Los pequeńos aerogeneradores
(I parte)
Por
Conrado Moreno Figueredo*
Perspectiva promisoria
de la Pequeña Eólica
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La Asociación Mundial de Energía Eólica (en inglés, WWEA) celebra anualmente la Cumbre Mundial de la Pequeña Eólica, y publica, también con carácter anual, un informe sobre el desarrollo y mercado de los pequeños aerogeneradores (PAG), lo que permite estar al día en cuanto a estas pequeñas máquinas eólicas. Este artículo está basado en dicho reporte, del cual se han tomado las informaciones y los datos necesarios. En su último informe se comenta que a pesar de que la Pequeña Eólica solo representa una parte minoritaria del mercado eólico global, cada día se le brinda mayor atención en todo el mundo.
El potencial de esta tecnología es enorme, tanto para la electrificación rural u otras aplicaciones en zonas aisladas, como para la conexión a la red eléctrica. En Cuba, al uso de estas máquinas para producir electricidad se le presta muy poca atención, quizás por desconocimiento de los decisores acerca de sus bondades técnicas y económicas, así como por la falta de una política referente a su empleo. Más aun, no existe un mercado donde se puedan adquirir los PAG, tanto por entidades estatales como por privados. No hay una producción nacional tal como existe con los paneles fotovoltaicos, los calentadores solares, los molinos de viento y las plantas de biogás. Esto ha hecho que su utilización se vea limitada a fabricantes artesanales, que son los que han cubierto una pequeña parte de la demanda en zonas rurales. Este trabajo pretende hacer un llamado sobre el estado actual y sus perspectivas en el mundo, con el fin aminorar o inclusive borrar las barreras que limitan su empleo en Cuba.
El creciente interés por la Pequeña eólica está dado por los precios del petróleo, la demanda creciente de electricidad y la madurez tecnológica de los PAG; de ahí que el mercado haya ido en aumento en las últimas décadas. Su empleo se ha movido del campo, con aplicaciones aisladas de la red, a las ciudades con aplicaciones conectadas a la red. Muchos modelos de PAG se han diseñado para este último fin, a los que se les ha denominado la pequeña eólica urbana. A finales del 2012 estaban instaladas unas 806 000 unidades en todo el mundo, lo que representó 10% mayor que en el año anterior cuando se registraron 730 000.
¿Qué es un pequeño aerogenerador?
No existe una frontera bien definida entre un gran aerogenerador y un PAG. Esa falta de una definición ha traído como consecuencia que se considere un PAG, a una máquina con potencia desde 6 watt hasta 300 kW. Originalmente, un PAG se consideró una máquina eólica que por sus características produjera una pequeña cantidad de electricidad para alimentar efectos electrodomésticos, o para cubrir la demanda de un grupo de viviendas. Un televisor LED de 40 pulgadas consume aproximadamente 200 W. Asumiendo que la instalación eólica posee una batería que pueda resolver completamente el problema de la fluctuación entre el suministro y la demanda, se puede decir que una turbina de 180 W puede alimentar adecuadamente el televisor funcionando durante cuatro horas en un día. Esto es, si la turbina de 180 W está instalada en un sitio donde la velocidad media anual del viento es de 5 m/s.
La familia promedio en Estados Unidos consume casi 12 000 kWh de electricidad anualmente. Con la misma consideración anterior, una turbina de 10 kW sería necesaria para cubrir el consumo completo en dicho país. Una vivienda promedio en Europa necesita una turbina de 4 kW, mientras que a una vivienda China le bastaría un PAG de 1 kW.
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Las normas más reconocidas y empleadas en el campo de la energía eólica son las de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC, por sus siglas en inglés). Su norma IEC 61400-2 define un PAG como aquel que tiene un área de barrido de rotor menor de 200 m2, equivalente a una potencia nominal de diseño igual 50 kW, generando a una tensión menor de 1000 V de corriente alterna (CA), o 1500 de corriente directa (CD). Actualmente, los países que financian programas de desarrollo dictan leyes y realizan investigaciones según sus propias condiciones. La situación real es que el límite superior se mueve en un rango desde 0,3 kW hasta 100 kW, en los cinco primeros países que emplean los PAG.
Como se observa en la tabla 1, el límite superior se ubica en los 100 kW. Ello está provocado por el comportamiento del mercado en los países líderes de Norteamérica y Europa. En las últimas décadas se ha observado un crecimiento del tamaño promedio de los PAG, causado por el creciente interés en los sistemas de mayor capacidad conectados a la red y a una disminución comparativa del mercado de los sistemas aislados de la red.
No obstante, con el fin de crear un mercado normalizado y saludable de PAG, se debe lograr una definición acordada y vinculante.
El mercado de los pequeños aerogeneradores
Como se señaló anteriormente, a finales del 2012 estaban instaladas unas 806 000 unidades en todo el mundo, lo que representó 10% mayor que en el año anterior, cuando se registraron 730 000.
La mayor parte de estos crecimientos ocurrieron en tres países: China, EE.UU. y Reino Unido. Esta situación es una clara indicación de que el mercado mundial de los PAG está aún en etapa temprana. En la mayoría de los países se registra poca cantidad de PAG, por lo que estos no contribuyen al desarrollo de un mercado que pudiera incentivar su producción masiva, por parte de compañías fabricantes de PAG. Es por ello que las políticas referentes a este tema deben diversificarse y mejorarse.
Tabla 1.
Díametro recomendado en función del caudal de agua disponible.
China es aún el mayor mercado en términos de unidades instaladas. Se instalaron 70 000 unidades para un total acumulado de 570 000 a finales de 2012. Esto representa 70% del mercado mundial. Este mercado chino comenzó a principios de los años 80. El segundo mayor mercado se encuentra en los Estados Unidos con un total de 155 000 unidades instaladas, claramente detrás de China, pero bien alejados de los mercados de tamaño medio. El Reino Unido, Canadá, Alemania, Japón y Argentina son los mercados de tamaño medio, con un total de entre 7000 y 23 500 turbinas instaladas.
Capacidad global instalada de pequeños aerogeneradores
El record de capacidad instalada se alcanzó en 2012 con más de 687 MW. Ello representa 19% con respecto al 2011, cuando fueron instalados 576 MW. El crecimiento en ese año alcanzó 21%.
China posee 39% de la capacidad instalada, EE.UU. 31% y el Reino Unido 9,4%. Estos tres países líderes instalaron juntos 89 MW de la nueva capacidad instalada en 2012 (80% del mercado global). La capacidad aumentó 16%, ligeramente inferior a la media mundial. El mercado en los EE.UU. creció en 18,4 MW en 2012, con alrededor de 3700 nuevas instalaciones y 101 millones de dólares de inversión.
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En el Reino Unido, el mercado de la Pequeña Eólica continuó creciendo, movido principalmente por el marco regulatorio con un esquema de tarifa fija (feed-in tariff).
Se instalaron 37 MW durante 2012. El rango de tamaño general estuvo entre
15 kW-100 kW.
Globalmente, el tamaño de las turbinas ha ido creciendo; en 2010 el tamaño medio instalado fue de 0,66 kW, en 2011 0,77 kW, y en 2012 llegó hasta 0,84 kW. El tamaño por países es diferente, mientras que en China la potencia de las turbinas es de 0,5 kW, en los Estados Unidos el promedio en potencia es de 1,4 kW y en el Reino Unido es de
3,7 kW.
Fabricación de pequeños aerogeneradores
Cinco países cubren más de 50% del mercado en cuanto a fabricación: Canadá, China, Alemania, el Reino Unido y EE.UU. A finales de 2011 se contabilizaban más de 330 PAG que fabrican unidades completas, y se estima en más de 300 las firmas que suministran partes, tecnología, consultoría y servicios de venta.
Basado en la distribución mundial de fabricantes de PAG, la producción permanece concentrada en China, Norteamérica y varios países europeos. Los países en desarrollo aún no juegan un papel importante en dicha producción. Está claro que no obstante los recursos eólicos existentes en muchos países de África, sudeste de Asia y América Latina, con muchas regiones con condiciones ideales para desplegar los PAG, los mismos aún no han consolidado una industria nacional capaz de suministrar a su mercado interno. Es necesario unir esfuerzos entre estos países y la comunidad internacional, para establecer programas internacionales que cambien esa situación.
No obstante, en general la industria de PAG ha alcanzado ya un crecimiento marcado en la pasada década. Debido a esto muchas industrias se han fundado en estos años. Más de 120 fabricantes de PAG se establecieron entre 2000 y 2010. China por sí sola tiene una excepcional capacidad de fabricación, con más de 180 000 unidades por año en 2011.
En 2009 vendió 90 000 unidades y 100 000 en 2010. Los primeros 10 fabricantes se pueden muestran en la tabla siguiente:
Tabla 2.
Primeros 10 fabricantes de PAG
En el 2012, en América Latina fabricaban cinco países: Argentina (3 fabricantes), Brasil (2), México (1), Panamá (1) y Perú (1).
* Doctor en Ciencias Técnicas. Vicepresidente de la Asociación Mundial de Energía Eólica (WWEA). Profesor Titular del Centro de Estudio de Tecnologías Energéticas Renovables (Ceter), La Habana, Cuba.
E-mail: conrado@ceter.cujae.edu.cu
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