Soluciones para autoconsumo: Aerogeneradores “minieólicos”

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La energía del viento ha sido utilizada desde tiempos remotos por el hombre para distintos usos entre los que podemos mencionar principalmente para la navegación, el aprovechamiento de molienda en molinos o más recientemente la producción de energía eléctrica.

En cuanto a la generación eléctrica, esta tecnología cuenta con las siguientes tres ventajas principales:

  • Suministro de electricidad en lugares aislados y alejados de la red eléctrica.
  • Genera energía «in situ» reduciendo las pérdidas de transporte y distribución.
  • Se adapta a los recursos existentes y a las necesidades energéticas de cada lugar.

¿A qué campo se denomina “minieólica”?
La energía minieólica es el aprovechamiento de los recursos eólicos mediante la utilización de aerogeneradores de pequeña potencia. El estándar UNE-61400-2, relativo a Aerogeneradores de pequeña potencia, se establece en como tales aquellos con un área barrida de rotor menor de 200 m2, lo que viene a ser de una potencia menor de unos 65kW. No obstante, en una concepción más común, se considera que comprende aerogeneradores de hasta 100 kW, que es el límite establecido para la generación de pequeña potencia de cualquier tecnología conectada a la red, tal y como se establece por ejemplo en el RD1699/2011 de regulación de la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia. Por lo tanto, cuando se hable de eólica de pequeña potencia, en general, se estarán tratando de aerogeneradores de hasta 100 kW de potencia nominal.

Por qué energía “minieólica”
La energía minieólica puede ser una buena opción para reducir los consumos en energía eléctrica, principalmente en ciertas zonas de Galicia, debido a su gran potencial eólico. Con ella se puede autoproducir electricidad, es decir, disponer de un autoconsumo con o sin excedentes, de modo que se pueda ahorrar en la factura de la luz de forma considerable, al igual que se puede hacer con otras alternativas. Por otro lado, tiene la particularidad de ser complementaria y compatible con la solar fotovoltaica dando lugar a sistemas híbridos eficientes. Hay que tener en cuenta que cuando no hay producción de solar fotovoltaica suele coincidir con las horas de mayor producción eólica, sobre todo, en las épocas de otoño e invierno.

El recurso eólico trata de aprovechar la energía cinética que tiene el viento en un determinado lugar y a una altura, viéndose penalizado por los obstáculos o la “rugosidad” del terreno. Por ello se debe garantizar tener potencial eólico suficiente, es decir, si en la ubicación hay probabilidad de viento a velocidades comprendidas entre los 5-15m/s y que no se vea influenciado por lo obstáculos presentes, de modo que con un aerogenerador se pueda producir energía eléctrica constante en las horas de producción.

Para saber si hay potencia eólica deberá hacerse un estudio previo sobre las direcciones predominantes del viento en la ubicación, así como la probabilidad de energía disponible a la altura que se coloque el aerogenerador. Este estudio pormenorizado determinará el tipo de aerogenerador más idóneo (de eje horizontal o vertical, potencia nominal, etc.)

Funcionamiento de un aerogenerador «miniéolico»
Un aerogenerador de pequeña potencia está compuesto por el rotor, en el cual se convierte la energía cinética del viento en momento de giro, en forma de energía mecánica. El generador eléctrico, normalmente un alternador, está acoplado mecánicamente al rotor convierte la energía mecánica en energía eléctrica normalmente de frecuencia y tensión variable y, el timón o aleta de cola, que básicamente es el sistema de orientación por aerodinámica. Todos los componentes, por razones evidentes tienen que estar a una distancia del suelo mediante una estructura soporte o torre. Por último, hace falta un sistema de acondicionamiento eléctrico, un convertidor de CA a CC. Si además se dispone de un sistema de baterías se precisará un regulador de carga y en el caso de acople a la red se adapta con la incorporación de un inversor (CC/CA)

Por último, todo aerogenerador de pequeña potencia tiene que tener un sistema de protección contra sobre velocidad en caso de viento extremo, que podrá ser mecánico o de tipo eléctrico, comúnmente a través de cortocircuitado de resistencias. Este dispositivo es esencial para la seguridad y alargar la vida útil del mismo.

Las potencias más habituales para uso doméstico van desde los 3 kW hasta los 10 kW. Por otro se incide que cuanto más alto se instale el aerogenerador, mayor será la intensidad del viento y, por tanto, mayor aprovechamiento energético del recurso disponible. En el mercado, la capacidad del aerogenerador se calcula por su potencia nominal, potencia entregada habitualmente en el rango de los 10-12m/s de velocidad de viento, siendo a día de hoy, de modo orientativo, que el coste del kilovatio instalado oscile para uso doméstico entre los 3.000 a 1.000 euros (A mayor potencia instalada menos coste/kW)

Figura. Sistema monofásico de autoconsumo híbrido fotovoltaico-eólico

Aspectos relativos a la normativa de aplicación
Se comentan en este apartado algunos de los desarrollos normativos que son de aplicación a la tecnología minieólica en España. Más allá de los propios como generación eólica (los de la familia UNE-61400), se presentan algunas normas como fuente de generación distribuida, la iniciativa de etiquetado de aerogeneradores de pequeña potencia y el esfuerzo en lanzar ordenanzas municipales de aplicación.

La normativa que legisla la generación distribuida en España conforma los condicionantes técnicos que tienen que cumplir estas instalaciones generadoras en cuanto a la calidad de la energía que se inyecta a la red y la legalización de éstas.Es de aplicación el Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento electrotécnico para baja tensión (REBT). Se sigue la normativa estipulada por las Instrucciones Técnicas Complementarias para Baja Tensión, pertenecientes al REBT, especialmente la ITC-BT 40 referida a Instalaciones generadoras de baja tensión.
Además, son aplicables las normas UNE pertinentes en cada campo. Ejemplos de normas UNE son la familia de normas UNE-EN 61400 (trasposición de las normas internacionales IEC 61400), referidas a generación eólica. Es destacable la norma UNE-EN 50160, centrada en las características de la tensión suministrada por las redes generales de distribución, y la norma UNE EN 40438:2015 que de manera más genérica trata los requisitos para la conexión de microgeneradores a las redes generales de distribución en baja tensión.

Paralelamente, a nivel nacional está vigente el Real Decreto 1699/2011, de 18 de noviembre, por el que se regula la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia, y en cuanto a autoconsumo, el reciente Real Decreto 244/2019 de 5 de abril, por el que se regulan las condiciones administrativas, técnicas y económicas del autoconsumo de energía eléctrica.

Además, en España la ley de referencia genérica es la Ley 24/2013, de 26 de diciembre, del sector eléctrico.  Se han hecho distintos trabajos para desarrollar ordenanzas municipales, o al menos guías que puedan servir a los ayuntamientos a elaborar sus propias ordenanzas. Seguramente la principal iniciativa ha dado lugar a un borrador de “Recomendaciones para la autorización de instalaciones minieólicas de competencia municipal”
(https://www.idae.es/file/13152/download?token=AuudfZFs)

marcos

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