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La eólica de pequeña escala – una solución sustentable para la electrificación rural?

Jon Sumanik-Leary 26o y 27o de agosto 2014 UNPA – Universidad Nacional de la Patagonia Austral Rio Gallegos y San Julian

UNPA | Jon Sumanik-Leary | [email protected] | thewindyboy.wordpress.com

• Evaluar el impacto de las instalaciones actuales

• Evaluar el potencial futuro

I y D: Evaluación de aerogeneradores argentinos


• Pequeñas turbinas eólicas para la electrificación rural

• Construir teoria de estudios de caso – Peru, Nicaragua, Escocia, Mongolia del Interior

• Multidisciplinario – Ingenieria -› ciencias sociales – Variedad de metodologías – Nacional, organizacional y comunitaria

Introducción


• Electrificación – 1400 millones sin

acceso a la electricidad

– 85% en zonas rurales – Luz

• Mesetas? – Generación de

electricidad • Extensión de la red? • Grupos

electrogenos?

Introducción

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 5000 10000 15000 20000 25000H

uman

Dev

elop

men

t Ind

ex (H

DI)

Per capita annual electricity consumption (kWh/person/yr)

Niger

Pakistan

South Africa

Poland

Brazil Russia

Japan, UK, Israel, Korea

USA

Zambia

Norway


Cambio del enfoque

BOOM!!! Qué bueno son

las turbinas eólicas!


• ‘Sostenibilidad’ – Retos principales:

• Mantenimiento • Alta variación en el

recurso

Pequeñas turbinas eólicas


• WindAid y Soluciones Prácticas • El mismo contexto, diferentes modelos de

gestión

Perú


• blueEnergy & AsoFenix • La misma turbina, modelo de gestión

parecido, contexto diferente

Nicaragua


• Aerogeneradores > 30 años • El hogar del experto internacional en la

eólica de pequeña escala, Hugh Piggott

Scotland

http://windempowerment.org/wp-content/uploads/1953.jpg


• Batchelor et al. (1999), Xiliang et al. (1999) y Lew (2000)

Mongolia del interior (China)


Selección de estudios de caso

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Mantenimiento


• Aerogeneradores tienen altas necesidades de mantenimiento – Herramientas y repuestos – Conocimiento técnico – Capital

Mantenimiento


Herramientas, conocimiento técnico y repuestos


Mantenimiento: Perú



Cajamarca

H.Q. TRUJILLO

Canlle (car) 3h

2h (car) (car) 2h

5h (car)

Huamachuco

(car) 4h

La Florida El Olivo

(car) 1h

(car) 1h

2h (car)

Nueva Manzanilla San Carlos

Paranchique



2009 2010 2011 2012



Service centre Cajamarca

H.Q. LIMA

Campo Alegre

3h (car/lechero)

1h (car/lechero) (car/lechero) 2h

(bus) 16h

1h (car/lechero)

El Alumbre Alto Perú



2008 2009 2010 2011

Solu

cion

es P

ráct

icas

2009 2010 2011 2012

Win

dAid


Mantenimiento: Nicaragua



Cuajinicuil Instalaciones de

aerogeneradores

previas de

blueEnergy

Monkey Point

Pearl Lagoon

Kakhabila



-1000

-800

-600

-400

-200

0

200

400

-25000

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

10000

2010 2011 2012

US$

C$

TariffConsumables for preventative maintenanceSpare parts for corrective maintenaceBalance of maintence fund

Fuse Wind system INSTALLATION FAULT ASOFENIX PAID

Dump load Wind system DESIGN FAULT BLUEENERGY PAID

Rectifier Wind system

DESIGN FAULT BLUEENERGY PAID

Rotor & stator Wind system DEISGN FAULT BLUEENERGY PAID

Charge cotroller Solar system

COMMUNITY TO PAY


Mantenimiento: Escocia


• Red de centros de servicios – Financiado por el govierno – Cada municipio

• Manuales imprmidos • Los municipios más exitosos

tambien capacitaron a técnicos comunitarios

Mantenimiento: Mongolia del Interior

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Recurso eólico


• Alta variación del recurso – Espacial – Temporal

• 𝑃 = 12⁄ 𝜌𝐴𝐴3

Recurso eólico


Recurso eólico: Perú


4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

Annual Average Radiation (kWh/m2/day)

Leve

lised

Gen

erat

ing

Cost

($/k

Wh)

Mean annual wind speed (m/s)

1kW Wind Local Manufacture(blueEnergy BD4)

1kW PV with MPPT Imported(SuniSolar & Ecami)

Recurso eólico: Nicaragua

𝑃 = 12� 𝜌𝐴𝐴3


Recurso eólico: Nicaragua


Recurso eólico


Recurso eólico: Escocia


• Alta variación temporal

Recurso eólico


Sistemas hibridos solar-eólico en Escocia

0

50

100

150

200

250

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Ener

gy y

ield

(kW

h/m

onth

) PV Piggott 3N


Recurso eólico: global


• La pequeña eólica tiene un rol en la electrificación de zonas rurales – Tecnología nicho. Potencial limitada por:

• Disponabilidad del recurso • La infraestructura social

– Servicios de mantenimiento – Evaluación del recurso

Conclusión


• La Patagonia tiene uno de los potenciales más altos del mundo: – Personas tienen un papel crítico en asegurar

la sustentabilidad de tecnologias energeticas ‘sustentables’

– Vista holistica al nivel del sistema • Establecimiento de infraestructura social • Respaldo del largo plazo para nuevas tecnologías

Conclusión


WindEmpowerment


www.WindEmpowerment.org


• www.WindEmpowerment.org – Biblioteca de documentos – Foro de discusión – Seminarios web – Eventos

• Notificación de eventos relevantes • 2º conferencia global de WindEmpowerment

– Proyectos de I y D

¿Cómo les puede ayudar?


• www.WindEmpowerment.org – Contenido en inglés, español, frances y más – Con el uso de Google Translate, se puede

contribuir en cualquier lengua

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• Participante • Organización miembro



• www.WindEmpowerment.org – Renovaciones en el sito

• Envíen un correo a: [email protected]



Preguntas?

Gracias por escuchar!

www.thewindyboy.wordpress.com


• Piggott, H. (2013). A Wind Turbine Recipe Book. Scoraig, Scotland, Scoraig Wind Electric. • HDI vs kWh map:

– Data source: UNDP (2006). Energy for Sustainable Development: Linkages, Impacts and Indicators, United Nations Development Programme (UNDP).

• Global wind, solar and hydro maps: – © 3Tier

• Peru community training photo: – Ferrer-Martí, L., R. Pastor, M. Ranaboldo, G. M. Capó and E. Velo (2010). Procedimiento para la evaluación del recurso y diseño de sistemas

microeólicos. XIII Encuentro Latinoamericano y del Caribe sobre pequeños aprovechamientos hidroenergéticos, Cajamarca, Peru. • Peru volunteer turbine photo:

– Courtesy of James Low • Nicaragua cracked turbine photo:

– Neves, P. (2011). Lecciones técnicas en fabricación y mantenimiento de turbinas tipo Hugh Piggott (blueEnergy - Nicaragua). Simposio internacional de energia eólica de pequeña escala. Lima, Peru.

• 1950 Scoraig photo: – Courtesy of Scoraig.com

• All Inner Mongolia images: – Batchelor, S., N. Scott, L. Daoqi and Bagen (1999). Evaluating the Impact of Wind Generators in Inner Mongolia - Project Technical Report.

Reading, UK, DfID, Gamos Ltd. • Car and bicycle repair images:

– Google images • Peru topographical map:

– MEM (2003). Atlas de Energía Solar del Perú. Lima, Perú, Ministerio de Energía y Minas, Dirección General de Electrificación Rural. • Peru small wind users’ guide:

– Chiroque, J. (2008). Manual Para Usarios - Micro aerogeneradores de 100W para uso doméstico en zonas rurales. S. Prácticas. Lima, Perú.

Referencias


• Lightning map: – Dreyer, A. (2010). Lightning Protection study, National Lightning Protection Institute.

• Nicaragua wind map: – ENCO. (2013). "Wind Map of Nicaragua." Retrieved 14th November, 2013, from

http://www.encocentam.com/index.php?option=com_content&view=article&id=20&Itemid=13&lang=en. • Nicaragua wind turbine construction workshop:

– O'Toole, J. (2010). Taller de Turbinas Eólicas, blueEnergy (Informe Interna). • Peru and Cajamarca wind maps:

– Ferrer-Martí, L., R. Pastor, M. Ranaboldo, G. M. Capó and E. Velo (2010). Procedimiento para la evaluación del recurso y diseño de sistemas microeólicos. XIII Encuentro Latinoamericano y del Caribe sobre pequeños aprovechamientos hidroenergéticos, Cajamarca, Peru.

– Original data from: Meteosim Truewind S.L. Latin Bridge Business S.A. (2008). "Atlas Eólico del Perú." Retrieved 27th March, 2012, from http://dger.minem.gob.pe/atlaseolico/PeruViento.html

• El Alumbre wind map: – Ferrer-Martí, L., A. Garwood, J. Chiroque, B. Ramirez, O. Marcelo, M. Garfí and E. Velo (2012). "Evaluating and comparing three community small-

scale wind electrification projects." Renewable and Sustainable Energy Reviews 16(7): 5379-5390. • Nicaragua solar map:

– SWERA. (2008). "Wind atlas of Nicaragua." Retrieved 14th November, 2013, from http://maps.nrel.gov/swera. • UK and Scoraig map:

– SWERA. (2008). "Wind atlas of Nicaragua." Retrieved 14th November, 2013, from http://maps.nrel.gov/swera. • El Alumbre seasonal variation plot:

– Chiroque, J., R. Escobar, L. Ferrer-Martí and A. Garwood (2009). El Alumbre: Design, Implementation and Management of a Community Small-Scale Wind Generation Project. International Workshop on Small Wind Energy for Developing Countries. Nairobi, Kenya.

• Access to electricity map: – EGG-energy. (2013). "When darkness falls." Retrieved 15th November, 2013, from www.egg-energy.com.

References.

http://maps.nrel.gov/swera

http://maps.nrel.gov/swera

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