos estatales y municipales entre otros, se
instalaron en México alrededor de 40,000 sistemas fotovoltaicos, y otros 10,000
por la iniciativa privada, para proveer de electricidad a zonas alejadas de la red
eléctrica. Esto permite que miles de pequeños poblados cuenten con iluminación
eléctrica durante las noches y en algunos casos con electricidad para bombeo de
agua. Igualmente, el uso de estos sistemas se ha generalizado para la
comunicación en sistemas de auxilio e iluminación en carreteras federales, para
ESIME ZACATENCO 19
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
dar energía a estaciones del sistema de comunicación por microondas y a la
telefonía rural.
1.3.3. Biomasa
Se conoce como biomasa a toda materia orgánica de origen vegetal o animal,
incluyendo los materiales procedentes de su transformación natural o artificial. La
mayoría de las manifestaciones de la biomasa son idóneas para transformarse en
energía útil, tal como la madera y el carbón vegetal, fuentes de energía muy
utilizadas aún en gran parte de los hogares del medio rural mexicano.
Los desechos orgánicos, se transforman por procesos metabólicos en compuestos
orgánicos aprovechables por medio de energía solar. De ahí la importancia de la
vegetación para todo el medio ambiente, pues limpia la atmósfera y libera oxígeno,
entre otros beneficios. Con biomasa se puede generar energía térmica (agua o
aire caliente, vapor, etc.), energía eléctrica e incluso mecánica mediante el uso de
biocarburantes en motores de combustión interna.
En México el desarrollo de este proceso para aprovecharla es muy pobre, ya que
se requiere de tecnología avanzada y que en el País es difícil de conseguir. Es
poca la información sobre desarrollo de proyectos en esta área pero por ejemplo,
en Monterrey, N.L. se desarrolla un proyecto para utilizar el biogás que se produce
en el relleno sanitario para generar electricidad. Este capítulo comprendió lo
referente al Sistema Eléctrico Nacional (SEN), con el propósito de dar una
referencia de lo más reciente sobre la generación eléctrica en México y las
diversas formas de lograr la misma. En el siguiente capítulo se presenta la
generación eléctrica, mediante la generación Eólica en México, como es la
conversión de la energía cinética del viento en energía mecánica y por último su
aprovechamiento para generar la energía eléctrica.
ESIME ZACATENCO 20
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
CAPITULO 2. GENERACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA
En este capítulo se muestra como se genera la energía eólica y su transformación
en energía eléctrica, incluyéndose las características del viento principalmente su
dirección y velocidad por ser indispensables para la ubicación de las centrales
eólicas. También se presentan los sistemas que integran a los aerogeneradores
como son el eléctrico y mecánico, la estructura que soporta el aerogenerador y los
tipos de terreno donde pueden establecerse las centrales eólicas. Finalmente, se
mencionan la de clasificación de los aerogeneradores.
ESIME ZACATENCO 21
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
2.1 Características del Viento
El viento es un fluido en movimiento y en general su movimiento es tridimensional,
normalmente sólo se considera la velocidad y dirección de la componente
horizontal. En el análisis del viento se suelen considerar diferentes escalas, tal
como se muestra en la tabla 2.1.
TABLA 2.1 ESCALAS DEL VIENTO, [6].
Escala de longitud Dimensiones de la escala (km)
Ejemplos
Planetaria Sinóptica
Meso escala Escala pequeña
000.5± 000.1± 75±
<5
Celda de Hadley Ciclones de media latitud
Tormentas y brisas Turbulencias
Cada escala presenta unos procesos atmosféricos propios e identificables. En
general para tratar aspectos de energía eólica se emplean criterios a nivel de
meso escala y de pequeña escala. La atmósfera se puede dividir en cuatro partes
que son en orden ascendente: troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera.
La troposfera o capa inferior es en la que tiene lugar los llamados fenómenos
meteorológicos, siendo esta la interesante desde el punto de vista de las
instalaciones eólicas, alcanza una altitud comprendida entre los 8 km (en los
polos) y los 18 km (en el ecuador). Contiene el 70% del peso total de la atmósfera
y en ella existe un gradiente de temperatura del orden de 6,5 °C/km.
Para el análisis del viento en una zona determinada conviene que se considere el
clima existente definido, éste como el conjunto de condiciones atmosféricas que
caracterizan una región. El clima se deduce principalmente por el estado medio de
la atmósfera. Los principales elementos constituyentes del clima son: la radiación
solar, que incide en forma fundamental en la temperatura, de la que se tiene en
cuenta la máxima, la mínima la temperatura media, así como la amplitud u
oscilación térmica en distintos periodos de tiempo; la precipitación, de la que se
ESIME ZACATENCO 22
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
registra su cantidad, naturaleza, persistencia e intensidad y su distribución
estacional.
Las variaciones estaciónales son debidas al ángulo de inclinación del eje relativo
de la tierra y por lo tanto su posición con respecto al sol. Esto es lo que rige el
comportamiento a nivel macro y de ahí se pueden estimar algunos sitios como los
mas probables ventosos como los hemisferios y lugares cercanos. Los factores
que determinan el comportamiento de los vientos a nivel micro son la topografía
del lugar, altura, fricción sobre la superficie, montañas, diferencias de
temperaturas entre el día y la noche.
El viento es provocado por las diferencias de temperaturas existentes al
producirse un calentamiento desigual de las diversas zonas de la tierra y de la
atmósfera. Las masas de aire más caliente tienden a ascender, y su lugar es
ocupado entonces por las masas de aire circundante, más frío y por tanto, más
denso. Se denomina propiamente viento a la corriente de aire que se desplaza en
sentido horizontal, reservándose la denominación de corriente de convección para
los movimientos de aire vertical.
Para las aplicaciones eólicas el conocimiento de la presión atmosférica resulta de
vital importancia. Esta es la presión que ejerce la atmósfera sobre los cuerpos
sumergidos en ella. El aire frío pesa más que el aire caliente y éste es uno de los
factores que influyen en las diferencias de presión atmosférica a un mismo nivel.
Los anticiclones y las tempestades generan corrientes de aire en sentido vertical
que modifican sustancialmente el valor de la presión atmosférica, circunstancia
que afecta de forma notable la potencia de generación de un aerogenerador, ya
que la dirección y velocidad del viento cambia de forma inestable.
La tierra funciona como una gran máquina térmica que transforma parte del calor
solar en energía cinética del viento. En la figura 2.1 se aprecia la irradiación solar
como se distribuye al llegar a la tierra. La tierra recibe una gran cantidad de
energía procedente del sol que en lugares favorables puede ser de hasta del
ESIME ZACATENCO 23
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
orden de 2000 kW/m² anuales, el 2% de ella se transforma en energía eólica
capaz de proporcionar una potencia del orden de 1017 kW.
FIGURA 2.1 -A) IRRADIACIÓN SOLAR SOBRE UNA SUPERFICIE HORIZONTAL; B) IRRADIACIÓN SOLAR
ABSORBIDA POR LA TIERRA; C) IRRADIACIÓN RADIADA AL ESPACIO EXTERIOR, [34].
2.1.1 Dirección y velocidad del viento
La dirección del viento viene definida por el punto del horizonte del observador
desde el cual sopla. En la actualidad, se usa internacionalmente la rosa dividida en
360°. El cálculo se realiza tomando como origen el norte y contando los grados en
el sentido de giro del reloj. La unidad de la velocidad del viento en Sistema
Internacional de Unidades es m/s, sin embargo aún se usan los nudos (kt) y km/h.
En la alta troposfera entre los 5 a 18 km de altura los vientos pueden llegar a ser
mayores a 50 m/s; a este flujo se le denomina corriente en chorro.
La intensidad del viento depende de las características orográficas del terreno. Un
elemento fundamental es la rugosidad del terreno, en llanura o en el mar el viento
sopla con intensidad mayor que en el campo o en los alrededores de las ciudades,
que a su vez son zonas más ventiladas que los centros de las mismas. La
intensidad del viento depende también de la altura del terreno, cuanto más se
ESIME ZACATENCO 24
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
sube, mayor es la velocidad del viento. La velocidad estacionaria (Ve) para una
altura (z), puede estimarse si se conoce la velocidad estacionaria a una altura (zr),
mediante la expresión (2.1), misma que se conoce como la ley del perfil
logarítmico del viento:
( ) ( )⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
=
0
0
ln
ln
zzzz
zVezVer
r (2.1)
Donde:
Ve(zr) es la velocidad estacionaria medida a la altura zr (altura de referencia).
Ve(z) es la velocidad estacionaria estimada en la altura z.
Z0 es un factor de rugosidad del terreno (tabla 2.2).
TABLA 2.2 - VALORES DE RUGOSIDAD (Z0) PARA DIVERSOS TIPOS DE TERRENO [5].
TIPO DE TERRENO Z0 (mm)
Muy suave; hielo o lodo 0.01
Mar abierto en calma 0.20
Mar picado 0.50
Superficie de nieve 3.00
Césped 8.00
Pasto quebrado 10.00
Campo preparado para cultivo 30.00
Cultivo 50.00
Pocos árboles 100.00
Varios árboles, hileras de árboles, pocas construcciones 250.00
Bosques, tierras cubiertas con árboles 500.00
Suburbios 1 500.00
Centros de ciudades con edificios altos 3 000.00
Las estimaciones de la velocidad del viento son críticas al momento de evaluar su
potencial aprovechable en cualquier lugar. Los recursos eólicos son
caracterizados por una escala de clases de viento según su velocidad, que se
ESIME ZACATENCO 25
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
extiende de la clase 1 hasta la clase 7 siendo esta última la más alta. Los
desniveles de la superficie a través de la cual sopla el viento antes de llegar a una
turbina eólica, determinan la cantidad de turbulencia que ésta experimentará. Los
vientos turbulentos ejercen mayores tensiones sobre el rotor, reduciendo
consecuentemente el tiempo de vida útil de la turbina. En la tabla 2.3 se desglosa
las clases de viento en diferentes velocidades a 30 m y 50 m de altura y la
potencia estimada del viento.
TABLA 2.3 - DEFINICIONES ESTÁNDAR DE CLASES DE VIENTO UTILIZADAS EN EE.UU, [43].
Clase
30 m de altura 50 m de altura
Velocidad del
viento [m/s]
Potencia del
viento [W/m²]
Velocidad del
viento [m/s]
Potencia del
viento [W/m²]
1 0-5.1 0-160 0-5.6 0-200
2 5.1-5.9 160-240 5.6-6.4 200-300
3 5.9-6.5 240-320 6.4-7.0 300-400
4 6.5-7.0 320-400 7.0-7.5 400-500
5 7.0-7.4 400-480 7.5-8.0 500-600
6 7.4-8.2 480-640 8.0-8.8 600-800
7 8.2-11.0 640-1600 8.8-11.9 800-2000
En un aerogenerador se pueden considerar tres tipos de velocidades del viento
características. La velocidad de conexión es aquella velocidad del viento por
encima de la cual se genera energía, que tiene un valor de 2 m/s a 4 m/s
promedio, por abajo de esta velocidad toda la energía extraída del viento se
gastaría en perdidas y no habría generación de energía. La velocidad nominal es
aquella en la que la máquina alcanza su potencial nominal, esta se tiene en un
intervalo de 10 m/s a 14 m/s, por encima de esta velocidad la potencia extraída del
viento se puede mantener constante. La velocidad de desconexión es aquella que
está por encima de la cual el aerogenerador deja de generar esta puede ser a una
velocidad de 20 m/s a 25 m/s los sistemas de seguridad comienzan a actuar
frenando la máquina, desconectándose de la red a la que alimenta si es el caso.
ESIME ZACATENCO 26
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
2.1.2 Medición de la dirección y velocidad del viento
Para medir la dirección del viento en los últimos años se usa la veleta, que marca
la dirección en grados en la propia rosa. Debe instalarse de acuerdo a los
procedimientos internacionales vigentes dictadas por la Organización
Meteorológica Mundial (OMM) para evitar perturbaciones.
Se considera que a partir de 10 m de altura las perturbaciones no afectan de
forma notable a la medida. La velocidad del viento se mide con un anemómetro,
que es un molinete de tres brazos, separados por ángulos de 120°, que se
mueven alrededor de un eje vertical. Los brazos giran con el viento y permiten
medir su velocidad. Con los anemómetros modernos, a cada grado de la escala se
le ha asignado una banda de velocidades medidas por lo menos durante 10min a
10m de altura sobre el nivel del mar. Hay anemómetros de dimensiones reducidas
que pueden sostenerse con la mano y que son muy prácticos, aunque menos
precisos debido a las perturbaciones. En la figura 2.2 se aprecian anemómetros de
presión hidrodinámica (1), de empuje (2) y de hélices de cazoleta (3).
FIGURA 2.2 (1) ANEMÓMETRO DE PRESIÓN HIDRODINÁMICA (2) ANEMÓMETRO DE EMPUJE (3)
ANEMÓMETRO HÉLICES DE CAZOLETA [34].
La velocidad media del viento varía entre 3 m/s y 7 m/s, según diversas
situaciones metereológicas; es elevada en las costas, más de 6 m/s así como en
algunos valles estrechos. En otras regiones es en general, de 3 m/s a 4 m/s
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SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
siendo bastantemente más elevada en las montañas dependiendo de la altitud y
de la topografía. Un histograma mensual de velocidad que al asociar tiempos de
duración acumulados a las velocidades observadas, describe la forma como se
disipa la energía a través del tiempo, dentro de un sistema climático-geográfico
definido. La uniformidad en el contenido energético del viento ha permitido
emplear con éxito la función de distribución de Weibull aunque también es
aplicable la distribución de Rayleigh.
Estas mediciones se deben llevar a cabo por periodos relativamente largos (hasta
dos años) si el proyecto es de una magnitud grande de capital, o con simples
exploraciones o mediciones de mano cuando el sistema a instalar sea pequeño.
Para proyectos de más de 5 kW, vale la pena llevar a cabo mediciones aunque
sea por períodos muy cortos (4 a 6 meses), pero para más de 20 kW es
recomendable medir al menos un año. Entre los parámetros que son necesarios
conocer están: velocidad, dirección, temperatura ambiente, humedad y presión
atmosférica.
La cuantificación del potencial energético de un lugar dado se indica en términos
de energía disponible, la cual puede ser traducida a valores de velocidad media
con sus respectivas reservas. El término más adecuado es el que se da en kW/m2
como un dato de densidad de potencia, o kWh/m2 como un dato de densidad de
energía.
2.2 AEROGENERADORES
Los aerogeneradores constituyen el principal elemento de los sistemas de
aprovechamiento de la energía eólica, los cuales están constituidos principalmente
por un arreglo de aspas, generador y torre. Los aerogeneradores funciona al
contrario que un ventilador, en lugar de utilizar electricidad para producir viento,
como un ventilador, los aerogeneradores utilizan el viento para producir
ESIME ZACATENCO 28
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
electricidad. El rotor convierte la fuerza del viento en energía rotatoria del eje, una
caja de engranajes aumenta la velocidad y un generador transforma la energía del
eje en energía eléctrica.
Por no ser constante la generación de energía eléctrica, se debe de conectar a un
sistema de regularización que posteriormente a través de conductores, se conecta
a un transformador que eleva la tensión eléctrica. Al aumentar la tensión se puede
conectar a un sistema de red eléctrica. En la figura 2.3 se aprecian los
componentes principales de los aerogeneradores modernos.
FIGURA 2.3 - PARTES PRINCIPALES DE LOS AEROGENERADORES. 1) Generador, 2) Sistema
Refrigeración, 3) Unidad de control, 4) Caja de engranajes, 5) Eje principal, 6) Sistema bloqueo de control, 7)
Pala, 8) Buje, 9) Cono, 10) Bastidor, 11) Sistema Hidráulico, 12) Amortiguador, 13) Corona de giro, 14) Disco
de freno, 15) Torre, 16) Reductora de giro [ 26].
ESIME ZACATENCO 29
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
ROTOR. Incluye el buje (cubo) y las palas, las palas capturan el viento y
transmiten su potencia hacia el buje que está acoplado al eje de velocidad baja del
aerogenerador. Éste eje, a su vez conecta el buje del rotor al multiplicador. El buje
se fabrica mediante fundición y posteriormente es mecanizado. Cuando las palas
se disponen ancladas rígidamente al buje, el aerogenerador se denomina de paso
fijo y cuando éstas pueden regular el paso se denomina de paso variable. En este
primer caso el anclaje al buje se realiza mediante unos rodamientos que permiten
su giro. En el caso de palas de paso variable su accionamiento se realiza a través
de sistemas hidráulicos y palancas o engranajes que se ubican dentro del buje.
Estos mecanismos son actuados a través del eje lento, que se construye hueco
para permitir dicha actuación.
CAJAS DE ENGRANES. Esta hace la conversión entre la potencia de fuerza de
giro alto que obtiene del rotor de la turbina eólica girando lentamente, y la potencia
de fuerza de giro baja a velocidad alta que utiliza el generador. En la selección de
una caja de engranes para aerogeneradores se busca una relación óptima entre
su capacidad de carga, tamaño y peso. Así mismo, se persigue obtener la
eficiencia más alta y la menor emisión de ruido acústico. Por su función, las cajas
de engranes deben ser confiables y fáciles de mantener. La caja de engranes o
caja multiplicadora del aerogenerador no cambia las velocidades, normalmente
suele tener una única relación de multiplicación entre la rotación del rotor y el
generador. Para una máquina de 600 kW ó 750 kW, la relación de multiplicación
suele ser aproximadamente de 1:50.
Las cajas de engranes que se utilizan en la mayoría de los aerogeneradores
actualmente son del tipo planetario por que son más compactas, pesan menos,
emiten menos ruido y en condiciones de carga parcial, tienen una eficiencia
relativamente más alta. El 57% de los aerogeneradores con cajas de engranes
usan del tipo planetario. Uno de los problemas potenciales en este elemento es la
falla de sus sellos, por lo regular este problema se resuelve utilizando sellos de
laberinto en las flechas de salida debido a que estos son libres de mantenimiento.
ESIME ZACATENCO 30
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Típicamente, la lubricación de la caja de engranes de un aerogenerador se realiza
por salpicadura y solamente se proveen medios para mantener la temperatura del
lubricante dentro de los valores recomendados.
GENERADOR ELÉCTRICO. En los aerogeneradores interconectados se utilizan
tanto generadores eléctricos asíncronos como síncronos. Los asíncronos
típicamente son motores de inducción que se utilizan en forma inversa
haciéndolos girar por encima de su velocidad de sincronismo. Cuando a un motor
de inducción conectado a la red eléctrica se le hace girar por encima de su
velocidad de sincronismo mediante la aplicación de un par motriz rotatorio en su
eje de rotación, la potencia mecánica aplicada se transforma en energía eléctrica.
Existen dos tipos de generadores asíncronos que se han utilizado para la
integración de aerogeneradores, el jaula de ardilla y el de rotor devanado. Los de
jaula de ardilla son los más utilizados debido a sus características que se
menciona a continuación:
• Su costo es bajo.
• Requieren poco mantenimiento.
• Son robustos.
• Pueden conectarse directamente a la línea eléctrica que entregaran
energía.
La potencia que desarrolla un generador asíncrono es proporcional a la diferencia
entre la velocidad de sincronismo Ws y la velocidad angular de su rotor W.
Teóricamente a la velocidad angular de sincronismo se obtiene potencia cero,
mientras que la potencia nominal se logra a un deslizamiento. En la práctica el
deslizamiento toma valores que están entre 0,5% para generadores (del orden de
MW) y 2% para generadores del orden de kW. En la figura 2.4 ilustra el concepto
funcional de mayor trascendencia en cuanto al uso de generadores asíncronos en
turbinas eólicas.
ESIME ZACATENCO 31
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
FIGURA 2.4 RELACIÓN PAR-VELOCIDAD DE GENERADORES ASÍNCRONOS [5].
Los aerogeneradores con máquinas asíncronas se arrancan con el generador
desconectado de la línea eléctrica. Esto debido a que se debe permitir que giren
libremente hasta que la flecha del generador alcance una velocidad ligeramente
superior a la de sincronismo. En ese momento, el generador se conecta a la línea
y comienza a producir energía eléctrica a una frecuencia constante igual a la de la
línea.
A partir de la velocidad de sincronismo, la potencia eléctrica que se entrega a la
red tiende a incrementarse en función de la incidencia de vientos más altos. Sin
embargo, una vez que se alcanza la potencia nominal a la velocidad nominal es
necesario limitar la velocidad del rotor aerodinámico, ya que de lo contrario la
velocidad del viento podría ocasionar la operación del generador eléctrico por
arriba del 10% de su potencia nominal, ocasionando el calentamiento del
embobinado. Esta es una de las necesidades que dieron origen a la necesidad de
regulación de velocidad en aerogeneradores.
El incremento de velocidad angular en el rotor aerodinámico que se requiere para
elevar la potencia de salida de un generador asíncrono desde su valor cero hasta
su valor nominal es menor que 1 rpm. Por ello, los aerogeneradores que utilizan
generadores asíncronos conectados directamente a la red se les conocen como
sistemas de velocidad constante. Además de las ventajas ya mencionadas sobre
el uso de los generadores jaula de ardilla, su relación par-velocidad, en las
ESIME ZACATENCO 32
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
cercanías de la velocidad nominal permiten un amortiguamiento de la variación
constante de torque en la flecha principal en la turbina eólica.
El generador de inducción de rotor devanado se utiliza con muy poca frecuencia
en la integración de aerogeneradores. Su ventaja principal es la factibilidad de
implementar métodos de conexión a línea más sencillos y confiables. Por otro lado
los generadores síncronos no son muy apropiados para integrar aerogeneradores
de velocidad constante ya que cuando se conectan directamente a la línea
eléctrica entregan una potencia que es proporcional con el ángulo de la fase, por
lo que se dice que su relación par-velocidad es demasiado rígido.
Existe una cierta preferencia por utilizar generadores síncronos en los sistemas de
velocidad variable. Estos pueden ser de construcción abierta o cerrada; sin
embargo, en el uso de generadores síncronos de construcción abierta se han
presentado problemas de deterioro del aislante de las bobinas y cortos circuitos.
La forma cerrada de un generador síncrono ya no tiene ventajas de costos. Por
ello, también se han utilizado generadores asíncronos y se experimenta con la
adaptación de motores de reluctancia variable para su uso como generadores
eléctricos.
GÓNDOLA. Contiene, entre otros componentes, el generador eléctrico el
multiplicador y los sistemas hidráulicos de control, orientación y freno. El
multiplicador tiene por el lado del rotor el eje de velocidad baja que es el de
entrada, y al otro lado un eje de salida de velocidad alta que gira a 1500 rpm, lo
que permite el funcionamiento del generador eléctrico en condiciones de conexión
a red. En el eje de velocidad alta se incorpora el sistema de freno del rotor.
Una veleta situada en la parte posterior de la góndola mide la dirección del viento
en cada instante y manda órdenes al sistema de control que accionan los equipos
de orientación del aerogenerador de forma que el rotor y las palas se sitúen en la
posición adecuada contra el viento. La orientación se realiza mediante un sistema
ESIME ZACATENCO 33
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
de motor reductor de orientación que actúa sobre un sistema de corona engranada
en el rodamiento de gran dimensión que une al bastidor con la torre. El bastidor o
góndola incorpora también un sistema hidráulico para el accionamiento de los
sistemas de giro de pala y de los frenos. Los sistemas de refrigeración del
conjunto se ubican en su interior, en ocasiones aprovechando el propio viento.
TORRE. Soporta la góndola y el rotor. Puede ser tubular, de celosía o torre de
armadura constituida por tramos de 20 m ó 30 m con bridas atornilladas. La torre
de armadura ofrece una menor resistencia al viento, pero la carga principal de la
torre es el momento flector causado por la fuerza axial sobre el rotor; la
contribución de la resistencia de la torre misma únicamente contribuye
apreciablemente cuando el rotor está parado.
La rigidez alta es una de sus principales características, la única ventaja tangible
de la resistencia menor al viento es la de una estela menor de la torre, que es de
importancia para un rotor que opera viento abajo de la torre. En el caso de la torre
tubular tiene ventajas de fácil construcción y mantenimiento, ofreciendo además
un espacio protegido del ambiente para instalar el sistema de control eléctrico y la
escalera de acceso para el personal de mantenimiento.
Es importante realizar un diseño optimizado de la torre, pues contribuye en gran
medida al precio total del aerogenerador. Las comprobaciones a realizar son:
verificación de la respuesta dinámica, asegurando que las frecuencias naturales
no coincidan con las de excitación del rotor; comprobación de uniones soldadas y
atornilladas; verificación de la estabilidad de la torre (pandeo) y comprobación a
fatiga y pandeo local en zonas de puertas y ventanas. El diseño de la cimentación
del aerogenerador está en función de sus dimensiones y características del
terreno.
Los aerogeneradores tienen un factor de disponibilidad superior al 95%; es decir
unas 18 horas al año están parados por reparación o mantenimiento. El grupo de
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SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
mantenimiento atiende todo lo necesario de estas plantas. Lo complicado es
cuando el mantenimiento es privado, pues hay que estar dispuestos a subir a las
torres de 30 m para realizar el mantenimiento preventivo correspondiente cuando
se requiera.
Existen dos casos que se perfilan como importantes opciones para el futuro. Están
los aerogeneradores instalados mar adentro y el éxito consiste en instalarlos en
aguas poco profundas para abaratar su costo y al mismo tiempo aprovechar la
distribución que toma la velocidad del aire a cierta altura sobre el mar,
incrementando la potencia generada. El otro caso son los proyectos
experimentales de aerogeneradores con una velocidad variable que generan
corriente alterna teniendo al pie de la torre un rectificador que la transforma a
corriente directa y luego un convertidor que la entrega como corriente alterna de
esta forma se mantiene la forma senoidal de la tensión.
2.3 Clasificación de los Aerogeneradores
2.3.1 Clasificación por el eje de trabajo
Los aerogeneradores de eje horizontal (figura 2.5) pueden tener una, dos o más
aspas. A mayor número de aspas corresponde una mayor superficie de contacto
con el viento. La razón entre la superficie de contacto con el viento y el área
barrida por la superficie de contacto con el viento se denomina solidez. Cuanto
mayor sea la solidez menor será la velocidad de giro y mayor el par de arranque,
obteniéndose un par mayor a velocidades de viento bajas. Los aerogeneradores
con menos solidez capturan una mayor energía con vientos de alta velocidad.
En los aerogeneradores de eje horizontal (de dos o tres aspas) las aspas pueden
estar colocadas viento arriba o viento abajo. Las aeroturbinas de potencia baja
suelen emplear una configuración viento arriba principalmente porque con una
simple veleta se reorienta al cambiar la dirección del viento, manteniéndose así el
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SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
área de barrido de las aspas siempre perpendicular a la dirección del viento y
maximizando la energía captada. La configuración de viento abajo, se utiliza en los
aerogeneradores de tamaño grande, en los que la veleta no resulta práctica
requiriéndose de otros mecanismos para reorientar la turbina.
FIGURA 2.5 AEROGENERADOR DE EJE HORIZONTAL [36].
Los aerogeneradores de dos o tres aspas utilizan mecanismos automáticos de
control que permiten girar todo el dispositivo dejando su eje de rotación paralelo a
la dirección del viento cuando este sopla a velocidades excesivas. Se emplean
también otros mecanismos para controlar el ángulo de ataque de las aspas con el
viento logrando de esta manera que el rotor del aerogenerador gire a una
velocidad constante. La elección entre una configuración de dos o tres aspas, se
basa en que con tres aspas se distribuyen mejor los esfuerzos estructurales a que
está sometida la aeroturbina, pero con dos aspas se reduce el costo y se obtienen
mayores velocidades de giro.
ESIME ZACATENCO 36
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Entre los aerogeneradores de eje vertical se pueden distinguir tres tipos
principalmente: Savonius, Darrieux y ciclogiro. En la figura 2.6 se muestra las dos
primeras. Las de menor eficiencia son las Savonius que presentan una gran
superficie de contacto al viento siendo por ello de velocidad baja y par inicial alto.
Un rotor Savonius consta de dos mitades de un cilindro partido verticalmente de
arriba hacia abajo, unidas de tal modo que en un corte horizontal forman una
especie de S.
Los aerogeneradores más utilizados son las de rotor Darrieux, cuyas aspas se
asemejan a las de un bastidor. Normalmente tienen de dos a tres aspas
soportadas en la parte superior o inferior de la flecha. Estas máquinas requieren
de una potencia inicial, no eólica, para arrancar, lo mismo que los
aerogeneradores modernos de eje horizontal y aerogeneradores de potencias
superiores a los 60 kW. Algunos prototipos de Darrieux emplean rotores pequeños
Savonius para iniciar su operación.
FIGURA 2.6 a) AEROGENERADOR DARRIEUX b) AEROGENERADOR SAVONIUS [36].
El tercer tipo de aerogenerador es el ciclogiro, muy semejante al Darrieux solo que
las aspas son rectas y su orientación se modifica constantemente. La potencia
pico predicha para este tipo de turbinas es más alta que para cualquier otro. Los
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aerogeneradores de eje vertical tienen ciertas ventajas sobre las de eje horizontal
como son:
• No requieren de sistemas de orientación.
• Los elementos que requieren un cierto mantenimiento pueden ir situados a
nivel del suelo.
• No requieren mecanismos de cambio de revoluciones, por tanto no suelen
emplearse en aplicaciones que precisen una velocidad angular constante.
Las ventajas de los aerogeneradores de eje horizontal respecto a los de eje
vertical son:
• Mayor rendimiento.
• Mayor velocidad de giro (multiplicadores más sencillos).
• Menor superficie de pala a igualdad de área barrida.
• Se pueden instalar a mayor altura, donde la velocidad del viento es más
intensa.
2.3.2 Clasificación por el número de palas
Un aerogenerador, contrario a lo que pueda parecer lógico no por tener más palas
dará más potencia. Se cree que si cada pala ayuda a captar la energía del viento
entonces su número aumenta la potencia captada. Los aerogeneradores necesitan
girar a velocidades altas, sin embargo no captan par por resistencia, sino por el
perfil aerodinámico de las palas. Los rotores multipala ofrecen régimen de giros
lentos, pero con un par alto debido a la resistencia que oponen al paso del viento.
La combinación de estos factores determina la potencia final de la máquina.
Los aerogeneradores de velocidad alta no utilizan muchas palas, se ha
experimentado con 4, incluso con 1 pala. Los aerogeneradores pequeños tienen 5
o 6 palas; sin embargo, se ha llegado a la conclusión de que el mejor rendimiento
se alcanza con 3 palas. Un rotor de tres palas no presenta las desventajas de una
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bipala. En un rotor bipala, las fuerzas que experimentan las palas no están
compensadas en todo su radio de giro, cuando las palas están en posición
vertical, la inferior sufre un menor empuje debido a las turbulencias provocadas
por la misma torre.
En el caso de las tripala la cual se muestra en la figura 2.7, las fuerzas
experimentadas se distribuyen y se compensan mejor entre ellas, son mas
silenciosas, con mayor par de arranque y más estable en la rotación para su
orientación. Algunas consideraciones para seleccionar el número de aspas son:
• Velocidad rotacional de dos aspas es más alta.
• Teóricamente, el rotor de tres aspas tiene una eficiencia marginalmente
más alta que el rotor de dos aspas.
• El rotor de tres aspas tiene más aceptación que el de dos aspas respecto a
los aspectos visuales y de ruido.
• El rotor de dos aspas presenta mayores problemas dinámicos por la falta de
simetría.
• El aerogenerador con un rotor de dos aspas puede tener un costo más bajo
por dos razones: el costo de las dos aspas es menor que el de tres y el
costo del tren de potencia es menor porque el torque es menor a la misma
potencia.
FIGURA 2.7 AEROGENERADOR TIPO TRIPALA [10].
ESIME ZACATENCO 39
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
2.3.3 Clasificación según el tamaño
En la generación de energía eólica el tamaño del aerogenerador y en especial del
diámetro del rotor se ha convertido en un factor clasificatorio. Existen
aerogeneradores desde 0.5 m de diámetro hasta de más de 90 m. Aunque el
principio de funcionamiento y diseño es similar, su construcción, concepción y
aplicaciones son totalmente distintas. En la figura 2.8 se muestran las
características de los aerogeneradores según el diámetro de sus aspas.
La fracción de energía capturada por un aerogenerador viene dada por el factor
Cp, llamado coeficiente de potencia. Este coeficiente de potencia tiene un valor
máximo teórico de 59.3%, este valor se conoce como límite de Betz. Los primeros
aerogeneradores tenían rendimientos del 10%, pero los más modernos utilizan
sistemas de control de manera que operan siempre con la máxima eficiencia
aerodinámica alcanzando valores de rendimiento próximos al 50%.
FIGURA 2.8 CARACTERÍSTICAS DEL AEROGENERADOR SEGÚN EL DIÁMETRO DE LOS ALABES [1].
ESIME ZACATENCO 40
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2.4 Sistemas de Seguridad Tienen el propósito de proteger la integridad física de las personas, así como al
del equipo en su conjunto. Por esta razón tales sistemas colocan a los
aerogeneradores en una condición estable y segura en caso de presentarse
situaciones como:
• Presencia de viento superiores a la velocidad de salida.
• Velocidad de rotación por arriba del máximo aceptable.
• Pérdida de carga (desconexión o falla en la línea de interconexión).
• Exceso de vibraciones.
• Temperaturas por arriba de las máximas aceptables (en generadores,
cajas de transmisión, controladores electrónicos, etc.).
• Pérdida de presión en controladores hidráulicos.
Debido a que el viento, fuente de energía en este caso no es controlable ante una
situación operativa irregular la acción típica de seguridad es el paro forzado de los
aerogeneradores y este se puede presentar a través de:
• El controlador electrónico local. Cuando la situación irregular se detecta por
la medición de variables. En esta situación, el control ejecuta un paro
suavizado (ante la detección de temperaturas máximas de operación en
algún componente).
• La acción directa de elementos específicos. Llevada a cabo cuando la
acción irregular requiere de una acción inmediata y por la naturaleza del
evento no se puede confiar en el control electrónico (exceso de
vibraciones).
• Por voluntad de los operadores. Cuando la situación no puede ser
detectada por ningún medio automático. Para este caso el aerogenerador
cuenta con botones de paro por emergencia localizados en la parte superior
ESIME ZACATENCO 41
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
en su base, a lo largo de la torre y a través de las computadoras en el
cuarto de control.
Los medios principales que se utilizan para efectuar el paro forzado son:
• Freno de disco.
• Control de ángulo de paso de las aspas.
• Dispositivos de punta aspa.
• Control de orientación al viento.
La mayoría de los aerogeneradores actuales en el mercado cuentan con dos o
más de estos medios que pueden actuar de manera independiente o coordinada.
Esto depende del modelo específico del aerogenerador que asigna a cada uno de
ellos el medio principal de frenado. Los aerogeneradores que cuentan con
sistemas de regulación de velocidad por control de ángulo de paso de las aspas,
éste normalmente se asigna como el medio de frenado. Para este caso se amplia
su intervalo de operación para que sea posible llevar la cuerda del elemento de
punta de aspa a una posición casi paralela con la dirección del viento (colocar el
aspa en posición de bandera figura 2.9). La resistencia entonces opuesta al viento
es mínima, así como el par ejercido y la potencia generada. Un sistema
electrónico vigila tanto la velocidad del viento, como la potencia generada y la
posición de las palas modificando de manera continúa la posición de estas y
adaptándola a la intensidad de los vientos en ese momento.
Esto representa una solución adecuada que evita esfuerzos mecánicos durante el
evento. El freno secundario (de disco típicamente) se aplica después de que la
velocidad del rotor se redujo considerablemente y por consecuencia el par motor
es mucho menor. Cuando se utilizan motores eléctricos para manejar el ángulo de
paso de las aspas, las condiciones por defecto ante la desconexión o falla de la
línea eléctrica colocan automáticamente a las aspas en posición de bandera.
ESIME ZACATENCO 42
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
FIGURA 2.9 SISTEMA DE REGULACIÓN DE VELOCIDAD POR CONTROL DE ÁNGULO DE PASO DE LAS
ASPAS [36].
2.5 Conversión de la Energía del Viento a Energía Eléctrica Para estimar la potencia que posee el viento se parte de la idea que esa potencia
es la energía cinética contenida en un cilindro de superficie (A) con velocidad
lineal (V) que impacta sobre las palas del aerogenerador por unidad de tiempo (t)
figura 2.10. El parámetro que interesa del viento es su energía disponible, la cual
podrá ser convertida posteriormente a energía mecánica, química, eléctrica, etc.
La energía está definida como la capacidad para producir trabajo, se expresa con
la ecuación 2.2.
tEP = (2.2)
Existen diferentes forma de energía y cualquier masa en movimiento posee
energía cinética; por lo tanto, como el viento es un gas en movimiento, su energía
cinética se determina con la ecuación 2.3.
ESIME ZACATENCO 43
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
FIGURA 2.10 SIMULACIÓN PARA TOMAR LOS VARIABLES EN EL CÁLCULO DE LA POTENCIA DEL
VIENTO [42].
2
21 mVEc = (2.3)
Donde m es la masa del aire y V su velocidad, pero la masa del aire está dada por:
vm
=ρ (2.4)
Donde ρ es la densidad, m la masa del aire y v el volumen ocupado por esta
masa. El volumen de aire es igual a la velocidad a la que viaja el aire en un tiempo
dado por unidad de área, esto es:
AVtm
××= ρ (2.5)
Sustituyendo esta ecuación en la 2.2 se tiene:
2
21 VVA
tEc
××××= ρ (2.6)
Como la energía dividida entre el tiempo es la potencia resulta la ecuación 2.7:
3
21 AVP ρ= (2.7)
ESIME ZACATENCO 44
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Donde P se conoce como densidad de potencia y se expresa en W/m2, la
densidad del aire es diferente para cada sitio aunque para casos prácticos se
asume un valor de 1 kg/m3. Se observa que la densidad de potencia es
proporcional al cubo de la velocidad del viento. Debido a esta función cúbica,
pequeñas variaciones en la velocidad del viento pueden representar grandes
cambios en el contenido de energía y de ahí en casos de tormentas, tornados,
huracanes y ciclones los daños pueden ser sorprendentes.
De la ecuación 2.7 se le puede anexar un coeficiente de potencia (Cp) que
determina la eficiencia de como el aerogenerador convierte la energía del viento
en energía eléctrica, también toma en cuenta la eficiencia mecánica y eléctrica (η)
del aerogenerador. Por lo que la ecuación que determina la potencia extraída del
aerogenerador se da de la siguiente manera:
3
21 AVCP pρη= (2.8)
El coeficiente Cp expresa el hecho de que a nivel teórico el 59.3% de la energía
contenida en una masa de aire solo se puede aprovechar con un aerogenerador.
El valor es determinado por el teorema de Betz que relaciona la corriente del
viento afectada por el aerogenerador (perturbada) y la corriente del viento sin
oposición alguna (no perturbada). El límite físico de la potencia máxima extraíble
del viento refleja el hecho de que, si se quisiera transformar totalmente la energía
cinética del viento en energía eléctrica se necesitaría anular su velocidad tras
haber pasado por el rotor, acción que es ilógica.
Las máquinas tienen límites físicos que están caracterizadas por rendimientos
mecánicos y eléctricos (η), variables en base a la velocidad de funcionamiento y
de valor máximo correspondiente a la potencia nominal, que consideran las
inevitables pérdidas aerodinámicas. Debido a que los aerogeneradores arrancan a
una determinada velocidad del viento, al tiempo que proporcionan la máxima
ESIME ZACATENCO 45
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
potencia para velocidades iguales o superiores a una velocidad nominal, es
necesario tomar en cuenta las curvas de duración de velocidad que se pueden
convertir en curvas energéticas por medio de la ecuación 6, que proporciona la
potencia disponible en el viento para cada velocidad y de la que sólo es posible
extraer una porción.
En la figura 2.10 y 2.11 se muestran las curvas típicas de potencia contra
velocidad del viento, con valores de densidad del aire de 0.95 kg/m3. y densidad
empleada para fines prácticos que es de 1 kg/m3.
FIGURA 2.10 POTENCIA APROVECHADA PARA UNA DENSIDAD DE 0.95 kg/m3.
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FIGURA 2.11 - POTENCIA APROVECHADA PARA UNA DENSIDAD DE 1 kg/m3.
2.6 Equipo Eléctrico para la Instalación de Centrales Eólicas La tecnología que se utiliza generalmente en las centrales eólicas es la siguiente:
todos los aerogeneradores para centrales eólicas cuentan con un sistema
electrónico dedicado al control y a la adquisición de datos (SCADA). Cada
aerogenerador cuenta con un SCADA propio, independientemente de que éste
forme parte de una central integrada por varias turbinas. Sus funciones principales
son:
• Controlar los procesos de inicio de operación y de conexión a la línea
eléctrica.
• Controlar la regulación de velocidad y potencia de salida.
• Controlar la orientación del rotor con respecto a la dirección del viento.
• Controlar los procesos de paro forzado.
• Controlar los elementos auxiliares dedicados a mantener las mejores
condiciones de operación normal.
• Ser la interfaz local entre el operador y la máquina.
ESIME ZACATENCO 47
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
• Adquirir y procesar los datos del comportamiento operacional de cada
aerogenerador.
Para tales fines, los sistemas SCADA miden y procesan las variables de control,
entre las que se encuentran: velocidad y dirección del viento, velocidades
angulares, temperaturas, presión, ángulo de orientación, vibraciones, entre otras.
Cada uno de los aerogeneradores posee su propio transformador encargado de
elevar la tensión de salida del generador eléctrico hasta media tensión. En estas
condiciones, la energía eléctrica es transportada, a través de líneas subterráneas,
desde cada uno de los aerogeneradores hasta la central de transformación
general del parque eólico. La tensión se eleva hasta condiciones de alta tensión,
para conectar a la red general de distribución y transporte de energía eléctrica.
Los aerogeneradores también cuentan con un sistema de mantenimiento
predictivo que permite la detección prematura de deterioros y fallos en los
principales componentes del aerogenerador. Protección contra rayos, cuenta con
un sistema de protección total contra rayos. Este sistema conduce el rayo desde
ambas caras de la punta de la pala hasta la raíz y desde ahí a través de la
estructura de la torre hasta el sistema de puesta a tierra de las cimentaciones.
Adaptación a la red, regulación dinámica de potencia activa y reactiva para
contribuir a la estabilidad de la red y superar los huecos de tensión mediante un
dispositivo que permite cumplir con las normativas de los operadores de red.
ESIME ZACATENCO 48
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
CAPITULO 3. CAPACIDAD EÓLICA INSTALADA EN MÉXICO
En este capítulo se muestran las zonas con potencial eólico aprovechable en
México, en la zona sur, centro y norte del País. También se incluye la información
de las centrales eólicas de Guerrero Negro, La Venta y La Venta II. Además se
hace mención sobre los proyectos más importantes por parte del sector público y
sector privado, así como los nombres de las empresas interesadas en invertir en el
sector de generación de energía eléctrica, para el aprovechamiento de la energía
eólica.
ESIME ZACATENCO 49
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
3.1 Zonas con Potencial Eólico en México El viento depende del calentamiento de la superficie terrestre provocada por la
radiación solar; la absorción de la radiación solar es mayor en la zona ecuatorial
comparada con las zonas polares. El aire caliente se eleva a los trópicos y es
reemplazado por masas de aire frío superficiales que provienen de los polos. El
ciclo se cierra con el desplazamiento del aire en la atmósfera hacia los polos. Todo
esto aunado a la rotación de la tierra y a los cambios estacionales de la radiación
solar que provocan cambios en la magnitud y dirección de los vientos dominantes
en la corteza terrestre. Este fenómeno es aprovechado para generar energía
mecánica que a su vez generará energía eléctrica.
En México se han realizado estudios con algunas redes anemométricas, estos
estudios fueron realizados por Instituciones Federales Mexicanas y han servido
para establecer la posibilidad de instalar un parque o central eólica. En la figura
3.1 se muestran las zonas con potencial eólico en México.
FIGURA 3.1 ZONAS CON POTENCIAL EÓLICO EN MÉXICO [23].
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SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
En la actualidad la generación de energía eléctrica por medio del viento, es una
energía no contaminante que no solo en México tiene un beneficio, sino que éste
traspasa las fronteras al no emitir gases contaminantes como el CO2, caso
contrario a las termoeléctricas. Las centrales eólicas no emiten contaminantes a
cusa de la quema de combustible, carbón o algún otro tipo de hidrocarburo, éstas
mismas no necesitan de algún recurso natural para generar energía eléctrica
puesto que utilizan otro tipo de energía; el viento que provee de energía cinética al
aerogenerador el cuál después por medio de las palas la convertirá en energía
mecánica y por último en energía eléctrica.
Para la determinación de la magnitud del recurso energético eólico de un País en
términos de reservas probadas y probables, como capacidad instalable en MW y
generación posible en GWh, se requiere elaborar el inventario de cuencas eólicas
y su caracterización, precisando los sitios, su extensión superficial en hectáreas,
sus características topográfico eólicas, la rosa de los vientos, vientos energéticos,
rumbos dominantes, etc, lo que permitiría configurar la distribución topográfica de
los aerogeneradores, y determinar un índice de capacidad instalable por hectárea,
que multiplicado por la superficie total indicará la capacidad total instalable en el
sitio. La velocidad media del viento en el mismo, sería indicativa del factor de
planta posible y por tanto de la generación bruta esperada en GWh/año.
El Gobierno del Estado de Oaxaca, la primera entidad federativa que se ha
propuesto definir con exactitud sus recursos renovables, proporcionó a la CONAE
los mapas preliminares del potencial eólico en todo el estado y en especial del
Istmo de Tehuantepec. Los estudios están basados en lecturas satelitales (con
una precisión de 50 m), y fueron validados por la Comisión Nacional del Agua,
mediante datos aportados por 300 estaciones anemométricas, climatológicas e
hidrológicas. Contribuyeron a este estudio: las Secretarías de Gobernación, a
través de su área de Protección Civil, así como la de Comunicaciones y
Transportes, y de la Defensa Nacional, mediante la colaboración de información
de los aeropuertos civiles y militares, además de PEMEX y otros organismos
públicos.
ESIME ZACATENCO 51
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Asimismo, proporcionaron información las empresas ENDESA, GAMESA,
DEPROE y otras más que están ya en el corredor eólico de Tehuantepec
promoviendo proyectos eólicos. En forma complementaria se utilizaron bases de
datos meteorológicos de Instituciones de los Estados Unidos. La cuantificación del
potencial se llevó a cabo con el patrocinio de la Agencia de los Estados Unidos
para el Desarrollo Internacional (USAID) y el mapeo lo realizó el Laboratorio
Nacional de Energía Renovable (National Renewable Energy Laboratory),
perteneciente al Departamento de Energía (DOE), el mapa de la figura 3.2
muestra el potencial eólico en el Istmo de Tehuantepec, basado en la clases de
viento indicado en el capitulo 2. Las características principales expuestas sobre el
viento que predominan en este estado son, la dirección de los vientos es de Norte-
Sur, su velocidad se mantiene entre los 3 m/s y 25 m/s, en un territorio aproximado
de 1000 km2.
Investigaciones hechas por el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) y la CFE,
indican que México cuenta con potencial eólico para generar energía eléctrica
entre 5000 y 7000 MW, cifra que representa el 14 % de la generación de energía
eléctrica, los estados donde este recurso se encuentra son: la región del Istmo de
Tehuantepec, las costas de Quintana Roo, Veracruz, Tamaulipas y Baja California.
La región central de Zacatecas, San Luis Potosí e Hidalgo. Frente al recurso eólico
que México tiene y que solo ha sido aprovechado en un 20% aproximadamente y
representando sólo un 0.17% aproximadamente en la generación de energía
eléctrica en todo el país.
ESIME ZACATENCO 52
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
FIGURA 3.2 POTENCIAL EÓLICO EN EL ISTMO DE TEHUANTEPEC [20].
ESIME ZACATENCO 53
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
3.2 Potencial de Aplicación en México Desde el 14 de Septiembre del 2004 Green Peace con su arribo en el rompehielos
a Puerto Vallarta, Jalisco para apoyar la campaña Mexicana de promoción de las
energías renovables, acto en el cuál miembros de la institución aseguraron que
México tiene una gran potencial que está siendo desaprovechado. Un estudio
hecho por la National Renewable Energy Laboratory de Estados Unidos afirma
que existe un potencial eólico de 33 000 MW en todo el territorio nacional lo cuál
representa más del 60 % de nuestra capacidad instalada para producir energía
eléctrica.
Además los costos para generar energía eléctrica por medio de energías
renovables ya se ubican en precios que compiten con respecto a los procesos de
generación por medio de combustibles fósiles. Por otro lado las energías
renovables pueden servir como motor del desarrollo regional. A pesar de ello la
política energética sigue centrada en los combustibles fósiles, lo cuál pone en
riesgo nuestra independencia energética y contribuye al cambio climático, un
problema que ya es una realidad.
3.2.1 Región centro
En la región central donde prevalecen los vientos alisios del verano, desde
Tlaxcala hasta el estado de Guanajuato, y en Pachuca principalmente. Los vientos
complementan estacionalmente a los del Altiplano Norte y en el sur del Istmo de
Tehuantepec. La complejidad orográfica da por consecuencia que el relieve que
se tiene sea apropiado para su explotación energética. En esta región se han
establecido con mucho éxito pequeños proyectos eólicos e híbridos para
electrificar pequeñas comunidades rurales.
ESIME ZACATENCO 54
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
3.2.2 Región sur
En el Sur del Istmo de Tehuantepec, que comprende un área de 1000 km2 y
podría asimilar una capacidad instalada de 2 000 a 3 000 MW. Entre las zonas
más propicias para generar energía eléctrica se tiene; La Venta, Oaxaca en donde
en el año de 1994 se instaló una planta eólico eléctrica, la cual lleva el mismo
nombre del lugar con una capacidad de 1 575 kW conformada por siete
aerogeneradores de 225 kW cada uno. En Marzo del 2007 se inauguró la segunda
parte de la denominada La Venta, actualmente conocida como La Venta II
conformada de 98 aerogeneradores con una capacidad instalada de 83.3 MW.
Otra área con gran potencial eólico en este mismo estado es La Ventosa, que en
los últimos años ha tenido un gran desarrollo y promoción gubernamental.
Península de Yucatán. Debido a los vientos alisios de primavera y verano hacen
que las zonas como Cabo Catoche, la costa de Quintana Roo y el oriente de
Cozumel sean consideradas áreas con un gran potencial eólico. Existen varias
instalaciones de pequeños aerogeneradores en varios estados del País se estima
que aproximadamente existen 1.6 MW distribuidos en todo el País, en algunos
casos estos se encuentran interconectados con otros sistemas para generar
electricidad como puede ser con fotovoltaicos y generadores de diesel, estos son
conocidos como sistemas híbridos. Por ejemplo en el estado de Quintana Roo
existe desde 1992 la instalación X-Calak, está formado por 60 kW de generadores
eólicos, 11.2 kW fotovoltaicos y un generador diesel de 115 kW.
3.2.3 Región norte
Península de Baja California. Podría decirse que es una barrera eólica natural
paralela a los vientos del occidente. Se tiene el caso de La Rumorosa, La Sierra
de Juárez y La Sierra de San Pedro Mártir, la zona El Cardón que se ha
considerado como la más adecuada para el desarrollo de proyectos eólicos; otras
ESIME ZACATENCO 55
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
zonas con un gran potencial eólico son: Laguna de San Ignacio, San Juanico y
Punta Eugenia donde se han realizado estudios de su potencial.
Existe un proyecto reportado en Baja California Sur se ubica en el área El Cardón,
donde se han instalado 15 aeroturbinas que alcanzan un factor de aire-turbina de
25%, por lo cual es un sitio considerado favorable para el desarrollo de energía
eólica a nivel rural. En San Juanico, Baja California Sur, existe un proyecto que se
ubica en la comunidad San Juanico localizado en el litoral del Océano Pacífico en
el municipio de Comondú, Baja California Sur. La planta eólica está constituida por
3 sistemas que operan en paralelo: con energía solar, eólica y termoeléctrica a
partir de diesel. Esta planta híbrida trabaja con 100 kW de viento, utilizando
aerogeneradores de 10 kW cada uno, celdas solares de 17 kW y un motor
generador diesel de 80 kW.
En Puerto Alcatraz, Baja California Sur y Norte hay un proyecto que tiene como
objetivo incrementar la calidad de vida de los habitantes de poblados aislados
como Puerto Alcatraz, localizado en la isla Santa Margarita. La planta de Puerto
Alcatraz tiene una capacidad de 77,3 kW y está constituida por 3 aerogeneradores
de 5 kW cada uno, 2 arreglos fotovoltaicos de 1,15 kW cada uno, y una máquina
diesel de 60 kW. Además, cuentan también con una batería de 200 kWh, 120 V
CD y un inversor de 15 kW
En Ramos Arizpe, Coahuila, la compañía cementera Apasco adquirió en 1997 un
aerogenerador que fue instalado en este municipio. Este aerogenerador trabaja
bajo la modalidad de autoabastecimiento con 38 KW a un nivel bajo con capacidad
de 550 kW. Se ha detectado que la zona tiene un gran potencial eólico aunque en
los últimos años este proyecto sufrió un daño severo por el impacto de una
descarga atmosférica.
Tomando como ejemplo la capacidad de generación del 2006 en el SEN que fue
de 221 90 GWh, en ese tiempo la generación de la energía eólica solo aportaba
2.18 MW, no contando lo generado en comunidades con suministro local con
energía. Un estudio realizado por CFE menciona que si la capacidad instalada en
ESIME ZACATENCO 56
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
energía eólica en el SEN hubiera sido de 3000 MW en energía eólica, la
aportación en generación eléctrica podría ser de 7 500 GWh, que equivaldría al
3.9% de la generación total. En la figura 3.3 se muestra lo comentado
anteriormente.
FIGURA 3.3 EJEMPLO DE LA CONTRIBUCIÓN AL SEN CON 3000 MW INSTALADOS EN MÉXICO. [1]
3.3 Aplicaciones del Potencial Eólico Generado en México
En México la energía eólica es utilizada principalmente para la generación de
energía eléctrica principalmente para las comunidades alejadas de las líneas de
transmisión. Existen varias instalaciones pequeñas de sistemas eólicos
interconectados con sistemas fotovoltaicos, y sistemas de generadores diesel, al
conjunto de estos se les denomina sistemas híbridos. Estos son utilizados para el
alumbrado público, para usos en el campo agrícola, en los hogares, por mencionar
algunos.
ESIME ZACATENCO 57
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
La Venta es la única central eólica en México conectada al sistema de distribución
que alimenta al poblado del mismo nombre y otros aledaños, proporciona en
promedio una generación de 6.5 GWh al año, con un factor de planta de 41%. El
aerogenerador instalado en Guerrero Negro de 600 kW, la energía generada se
usa en actividades agrícolas, con un factor de planta del 27 %.
Cuando se habla de la integración de las energías renovables en un sistema
eléctrico, en particular la eólica depende de la capacidad con que contribuya
respecto a la cantidad de generación instalada en el sistema. Se estima que para
una aplicación de la energía eólica de hasta un 10% no existirá mayor problema
en cuanto al suministro de la energía eléctrica ya que se suministra la potencia
requerida por los usuarios que se tienen integrados en la red actual.
Para una aplicación entre el 10% y 20% de esta forma de generación eléctrica
empieza a tener problemas, esto debido a que se requiere un pronóstico de la
cantidad de viento que se tendrá en cierto momento. En el caso de tener una
aplicación de más del 20% de esta forma de generación será necesario tener un
reforzamiento minucioso del sistema de control, exclusivamente para manejar
específicamente el proceso de generación.
3.3.1. Centra Eólica La Venta, Oaxaca
Es la primera central Eólica integrada a la red en México y también la primera en
su tipo en América Latina, ubicada en el ejido de La Venta, Municipio de Juchitan
de Zaragoza Oaxaca, al norte de este ejido en el Istmo de Tehuantepec a 30 km
del noroeste de la ciudad de Juchitan de Zaragoza. Esta central consiste en una
torre tubular de 31.5 m de altura sobre las cuales están montadas en su extremo
superior un aerogenerador de 3 álabes con un diámetro de giro de 27 m,
diseñados para aprovechar la energía del viento a velocidades de entre 5 m/s y 25
m/s. Los álabes están conectados a un rotor que está acoplado a un generador
para obtener así la energía eléctrica.
ESIME ZACATENCO 58
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Con velocidades inferiores a los 5 m/s el aerogenerador no genera energía
eléctrica, cuando sobrepasa velocidades de 25 m/s los álabes del aerogenerador
se alinean con el viento automáticamente esto se logran girando sobre su propio
eje, deteniendo así su giro para evitar daños a los equipos. Estos
aerogeneradores cuentan con un sistema de control automático que les permite
variar la orientación del aerogenerador con la finalidad de aprovechar mejor la
energía del viento en la velocidad y la orientación en que se presenten.
Esta central cuenta con siete aerogeneradores de 225 kW cada una, con una
capacidad total de 1 575 kW siendo la separación entre una y otra unidad de 60 m.
Esta central entró en operación el 10 de Noviembre de 1994. La Venta envía la
energía eléctrica a través de una subestación la cuál consta de tres
transformadores elevadores de 480 V a 13.8 kV, dos de los transformadores
tienen una potencia de 500 kVA y el otro tiene una potencia de 750 kVA, también
cuanta con un restaurador para protección de la central y cuchillas seccionadoras
después de cada transformador y antes de la conexión a 13.8 kV.
TABLA 3.1 FICHA TÉCNICA DE LOS AEROGENERADORES INSTALADOS EN LA CENTRAL EÓLICA LA
VENTA [11]
AEROGENERADORES UNIDADES 1, 2, 3, 4, 5, 6 Y 7 Marca Vestas (empresa de Dinamarca) Capacidad de cada unidad 225 kW. Capacidad instalada 1,575 kW. Altura de las torres 31.5 m Orientación de las torres Este-oeste en línea recta Dirección de los vientos predominantes Norte-sur Intervalo de aprovechamiento del viento 5 m/s a 25 m/s Número de álabes 3 Diámetro de giro de las aspas (álabes) 27 m Velocidad de giro del generador 900 rpm a 1200 rpm Tensión de generación 480 V Frecuencia 60 Hz Tipo de generador eléctrico Asíncrono Tensión del generador eléctrico 3 x 480 V
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SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
No. de polos del generador eléctrico 6 a 8 Velocidad nominal 1209 rpm a 906 rpm Población que alimenta El Porvenir, Unión Hidalgo y la Venta.
3.3.2. Centra Eólica La Venta II, Oaxaca
El 29 de Marzo del 2007 se inauguró la segunda parte de La Venta, actualmente
conocida como La Venta II, éste parque éolico que se ubica en la región del istmo
de Tehuantepec fue construido por las empresas españolas Gamesa Eólica, en
consorcio con Iberdrola Ingeniería y Construcción (Iberinco). Tendrá una
capacidad de generación de 200 MW de electricidad al concluir todas las etapas y
estará conectado a la red nacional eléctrica operada por la CFE. El complejo
eólico La Venta II cuenta con 98 aerogeneradores modelo Gamesa G52-850kW,
que suman una potencia total de 83.3 MW. Iberinco la mayor empresa de
ingeniería española, se encargo de desarrollar los trabajos de ingeniería y
construcción para entregar el proyecto bajo la modalidad llave en mano, mientras
que Gamesa Eólica, el segundo fabricante mundial de aerogeneradores suministró
las turbinas eólicas.
En la figura 3.4 se muestra el acomodo de los aerogeneradores que deben ser
colocados de acuerdo a la dirección del viento y con una separación adecuada
para evitar perturbaciones de la dirección de éste. El proyecto de parque eólico
siguió los tramites necesarios ante la ONU para ser registrado dentro del
Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) para la obtención de créditos de carbono
(CO2) a partir de la instalación de proyectos de energías renovables en países en
desarrollo, en este caso México. La Autoridad Nacional Designada (AND) en
España ya aprobó la participación voluntaria del país como receptor de los
créditos de carbono que sean generados por el parque eólico de La Venta II,
Oaxaca, en México como país anfitrión y emisor de los bonos de carbono.
El monto total del contrato es por 111.4 millones de dólares se precisa que esta
nueva central eólica constituye un gran avance en la generación eléctrica a partir
ESIME ZACATENCO 60
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
del aire. De acuerdo con el director de Proyectos de Inversión de la CFE, se
considera que el parque eólico de La Venta II permitirá una reducción 400 mil
toneladas anuales de CO2. La producción anual de los 83.3 MW de esta
instalación sustituirán a 19 784 toneladas equivalentes de petróleo por año y con
ello se evitará la emisión a la atmósfera de contaminantes.
La tecnología que se utiliza en la Central Eólica La Venta II es el siguiente:
Sistema de control, el generador doblemente alimentado, controlado en velocidad
y potencia mediante convertidores IGBT y el control electrónico PWM. Sistema de
tele control, es un sistema de telemando que permite un seguimiento en tiempo
real de los parámetros de las máquinas y la comunicación con las estaciones
meteorológicas y la subestación eléctrica del parque desde un puesto central o
remoto. Sistema de mantenimiento preventivo, éste permite la detección
prematura de deterioros y fallos en los principales componentes del
aerogenerador. Protección contra rayos en el aerogenerador G52 se utiliza el
sistema protección total contra rayos, este sistema conduce el rayo desde ambas
caras de la punta de la pala hasta la raíz y desde ahí a través de la estructura de
la torre hasta el sistema de puesta a tierra de las cimentaciones. Adaptación a la
red es de regulación dinámica de potencia activa y reactiva para contribuir a la
estabilidad de la red y superar los huecos de tensión mediante un dispositivo que
permite cumplir con las normativas de los operadores de red.
ESIME ZACATENCO 61
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
FIGURA 3.4 ARREGLO DE LOS AEROGENERADORES EN LA CENTRAL EÓLICA LA VENTA II. [3]
3.3.3 Central Eólica Guerrero Negro
En 1998, la CFE, a través de su Unidad de Nuevas Fuentes de Energía, instalo un
aerogenerador de 600 kW, ubicado en las afueras de Guerrero Negro Baja
California Sur dentro de la zona de reserva de la biosfera del Vizcaíno. Este se
conectó al sistema eléctrico local y opera en paralelo con la central diesel que
suministra energía eléctrica a la zona. El aerogenerador utilizado es el modelo V-
44 de la compañía española Gamesa Eólica, un rotor de 3 palas, con un diámetro
de 44 m a una altura de 50 m. La máquina se conectó a la central diesel, de 16
MW de capacidad, por medio de una línea de 34.5 kV. De los estudios previos,
emprendidos por la CFE, se obtuvo un promedio anual de la velocidad del viento
igual a 7.7 m/s para una altura de 40.5 m sobre el terreno.
3.4 Proyectos de Centrales Eólicas por Inversión Nacional y Privada 3.4.1 Proyectos por inversión nacional
La zona oaxaqueña de la Ventosa ha despertado el interés de diversas empresas
para generar energía eólica, la Comisión Reguladora de Energía (CRE) analiza las
propuestas ofrecidas, entre las empresas más destacadas para la construcción de
ESIME ZACATENCO 62
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
centrales eólicas como son: Ibedrola, Prenial, Gamesa, Electricite de France,
Demex, EDF Energy Nouvelle, Fuerza Eólica, Mitsubishi y Mitsui. Las principales
empresas son Españolas, la mayoría de ellas son reconocidas por la comunidad
Europea que es donde más se ha desarrollado este tipo de tecnología, incluso
Iberdrola es la número uno en construcción de centrales eólicas en todo el mundo.
El Programa de Energías Renovables, anunciado por la Secretaría de Energía
(SENER) para impulsar el uso de energías limpias, inició con el compromiso de
instalar 11 proyectos eólicos adicionales, según la subsecretaría de Planeación
Energética. Dichos proyectos se instalarán en el Istmo de Tehuantepec y tendrán
una capacidad de generación eléctrica de 2 000 MW. Se espera que para 2011 la
capacidad instalada en México por este tipo de energía con base en el viento, sea
de al menos 2 700 MW, según la subsecretaría de planeación energética.
El programa hará uso del donativo del Fondo Mundial para el Medio Ambiente del
Banco Mundial, por 25 millones de dólares. Estos se destinarán a un mapa eólico
nacional, al desarrollo de herramientas, metodologías de análisis, pronósticos y un
estudio de desarrollo regional de largo plazo para la región del Istmo de
Tehuantepec. También se incluye en este programa el proyecto de La Venta III, el
primero que se licita bajo el esquema de Productor Independiente de Energía para
autoabastecimiento, que tendrá una capacidad de 101.4 MW. La inversión
estimada para esta central será de 120 millones de dólares y estará ubicada en el
municipio de Juchitán de Zaragoza, en Oaxaca. Esta planta también recibirá un
incentivo del Banco Mundial, de 1.1 centavos de dólar por kWh entregado durante
los primeros 5 años de operación de la central.
La Comisión Federal de Electricidad tiene programada la licitación y construcción
de cinco centrales eólicas adicionales a las que entrarán en operación entre 2009
y 2010, con una capacidad cercana a los 500 MW. La Asociación Mexicana de
Energía Eólica, reconoció que hay mucho interés por parte de empresas privadas
para participar en este programa. Entre ellas se encuentran Iberdrola, Gamesa,
Demex, EDF Energy Nouvelle y Fuerza Eólica.
ESIME ZACATENCO 63
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Por parte de CFE se han planteado modelos matemáticos que genera la red
eléctrica nacional, en donde se formuló el Programa de Obras e Inversiones del
Sector Eléctrico (POISE), necesarias para los siguientes 10 años, que toman en
cuenta las diversas tecnologías, la disponibilidad y precio de los combustibles. En
donde se contemplan tecnologías convencionales y no convencionales, se
destacan los proyectos energía eólica en Oaxaca como son La Venta III con
capacidad de 101 MW , Venta IV con capacidad de 101 MW, Venta V con
capacidad de 101 MW ,Oaxaca VI con capacidad de 99 MW, Oaxaca VII de igual
capacidad. En la figura 3.5 se muestra la distribución de las centrales que se
tienen proyectadas a futuro por parte de la CFE, en donde solamente 5 son
centrales eólicas.
FIGURA 3.5 PROYECTOS CONTEMPLADOS POR CFE DEL PERIODO 2005-2014. [15]
3.4.2 Proyectos por inversión privada
Particularmente en el sector empresarial hay mucho interés por desarrollar la
industria eléctrica eólica y hay algunos importantes proyectos que se están
ESIME ZACATENCO 64
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
llevando a cabo, por ejemplo entre los más importantes están los desarrollados
por la empresa Fuerza Eólica, S.A., que ya obtuvo permisos autorizados por la
Comisión Reguladora de Energía (CRE). Fuerza Eólica tiene contratos firmados ya
con varias empresas y solicitud de permisos a la propia comisión.
Entre otros, figuran los siguientes proyectos: Fuerza Eólica del Istmo, que es un
proyecto para desarrollar energía en la zona de La Ventosa con la empresa Cruz
Azul, con una capacidad de 30 MW, aunque también se solicitó autorización para
una segunda etapa de otros 30 MW en Cozumel, que es un proyecto para generar
energía eléctrica en la isla para alumbrado público. Baja California 2000, que es
un proyecto para generar energía eléctrica en la zona de La Rumorosa igual
Fuerza Eólica de Baja California, que es para generación de energía eléctrica para
exportación a California, Estados Unidos; y un proyecto en Guerrero Negro. Esto
suma un total de más de 400 MW instalados, con un factor de planta importante.
Cementos Mexicanos (CEMEX); actualmente la tercera cementera más grande del
mundo por su capacidad de producción anunció que en el 2007 iniciará la
construcción de una planta de energía eólica en Oaxaca en la cuál invertirá 400
millones de dólares, dicha planta tendrá una capacidad de generación de 250 MW.
En los últimos años, Cemex recurrió a alternativas de uso de combustibles para
mitigar el impacto de los energéticos en su estructura de costos. De acuerdo con
su informe anual de 2005, el uso de petróleo y llantas le habían funcionado como
combustible para sus hornos y disminuían el riesgo de volatilidad en precios. El
director general y presidente de la compañía Lorenzo Zambrano, mencionó que la
construcción de la planta surtirá la tercera parte de las exigencias energéticas de
la compañía en México.
La generación de esta planta será de autoabastecimiento propio de la compañía y
los excedentes de generación serán vendidos a la Comisión Federal de
Electricidad. CEMEX ya tiene experiencia en este tipo de acuerdos. En 1999
también firmaron un acuerdo con ABB Alstom Power y Sithe Energies Inc. para el
ESIME ZACATENCO 65
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
financiamiento, construcción y operación de la Termoeléctrica del Golfo, una
planta localizada en San Luís Potosí.
Por parte del Tecnológico de Monterrey el Dr. Oliver Probst, participa en el
desarrollo de una primera planta eólica generadora de energía en el municipio de
Santa Catarina, Nuevo León. Con la creación de esta planta, se generará un
ahorro en el gasto de energía eléctrica de este municipio. Esta central que se
planea construir será de 20 MW, que generará un 35 por ciento de ahorro en el
costo del consumo de energía. Este proyecto fue ofrecido al municipio de Santa
Catarina por la empresa México-americana Energy and Water Services
Multinacional. Esta central se instalará en el valle que se forma en Santa Catarina
entre las montañas, donde hay una especie de túnel de viento natural entre
Monterrey, Nuevo León y Saltillo, Coahuila.
Este es un proyecto de 25 millones de dólares para el cual se cuenta con el apoyo
de instituciones financieras internacionales y están fluyendo los fondos ya que se
da por hecho que el área técnica está muy bien sustentada. Por parte del
Tecnológico de Monterrey, se está colaborando en el diseño, simulación y
evaluación de la planta eólica así como la definición del lugar donde será instalada
y la selección de la turbina por utilizar. Hay otros municipios interesados en la
construcción de este tipo de plantas que producen su propia electricidad generada
por el aire. Un municipio gasta aproximadamente el 90 % de su presupuesto en
electricidad por alumbrado público y el propósito es que el ahorro que se genere
con esta fuente de energía sea para invertirse en obras públicas, puntualizó el
investigador. La inversión al establecimiento de centrales eólicas es amplio,
lamentablemente los más interesados son el sector privado, que son los
ganadores en las licitaciones ofrecidas por CFE. [44]
ESIME ZACATENCO 66
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
CAPITULO 4. PROBLEMAS Y SOLUCIONES DE LA GENERACIÓN EÓLICA EN MÉXICO
En este capítulo se presentan los problemas en la generación de energía eólica en
México como son ambientales, políticos, eléctricos y los del crecimiento de las
dimensiones de los aerogeneradores, ya que son obstáculos para el desarrollo de
esta fuente de energía renovable. También se mencionan algunas soluciones a los
problemas que surgen al utilizar energía eólica.
ESIME ZACATENCO 67
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
4.1 Problemas Ambientales Existe un gran problema con la generación de energía eólica de parte de las
organizaciones ambientalistas, para las cuales la implementación de una central
eólica puede acarrear problemas ambientales como la muerte de algunas
especies de aves; esto se debe a que las hélices de un aerogenerador en la parte
del centro pareciera que giran lentamente, no así en la parte de sus puntas en
donde la velocidad es muy rápida; esto se debe a un efecto visual engañoso que
hace que las personas vean que el giro es muy lento, misma percepción que
tienen los animales. Por este efecto en centrales Eólicas de España y en otros
países del mundo han muerto aves y especies de murciélagos en peligro de
extinción.
Sobre el Impacto a las aves, al par de la experiencia operativa de una gran
cantidad de centrales eólicas para la generación de energía eléctrica en el mundo,
se han emprendido estudios sobre la mortalidad de aves al chocar contra los
rotores y las estructuras de los aerogeneradores. También se ha estudiado el
efecto de los aerogeneradores sobre el hábitat y costumbres de las aves.
La muerte de aves ha sido reportada como mínima y estudios llevados a cabo en
varios países sugieren que los aerogeneradores no tienen impacto significativo en
la vida de las aves, al compararse con otras actividades humanas. El problema
varía de un sitio a otro y muchas centrales eólicas reportan no tener problemas al
respecto. Un ejemplo de ello es que en 1995, Dinamarca señaló haber encontrado
evidencias de que una vez que se ha concluido la construcción y puesta en
operación de una central eólica, las aves locales se familiarizan con los
aerogeneradores y tienden a evitarlos.
La Asociación Europea de Energía Eólica ha puntualizado que las turbinas eólicas
a pesar de su tamaño y de sus palas en movimiento, no presentan un problema
para las aves de acuerdo a lo encontrado en estudios realizados en Alemania,
ESIME ZACATENCO 68
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Países Bajos, Dinamarca y Reino Unido. Las líneas de transmisión de energía
eléctrica presentan una amenaza mayor que los aerogeneradores.
El impacto sobre la vegetación se considera equivalente al impacto por erosión del
suelo, debido a que con la erosión queda implícita la pérdida de la vegetación. La
importancia de la vegetación en la identificación de los impactos ambientales
radica en ser un elemento fundamental en la expresión de los ecosistemas;
desempeña un papel básico como asimilador de la energía solar, constituyéndose
así en el productor primario que mantiene y soporta los demás niveles para la
nutrición del suelo.
También son importantes sus relaciones con el resto de los componentes bióticos
y abióticos del medio y contribuye a precisar las condiciones micro-climáticas que
caracterizan el hábitat de los ecosistemas. En la estimación de los impactos sobre
la vegetación se debe considerar el valor de la vegetación presente en la zona en
la que se va a llevar a cabo el parque eólico, y la incidencia en ella de las
operaciones de construcción y posterior funcionamiento del parque.
Los impactos sobre la vegetación pueden ser directos (desaparición de la
vegetación), o indirectos (interrupción de cursos fluviales, utilización de herbicidas,
incendios, pastoreo, etc). Los primeros tienen lugar preferentemente en el
momento de la construcción del parque, son fáciles de prever ya que en la zona
donde se planea la instalación del parque eólico se realizan las siguientes
acciones:
• Movimientos de tierras en la preparación de los accesos al parque eólico.
• Realización de cimentación.
• Construcción de edificación de la instalación.
El lugar en donde se instalan las centrales eólicas ocupa grandes franjas de
terreno extendiéndose sobre varios kilómetros, con frecuencia se ocupan sitios
ESIME ZACATENCO 69
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
estratégicos como las crestas de las montañas, dividiendo el territorio entre
cuencas y valles. El efecto es una fragmentación del territorio para la fauna y
como consecuencia un empobrecimiento de sus poblaciones. El uso para fines
industriales de estos espacios naturales empobrece la cobertura vegetal del
territorio, acelerando la desertificación de la región. La desertificación produce un
cambio climático y una escasez de agua cada vez más aguda. Finalmente las
rutas y caminos de acceso a las centrales eólicas permiten al público adentrarse
en zonas previamente inaccesibles en coche. Esto acelera el deterioro del medio
ambiente por los efectos de los incendios forestales, de la sobre explotación de
recursos naturales, etc.
Los impactos indirectos suelen producirse durante el funcionamiento del parque.
Su previsión es a veces difícil para minimizar estos riesgos deben realizarse al
menos los estudios siguientes:
• Hidrología y pluviometría.
• Trazado y perfiles transversales del camino.
• Impactos sobre el fondo del valle y cursos de agua.
El fuego es también un factor de desertificación por descubrir la vida vegetal y en
consecuencia la capacidad de retención de la humedad del aire y de las aguas
pluviales, lleva a la escasez de agua y al cambio climático. En las turbinas a veces
se ocasionan accidentes como un corto circuito en un aerogenerador; un rayo
atraído por la altura del aerogenerador, en el cual la reserva de lubricante se
convierte en el alimento para el fuego y se proyectan gotas encendidas por el giro
de las hélices ocasionando incendios.
Actualmente existe un amplio consenso en la sociedad sobre el alto grado de
compatibilidad entre las instalaciones eólicas y la capacidad de carga de los
ecosistemas naturales. En comparación con las fuentes de energía
convencionales, los impactos ambientales de la energía eólica son locales y por lo
tanto, se pueden monitorear y mitigar con relativa facilidad.
ESIME ZACATENCO 70
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Pero así como existen opiniones en contra de las centrales eólicas, también por
experiencia se ha demostrado que el uso de los suelos en instalaciones de
centrales eólicas en los campo de los Estados Unidos indica que la mayoría de los
proyectos ocupan menos de ocho hectáreas por MW; sin embargo, es importante
observar, cuando se habla de las tierras usadas por los parques eólicos, que muy
poca de ella realmente se ocupa: la tecnología hace que se preste perfectamente,
para compartirla con otras actividades como el pastoreo y la agricultura. En
términos de ocupación real de la tierra, un parque eólico, requiere de un 1% a 5%
del terreno para las turbinas y vías de acceso. El resto del terreno se puede utilizar
en otras actividades tradicionales.
En lo que respecta al impacto visual depende de la percepción de las personas,
para algunas los aerogeneradores son feos y deterioran el paisaje, mientras que
para otras son agradables y representan una tecnología amigable al medio
ambiente. El impacto visual depende de la cercanía entre las poblaciones y las
centrales eoloeléctricas. Asimismo, adquiere mayor o menor dimensión
dependiendo de varios factores psicológicos y sociales. Por ejemplo, si la
generación eólica ayuda a crear nuevas fuentes de empleo y contribuye al
desarrollo regional, difícilmente los aerogeneradores pueden verse rechazados por
motivos estéticos.
En una encuesta, para la Comisión de la Comunidad Europea, se encontró que el
80% de los interrogados están a favor de la generación eólica, el 5% se opone y el
15% es neutral, para las centrales eólicas de Denvon y Cornwall en el Reino
Unido, el 84% de la población aprobó la generación eólica después de la construc-
ción de la primera central. El 70% de los interrogados estuvieron de acuerdo en
ver más centrales eoloeléctricas en el área y sólo el 4% no estuvo de acuerdo con
el proyecto. En Escocia, para la central eoloeléctrica de Cammanes, el 86% de la
población local interrogada aprobó el proyecto inmediatamente después de su
construcción. Un año después se obtuvo que el mismo porcentaje aún estaba a
ESIME ZACATENCO 71
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
favor del proyecto. Otra encuesta en la misma zona, enfocada exclusivamente al
impacto visual, mostró que el 75% de los interrogados realizaron comentarios
favorables respecto a la apariencia de la central.
Otro problema de las centrales eólicas es la emisión del ruido acústico que puede
llegar a ser un inconveniente cuando los aerogeneradores se instalan cerca de
lugares habitados. Esto ha llegado a ser una limitación importante en países que
tienen poca extensión territorial (como los Países Bajos y Dinamarca), así como
en aquellos donde la implantación de la generación eólica se ha llevado a cabo de
manera importante cerca de zonas muy pobladas. La figura 4.1 muestra un
ejemplo de cómo disminuye el ruido que emite un aerogenerador en función de la
distancia al punto de instalación.
FIGURA 4.1 EL RUIDO DEL AEROGENERADOR DISMINUYE EN FUNCIÓN DE LA DISTANCIA. [24]
En los países con gran extensión territorial que poseen recurso eólico en zonas
alejadas de lugares habitados como es el caso de México, en el estado de
Oaxaca, prácticamente este problema no existe. Para que las centrales eólicas no
ocasionen molestias de ruido a sus vecinos, algunos países han emitido normas
ambientales que limitan su cercanía a lugares habitados. Por ejemplo, en
Alemania las centrales eoloeléctricas se deben instalar a una distancia tal que los
habitantes más cercanos no perciban un ruido mayor que 45 dB. En la figura 4.2
se muestra la escala de ruido en decibeles en términos prácticos, esta distancia no
es mayor que 1 km.
ESIME ZACATENCO 72
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
FIGURA 4.2 ESCALA DE RUIDO. [24]
4.2 Problemas de Política Energética
Las tecnologías renovables son perjudicadas por la falta de penalización que
gozan los combustibles convencionales respecto a los costos económicos de la
contaminación y de otros peligros que producen, también por las distorsiones de
los mercados de electricidad del mundo, ocasionadas por la ayuda financiera
masiva y el apoyo estructural a las tecnologías convencionales. Sin ayuda política,
la energía eólica no puede establecer su contribución positiva respecto a los
objetivos ambientales y de seguridad de los abastecimientos.
Por lo que se requiere una atención urgente en las siguientes áreas:
a) Metas para la energía renovable, fijando metas se estimulará a los
gobiernos para que desarrollen los marcos reguladores necesarios para
expandir las energías renovables, particularmente los marcos financieros,
ESIME ZACATENCO 73
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
la regulación del acceso a la red, la planificación y los procedimientos
administrativos.
b) Mecanismos de políticas específicas, el mercado para la energía generada,
necesita ser claramente definido por las leyes nacionales, introduciendo la
estabilidad de medidas fiscales de largo plazo, que minimicen los riesgos
de los inversionistas y aseguren un adecuado retorno para las inversiones.
c) Reforma del mercado de la electricidad, se necesitan reformas en el sector
de la electricidad que impulsen la energía renovable, particularmente
aquellas que eliminen las barreras de entrada a los mercados, que se
supriman los subsidios a los combustibles fósiles y nucleares y que
impongan la internacionalización de todos los costos sociales y
ambientales producidos por la energía contaminante.
d) Una acción internacional por el cambio climático, las metas para una
continúa reducción de las emisiones de gases con efecto invernadero,
deben ser proyectadas más allá del actual período del protocolo de Kyoto
(2008 al 2012).
e) Una reforma del financiamiento internacional, los mecanismos de
financiamiento multilateral deben establecer un aumento de los porcentajes
de los préstamos destinados a proyectos de energía renovable, y al mismo
tiempo, deben iniciar una rápida fase de eliminación del apoyo a los
proyectos convencionales de energías contaminantes.
La acción de las instituciones internacionales, como el bloque de países del G8 y
la Comisión de las Naciones Unidas para el Desarrollo Sustentable, deben apoyar
el desarrollo global de las energías renovables. En el curso de la última década, el
mercado global de la energía eólica se ha ido expandiendo más rápidamente que
ninguna de las otras fuentes de energía renovable. Desde el año 2000 la
ESIME ZACATENCO 74
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
capacidad instalada acumulada ha crecido en promedio un 28%. Si en 1995 el
mundo apenas tenía instalados 4 800 MW en diez años esta cifra se ha
multiplicado superando a fines del 2005 los 59 000 MW.
En México el marco regulatorio aplicable a energías renovables esta dirigido por
las Secretarias de Energía y de Hacienda y Crédito Público (SHCP), junto con la
Comisión Reguladora de Energía (CRE), la Comisión Nacional para el Ahorro de
Energía (CONAE), la CFE y de LyFC. La segunda herramienta legal aplicada para
energías renovables es la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica (LSPEE)
que regula la provisión de electricidad en México. Dicha ley no permite la libre
compra y venta de energía entre particulares, pero sí permite la generación de
energía a los particulares, sea para autoabastecimiento o para complementar
procesos productivos mediante la cogeneración.
Además, los particulares pueden generar energía eléctrica para abastecer la red
de CFE a través del esquema de productor externo de energía o pequeño
productor, así como transportar esta energía eléctrica. La CONAE ha desarrollado
una Guía de Gestión para implementar una planta de generación eléctrica que
utiliza energía renovable en México, donde se describe los procedimientos y
gestiones requeridas para implementar proyectos renovables como los eólicos. El
total de gestiones es de 49 y se encuentran divididas en 4 fases:
Fase 1.- Factibilidad del proyecto. El trámite comprende 50 días y se realiza en la
CFE.
Fase 2.- Definición de actividad eléctrica del proyecto. Se completa en 25 días
ante la CRE.
Fase 3.- Uso y aprovechamiento del recurso renovable. Se realiza en 225 días
ante instituciones como la Comisión Nacional de Agua (CNA), Secretaria de Medio
Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) y el Instituto Nacional de Ecología
(INE).
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SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Fase 4.- Implementación del proyecto. Requiere de 680 días de tramitación y se
lleva a cabo en instituciones como la Subdirección de Ductos de la Gerencia de
PEMEX, Gas y Petroquímica Básica (PGPB), CFE, CRE, Secretaria Medio
Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), Instituto Nacional de Estadística,
Geografía e Informática (INEGI) y Secretaría del Trabajo y Prevención Social
(STPS).
Por lo tanto el tiempo promedio para gestionar la implementación de una planta de
generación eléctrica de tipo no convencional es de alrededor de 975 días
(CONAE, 2003).
En lo que compete al campo de legislación ambiental en México, no existen
reglamentos y normas ambientales específicas relacionadas con la generación de
energía a través de fuentes renovables como es la eólica, ya que las normas
ambientales requeridas en una EIA (Evaluación de Impacto Ambiental), están mas
enfocadas a cuestiones de seguridad laboral que ambiental, pues en este aspecto
solo se requiere cumplir con las normas NOM-052-SEMARNAT y NOM-054-
SEMARNAT, que corresponden a la disposición y al tipo de residuos generados
por proyectos eléctricos, mientras que para la protección de flora y fauna se
requiere cumplir solo con NOM-059-ECOL, NOM-113-ECOL y NOM-114-ECOL.
Es indispensable que tanto la Secretaría de Energía (SENER) junto con la
SEMARNAT y las instituciones correspondientes colaboren en el proceso de
elaboración de una normativa ambiental que considere aspectos como los límites
aceptables de ruido generado por aerogeneradores, la distancia mínima entre
aerogeneradores para evitar la afectación a la fauna en esas áreas, así como la
distancia mínima de la ubicación de un proyecto de esta índole respecto a
poblaciones humanas o tipos específicos de recursos naturales.
Igualmente resulta necesario establecer formas de compensación ambiental por
parte del proyecto cuando ocurre muerte por colisión de aves contra los
aerogeneradores y el desarrollo de normas técnicas obligatorias para equipos y
sistemas a utilizar en centrales eólicos. Además, es indispensable el desarrollo
ESIME ZACATENCO 76
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
específico de un formato de Evaluación de Impacto Ambiental propio para
energías renovables.
4.3 Problemas Eléctricos La energía eólica se describe a menudo como una fuente de energía intermitente
y por lo tanto poco fiable. Sin embargo, el término intermitente es engañoso
puesto que en la práctica las turbinas de viento no comienzan o se detienen a
intervalos irregulares. Su producción es variable, pero no más que el sistema de
energía en sí mismo, que es intrínsecamente variable.
Los flujos eléctricos (tanto de oferta como demanda), son influenciados por una
gran cantidad de factores planeados o imprevistos. Cambia la temperatura y la
gente acciona el interruptor de su calefacción o anochece y prende la luz, por otra
parte millones de consumidores, esperan disponer al instante de la energía
necesaria para usar la televisión o sus computadoras.
Del lado de la oferta, cuando una gran central eléctrica se desconecta, de manera
programada o accidental, lo hace de manera instantánea causando una pérdida
inmediata de varios MW. Por el contrario, la energía eólica no sale repentinamente
del sistema. Las variaciones son más suaves, porque hay centenares o millares de
unidades, en lugar de tener pocas centrales eléctricas de gran capacidad, lo que
hace más fácil para el operador del sistema, predecir y manejar los cambios de
proveedores. Si el viento deja de soplar en un lugar particular hay poco impacto
total, porque el viento siempre está soplando en alguna parte.
Los sistemas de energía, siempre han tenido que estar sujetos a variaciones
repentinas, causadas por la salida de alguna central eléctrica y los procedimientos
en vigor se pueden aplicar también, a las variaciones en la producción de energía
eólica. El problema por lo tanto, no es la variabilidad en sí misma, sino como se
ESIME ZACATENCO 77
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
puede predecir, manejar y mejorar esta variabilidad y al mismo tiempo que
herramientas utilizar para mejorar la eficiencia.
En muchas partes del mundo, el desafió consiste en la falta de estructuras
reguladoras o de red eléctrica, que permitan la explotación completa de las
extensas reservas globales del viento. En este caso tendrán que ser desarrolladas
a un costo significativo, aunque de todos modos las inversiones grandes siempre
serán necesarias con cualquier opción de generación que se haya elegido.
Actualmente, la energía eólica sigue en una situación de desventaja respecto a las
fuentes convencionales, puesto que éstas desarrollaron sus infraestructuras en
gran parte bajo la cobertura de monopolios nacionales integrados verticalmente,
que financian las mejoras a la red de distribución con subsidios del estado y a
través de las cuentas de electricidad. Estas opciones se les han ido cerrando en
los países con mercados más liberalizados, pero continúan existiendo numerosas
distorsiones, desde cargos discriminatorios en las conexiones, hasta los abusos
potenciales de las grandes compañías dominantes y que siguen perjudicando a la
generación renovable en el mercado de la energía.
A pesar de las experiencias exitosas, si se pretende que grandes cantidades de
energía producida por centrales eólicas pueda ser integrada satisfactoriamente a
la red, hay que tratar todavía un cierto número de problemas como son el sistema
de operación, la conexión a la red, la estabilidad del sistema y las mejoras de la
infraestructura.
A primera vista, la energía eólica parece presentar un desafió difícil para el
sistema de energía, lo que a menudo da por resultado que los costos de los
servicios complementarios tengan estimaciones muy altas o se establezcan
supuestos, como que la capacidad del viento debe ser “respaldada“, con grandes
cantidades de generación convencional. Sin embargo, tales juicios a menudo
pasan por alto factores claves. Entre estos están:
ESIME ZACATENCO 78
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
• Los sistemas de la red se diseñan para enfrentar rutinariamente variaciones
y demandas inciertas, además de las interrupciones inesperadas en la
generación y la transmisión.
• La producción de energía eólica puede ser agregada en el ámbito del
sistema, lo que produce un efecto significativo de suavizado, que mejora
con la extensa distribución geográfica de los parques eólicos.
• La previsión de la producción de energía eólica en franjas por hora y por
día. La interrupción de la energía eólica tendrá de todas formas un impacto
en las reservas del sistema de energía, pero su magnitud dependerá del
tamaño del propio sistema, de la matriz energética, de las variaciones de
carga, de la magnitud de la demanda a gestionar y del grado de
interconexión de la red. Sin embargo, los grandes sistemas de energía
pueden sacar ventaja de la diversidad natural de las fuentes variables.
Tienen mecanismos flexibles, para seguir las variaciones de carga y las
interrupciones que no siempre pueden ser previstas con exactitud.
4.4 Problemas con las Dimensiones del Aerogenerador
Los aerogeneradores se siguen multiplicando en todo el mundo, pero a medida de
que se hacen más grandes para el aprovechamiento en la generación de
electricidad, la cantidad de accidentes también aumenta debido a que ahora
deben de soportar las ráfagas de viento que se convierten en cantidades de
tensión masivas que por el gran tamaño de la estructura del aerogenerador es
mayor el área de impacto y en consecuencia las fuerzas que deben de soportar
durante las tormentas son altas. En la figura 4.3 se muestra el aerogenerador
desplomado, después de una fuerte tormenta en Alemania.
Las vibraciones y los cambios de cargas causan fracturas, el agua se filtra en las
fisuras, y el material comienza a oxidarse. Las instalaciones siguen haciéndose
más grandes, pero el diámetro de los mástiles tiene que seguir siendo el mismo
ESIME ZACATENCO 79
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
porque si no, serían demasiado grandes para transportarlos por los caminos sin
ser dañados.
FIGURA 4.3 EL AEROGENERADOR NO SOPORTO LAS FUERTES RÁFAGAS DE VIENTO. [25]
Después del crecimiento de la industria eólica en los últimos años, los
proveedores y expertos en energía eólica están preocupados. Debido a que las
instalaciones podrían no ser tan seguras y durables como garantizan sus
fabricantes. De hecho, con miles de inconvenientes, roturas y accidentes
reportados en los últimos años, parece ser que las dificultades se están
multiplicando. Las cajas de engranajes de reducción montadas dentro de los
cubos en la parte más alta de los mástiles, tienen una vida corta, a menudo se
rompen antes de los cinco años. En algunos casos se forman fracturas a lo largo
de los rotores, o aún en los cimientos después de una limitada operación. Se
conocen casos de cortocircuitos o hélices sobrecalentadas que han provocado
incendios, en la figura 4.4 se aprecia como se quema un aerogenerador por un
corto circuito.
ESIME ZACATENCO 80
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
FIGURA 4.4 AEROGENERADOR INCENDIÁNDOSE ESTANDO EN OPERACIÓN. [25]
4.5 Soluciones para Aprovechar la Generación de Energía Eólica en México En un periodo en que los gobiernos alrededor del mundo están en el proceso de
liberalizar sus mercados de la electricidad, el aumento de la competitividad de la
energía eólica debería conducir a un alza en la demanda de aerogeneradores. Sin
embargo, las distorsiones en los mercados de la electricidad en el mundo,
producto de décadas de una masiva ayuda financiera y un apoyo político y
estructural a las tecnologías convencionales, han puesto a la energía eólica en
una desventaja competitiva.
Los nuevos proyectos eólicos, tienen que competir con las viejas centrales
eléctricas de combustible nuclear y fósil, que producen electricidad a costo
marginal, porque los intereses y la depreciación de la inversión, ya han sido
ESIME ZACATENCO 81
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
pagados por los consumidores y los contribuyentes. Las tecnologías renovables
además se ven perjudicadas por la falta de penalización a los combustibles
convencionales, por su responsabilidad en el costo económico de la
contaminación y de otros peligros que provocan. Por lo tanto, sin apoyo político la
energía eólica no puede establecer plenamente su contribución positiva a las
metas ambientales y a la seguridad de los suministros.
Para involucrar a los promotores de proyectos, se necesita que se defina un
mercado claro para la energía eólica. Como con cualquier otra inversión, cuanto
más bajo es el riesgo para el inversionista, más bajos son los costos de proveer el
producto. Las medidas más importantes para establecer nuevos mercados para la
energía eólica son por lo tanto aquellas donde el mercado para la energía
generada queda claramente definido en las leyes nacionales, incluyendo medidas
fiscales estables y a largo plazo, que minimicen los riesgos para el inversionista y
aseguren un adecuado retorno para la inversión.
El propósito principal de la amplia gama de medidas económicas disponibles, para
impulsar la energía renovable, consiste en proporcionar incentivos para el
perfeccionamiento y para las reducciones de los costos de las tecnologías
ambientales. En México se deben empezar a tomar algunas medidas semejantes
a las que se dan a nivel internacional e implementar algunas medidas políticas
exteriores como:
1. Establecer metas legalmente vinculantes para la energía renovable.
2. Crear legalmente instrumentos de expansión del mercado.
3. Proporcionar beneficios estables y definidos para los inversionistas,
asegurando que:
• El precio para la energía renovable, permita que el perfil riesgo/beneficio,
sea competitivo con otras opciones de inversión.
• La duración de un proyecto debe permitir que los inversionistas recuperen
su inversión.
ESIME ZACATENCO 82
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
4. Reforma de los mercados de la electricidad asegurando:
• La eliminación de las barreras del sector eléctrico para las energías
renovables
• La eliminación de las distorsiones de mercado.
• Se deben suprimir los subsidios a las fuentes de combustible fósil y de
energía nuclear.
La energía eléctrica en México es de mala calidad, es un problema que existe y
una realidad en este país, pero también hay que diferenciar los problemas de
calidad son más graves, en la zona de distribución de LyFC, que en las zonas la
CFE; es un tema que la CRE podría regular y en el que debería tener facultades.
Pese a los esfuerzos de la CRE por eficientar los mercados de electricidad y gas
natural en México y conseguir precios competitivos, actualmente enfrenta
restricciones en las políticas energética y regulatoria, así como falta de recursos
humanos y financieros. Los precios que son la mejor referencia de un mercado
eficiente, son poco competitivos o están distorsionados por la mano del gobierno;
la oferta de electricidad o gas natural está ajustada y persiste una constante crítica
del sector empresarial y los especialistas, que no tienen respuesta a sus
demandas por la falta de instrumentos para regular un mercado con tres
monopolios legales: en el sector eléctrico, la CFE y LyFC, y en el del gas
Petróleos Mexicanos.
En el Congreso de la Unión están ya las iniciativas que pueden otorgar esos
instrumentos regulatorios a la CRE, falta ver si los legisladores pueden ahora darle
armas para enfrentar los monopolios, eficientar el mercado y obtener como
jugador fundamental del sector autonomía financiera y de gestión. La rentabilidad
de los proyectos de generación eléctrica con base en tecnología más limpia
depende del marco jurídico del lugar donde se instalen.
La energía eólica presenta en la actualidad problemas políticos más que
problemas técnicos, en México actualmente se logró un gran paso, aumento la
ESIME ZACATENCO 83
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
capacidad instalada de energía eólica de 2 MW a 85.48 MW, pero en el caso de la
comunidad Europea han empezado a surgir conflictos con los habitantes de las
regiones donde se instalan estas centrales. Para evitar estos problemas es
necesario establecer normas abaladas por las instituciones mexicanas encargadas
de la generación, distribución y manejo de energía en México [43].
ESIME ZACATENCO 84
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
CONCLUSIONES
La energía eólica no debe ser tomada como un reemplazo de las centrales
convencionales, pero si como un complemento para el suministro de energía
eléctrica en comunidades alejadas de las líneas de distribución en un momento
determinado poder integrarla en el SEN. Como aun no se cuenta con la tecnología
adecuada en México para integrar un parque eólico a la red, se debe importar
tecnología de Europa principalmente, que por consecuencia los costos para la
utilización de esta tecnología es cara en la actualidad.
De acuerdo a los datos que proporciona CFE, la CONAE y la IIE entre otras
instituciones mexicanas y los estudios realizados por el extranjero, revelan el
potencial de aprovechamiento que se tiene en gran parte del territorio de México,
pero sobre todo la forma en como se ha venido desarrollando la generación de la
energía eléctrica a través de la energía eólica. En cuanto a la tecnología utilizada
en los aerogeneradores usados en las centrales eólicas en México, son de mayor
capacidad para generar energía eléctrica y por lo tanto el área para instalar una
central eólica se reduce.
Para la instalación de proyectos eólicos en México utilizados en la generación de
energía eléctrica, es necesario cumplir con excesivas gestiones en las
instituciones reguladoras de la generación, distribución y manejo de energía
eléctrica; esto es uno de los principales obstáculos para la construcción de
parques eólicos por empresas privadas. Por el contrario se debería otorgar
incentivos fiscales y económicos para quienes desarrollen proyectos con energías
alternas y que promuevan las mismas.
México ha dependido de los hidrocarburos para la generación de energía eléctrica,
tan solo en el mes de Junio de este año, se tuvo una generación anual por
hidrocarburos del 72.97 % incluidos los productores independientes y la
generación eoloeléctrica solo tuvo una aportación del 0.10%, siendo ésta la única
fuente alterna que aporta energía eléctrica a pesar de su porcentaje tan pequeño.
ESIME ZACATENCO 85
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
BIBLIOGRAFÍA [1] Autor Gerardo Quiroga Goode, Roberto Pandilla Hernández. “Evaluación del
potencial eólico en el puerto de altamira para suministrar energía electrica con
recursos renovables”. 1er Congreso Nacional de Energías Alternativas, Querétaro,
México, julio 2007
[2] 3er. Coloquio internacional sobre oportunidades para el desarrollo de la
ventosa, Oaxaca, México. (CFE)
[3] Juan M. Ramírez y Emmanuel Torres, “Generación limpia de energía eléctrica”,
CINVESTAV
[4] “Elementos de centrales eléctricas I (hidroeléctricas, termoeléctricas,
nucleares)” Enríquez Harper, Ed. Limusa, México, 1982
[5] “Estado del arte y tendencias de la tecnología eoloeléctrica”, Borja D. M, Ed.
Arbol, México 1999.
[6] “Manual de energía eólica”, Escudero López, Ed. Mundi-Prensa, México, 2003
[7] http://www2.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0378-1844200600
0400002&lng=pt&nrm=iso
[8] http://www.arqhys.com/arquitectura/energia-alterna.html
[9] http://www.eco2site.com/News/dic06/mexeol.asp
[10] http://www.cecu.es/.../htm/dossier/1%20eolica.htm
[11] http://www.cfe.gob.mx/es/LaEmpresa/generacionelectricidad/eoloelectrica
2007-20-08
[12] http://www.cfe.gob.mx/es/LaEmpresa/generacionelectricidad/hidroelectrica/
2007-20-08
[13] http://www.cfe.gob.mx/es/LaEmpresa/generacionelectricidad/nucleoelectla
ESIME ZACATENCO 86
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
gverde/ 2007-20-08
[14] http://www.cfe.gob.mx/es/LaEmpresa/generacionelectricidad/termoelectrica/
2007-20-08
[15] http://www.cfe.gob.mx/es/LaEmpresa/planeacion/ 2007-22-04
[16] http://www.cfe.gob.mx/es/LaEmpresa/generacionelectricidad/ 2007-22-04
[17]http://www.cfe.gob.mx/es/LaEmpresa/generacionelectricidad/lisctralesgenerad
oras/nucleoelectricas.htm?Combo=nucleoelectricas
[18]iwww.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/2181/1/image
s/cferct.pdf
[19] http://www.conae.gob.mx/wb/CONAE/CONA_2046_energias_renovables
2007-28-04
[20]http://www.conae.gob.mx/wb/CONAE/CONA_612_energia_eolica#Experiencia
s 2007-19-03
[21] http://www.conae.gob.mx/wb/CONAE/CONA_612_energia_eolica 2007-19-03
[22] http://www.conae.gob.mx/wb/CONAE/CONA_620_tecnologia_de_la_ene
2007-19-03
[23]http://www.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/4289/2/jo
rgewolpert.pdf 2007-28-04
[24] http://energia.hispanotecnia.com/ficheros/280207101610.pdf
[25] http://www.estrucplan.com.mx/articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=1658
[26] www.gamesa.es
[27] http://waste.ideal.es/eolica.htm 2007-28-04
[28]http://www.ingegraf.es/pdf/titulos/COMUNICACIONES%20ACEPTADAS/RV3.p
df
[29] http://www.jornada.unam.mx/2006/02/16/032n1tec.php 2007-27/03
[30] http://layerlin.com/pdfs/energiaeolica.pdf 2007-28-04
ESIME ZACATENCO 87
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
[31]http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/119/htm/sec_12
.htm 19-03-07
[[32] http://indarki.blogia.com/2006/marzo.php
[33]http://personales.ya.com/universal/TermoWeb/EnergiasAlternativas/eolica/PDF
s/EOLO22002.pdf
[34]http://personales.ya.com/universal/TermoWeb/EnergiasAlternativas/eolica/PDF
s/EOLO32002.pdf
[35]http://www.planetaazul.com.mx/www/2007/04/16/echa-mano-sener-de-energia-
eolica/
[36]http://www.prd.org.mx/ierd/Coy111/rd1.htm
[37]t)http://www.rrc.state.tx.us/commissioners/carrillo/mexico/2006/CRE__DR__BA
RNES.pdf 2007-28-04
[38]http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo4b.html 2007-19-
09
[39]u)http://www.teorema.com.mx/secciones.php?id_sec=51
[40]http://www.windpower.org/es/faqs
[41]http://www.windpower.org/es/stat/units.htm 19/09/07
[42]http://www.windpower.org/es/tour/env/sound.htm
[43]Francisco Xavier Salazar Diez de Sollano. Presidente de la CRE para la revista
ENERGÍA HOY (Año 4, No 39, Junio 2007)
[44]Patrik Kron, presidente internacional de ALSTOM para la revista ENERGÍA
HOY (Año 4, No 39, Junio 2007)
ESIME ZACATENCO 88
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
ANEXO 1. Directorio de las centrales hidroeléctricas existentes en México
Nombre de la central
Número de unidades
Fecha de entrada en operación
Capacidad efectiva instalada (MW)
Ubicación
Plutarco Elías Calles (El Novillo)
3 12-Nov-1964 135 Soyopa, Sonora
Oviáchic 2 28-Ago-1957 19 Cajeme, Sonora Mocúzari 1 03-Mar-1959 10 Álamos, Sonora 27 de Septiembre (El Fuerte)
3 27-Ago-1960 59 El Fuerte, Sinaloa
Salvador Alvarado (Sanalona)
2 08-May-1963 14 Culiacán, Sinaloa
Humaya 2 27-Nov-1976 90 Badiraguato, Sinaloa
Bacurato 2 16-Jul-1987 92 Sinaloa de Leyva, Sinaloa
Raúl J. Marsal (Comedero)
2 13-Ago-1991 100 Cosalá, Sinaloa
Luis Donaldo Colosio (Huites)
2 15-Sep-1996 422 Choix, Sinaloa
Boquilla 4 01-Ene-1915 25 San Francisco Conchos, Chihuahua
Colina 1 01-Sep-1996 3 San Francisco Conchos, Chihuahua
La Amistad 2 01-May-1987 66 Acuña, Coahuila Falcón 3 15-Nov-1954 32 Nueva Cd.
Guerrero, Tamaulipas
Infiernillo 6 28-Ene-1965 1,000 La Unión, Guerrero
Villita 4 01-Sep-1973 290 Lázaro Cárdenas, Michoacán
Cupatitzio 2 14-Ago-1962 72 Uruapan, Michoacán
Cóbano 2 25-Abr-1955 52 Gabriel Zamora, Michoacán
Platanal 2 21-Oct-1954 9 Jacona, Michoacán
Botello 2 01-Ene-1910 13 Panindícuaro, Michoacán
Tirio 3 01-Ene-1905 1 Morelia, Michoacán
Bartolinas 2 20-Nov-1940 1 Tacámbaro, Michoacán
Itzícuaro 2 01-Ene-1929 1 Peribán los Reyes, Michoacán
ESIME ZACATENCO 89
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
Zumpimito 4 01-Oct-1944 6 Uruapan, Michoacán
San Pedro Porúas
2 01-Oct-1958 3 Villa Madero, Michoacán
Puente Grande 2 01-Ene-1912 12 Tonalá, Jalisco Colimilla 4 01-Ene-1950 51 Tonalá, Jalisco Luis M. Rojas (Intermedia)
1 01-Ene-1963 5 Tonalá, Jalisco
Manuel M. Diéguez (Santa Rosa)
2 02-Sep-1964 61 Amatitlán, Jalisco
Jumatán 4 17-Jul-1941 2 Tepic, Nayarit Valentín Gómez Farías (Agua Prieta)
2 15-Sep-1993 240 Zapopan, Jalisco
Aguamilpa 3 15-Sep-1994 960 Tepic, Nayarit Leonardo Rodríguez Alcaine (El Cajón)
2 01-Mar-2007 750 Santa María del Oro, Nayarit
Carlos Ramírez Ulloa (El Caracol)
3 16-Dic-1986 600 Apaxtla, Guerrero
Ambrosio Figueroa (La Venta)
5 31-May-1965 30 La Venta, Guerrero
Colotlipa 4 01-Ene-1910 8 Quechultenango, Guerrero
Portezuelos I 4 01-Ene-1901 2 Atlixco, Puebla Portezuelos II 2 01-Ene-1908 1 Atlixco, Puebla Fernando Hiriart Balderrama (Zimapán)
2 27-Sep-1996 292 Zimapán, Hidalgo
Mazatepec 4 06-Jul-1962 220 Tlatlauquitepec, Puebla
Temascal 6 18-Jun-1959 354 San Miguel Soyaltepec, Oaxaca
Tuxpango 4 01-Ene-1914 36 Ixtaczoquitlán, Veracruz
Chilapan 4 01-Sep-1960 26 Catemaco, Veracruz
Camilo Arriaga (El Salto)
2 26-Jul-1966 18 Cd. Maíz, San Luis Potosí
Encanto 2 19-Oct-1951 10 Tlapacoyan, Veracruz
Electroquímica 1 01-Oct-1952 1 Cd. Valles, San Luis Potosí
Ixtaczoquitlán 1 10-Sep-2005 2 Ixtaczoquitlán, Veracruz
Micos 2 01-May-1945 1 Cd. Valles, San Luis Potosí
Minas 3 10-Mar-1951 15 Las Minas, Veracruz
Texolo 2 01-Nov-1951 2 Teocelo,
ESIME ZACATENCO 90
SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA EN MÉXICO
ESIME ZACATENCO 91
Veracruz Manuel Moreno Torres (Chicoasén)
8 29-May-1981 2,400 Chicoasén, Chiapas
Malpaso 6 29-Ene-1969 1,080 Tecpatán, Chiapas
Belisario Domínguez (Angostura)
5 14-Jul-1976 900 Venustiano Carranza, Chiapas
Ángel Albino Corzo (Peñitas)
4 15-Sep-1987 420 Ostuacán, Chiapas
José Cecilio del Valle (El Retiro)
3 26-Abr-1967 21 Tapachula, Chiapas
Bombaná 4 20-Mar-1961 5 Soyaló, Chiapas Tamazulapan 2 12-Dic-1962 2 Tamazulapan,
Oaxaca Schpoiná 3 07-May-1953 2 Venustiano
Carranza, Chiapas
El Durazno (S.H. Miguel Alemán)
2 01-Oct-1955 0 Valle de Bravo, México
Ixtapantongo (S.H. Miguel Alemán)
3 29-Ago-1944 0 Valle de Bravo, México
Santa Bárbara (S.H. Miguel Alemán)
3 19-Oct-1950 0 Santo Tomás de los Plátanos, México
Aguamilpa 3 15-Sep-1994 960 Tepic, Nayarit Tingambato (S.H. Miguel Alemán)
3 24-Sep-1957 0 Otzoloapan, México
Tepazolco 2 16-Abr-1953 0 Xochitlán, Puebla
Las Rosas 1 01-Ene-1949 0 Cadereyta, Querétaro
Huazuntlán 1 01-Ago-1968 0 Zoteapan, Veracruz
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