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UNIVERSIDAD DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERÍA
Integrantes del proyecto:
· Gibaja Brusco, Rodrigo Alejandro
· Mancilla Córdova, Rosa Caroline
· Pérez Valdiviezo, Juan Carlos 
· Sánchez Guerrero, Sebastian
· Silva Flores, Nozomi Mélida 
Curso: 
· Energía 2
Profesor:
· Daniel 
· Carlos Quispe
Fecha de entrega: 
· 18 de octubre de 2018
Grupo: 
28
INDICE
1.	Resumen ejecutivo	
1.1.	Versión español	
1.2.	Versión inglés	
2.	Análisis del Sistema	
2.1.	Sistema	
2.1.1.	Identificiación	
2.1.2.	Descripción	
2.2.	Estado del arte	
2.3.	Cálculos referenciales	
3.	Sostenibilidad	
3.1.	Impacto global	
3.2.	Impacto económico	
3.3.	Impacto ambiental	
3.4.	Impacto social	
4.	Conclusiones	
5.	Recomendaciones	
6.	Linkografía	
7.	Bibliografía	
El presente informe tiene como objetivo informar “La investigación y desarrollo de los sistemas aislados de la Energía Eólica” enfocándonos en nuestro país que es el Perú. A nivel mundial, es el continente europeo el cual produce la mayor parte de la energía eólica, llegando al 72%. Sin embargo, la contribución de la energía eólica a la matriz de energía de Perú es insignificante, con sólo 0,7 MW de capacidad instalada en 2006. Según estudios del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI), se estima que el potencial de energía eólica de Perú es de 19 GWh/año o aproximadamente el 20 % del consumo actual de electricidad. Por lo tanto vemos que está muy limitada, pese a ello es una buena alternativa para ser instalado en zonas rurales ya que comúnmente en dichas zonas no se tiene acceso al SEIN (Sistema Eléctrico Interconectado Nacional) y no existen redes de Transmisión y Distribución Eléctrica por lo tanto tiene como única opción la instalación de los sistemas aislados, por lo tanto la energía renovable es una buena elección ya que se instalan aerogeneradores con una pequeña cantidad de potencia para satisfacer en dichas zonas.
La primera parte que está dividida en tres para explicar con mayor detalle, y así tener una mayor comprensión, primero se dio a conocer la identificación y descripción del sistema aislado, siguiendo de referencias claras y precisas y después algunos cálculos referenciales para su aplicación.
En la segunda parte de sostenibilidad está enfocado en cuatro impactos: el primero es el global que está referida al efecto en las personas, vemos que el primer parque eólico Wayra el cual suministra energía a 480,000 hogares con una capacidad de 126 MW aplicado al modelo "Sitio de Construcción Sostenible"; el segundo es el económico el cual siempre tendrá un alto coste de inversión pero con el tiempo será rentable ya que es inagotable; el tercero es el ambiental, es considerado uno de los menos contaminantes pese a ello cuenta con efectos negativos que veremos en el desarrollo de este informe y por último tenemos el impacto social que es aquel que genera molestias a la población e incluso puede llegar a ocasionar enfermedades. 
1. Análisis del sistema
1.1. Identificación y descripción
Un sistema energético eólico es aquél que utiliza la energía cinética del viento para aprovecharla en diferentes aplicaciones, estas suelen ser aplicaciones mecánicas, como bombeo de agua, calefacción y navegación; y para generar energía eléctrica, la cual será usada para alimentar la red eléctrica, en este caso se dispondrá de parques eólicos y pequeños sistemas conectados a la red; y para alimentar diferentes dispositivos que no tienen acceso a la red.[footnoteRef:1] [1: http://www.bun-ca.org/publicaciones/EOLICA.pdf pag.11-13] 
En este trabajo nos centraremos en caso de la energía eólica aprovechada en la generación de energía eléctrica para sistemas aislados de la red eléctrica.
Estos sistemas se utilizan en la actualidad para proporcionar energía eléctrica en zonas alejadas, donde la red eléctrica no llega o es muy caro implementar un tendido eléctrico para abastecer a un pequeño poblado. Una ventaja de esta implementación es que no contamina, como es el caso del uso de los combustibles fósiles.
Para poder aprovechar esta energía se requieren de dos factores, del recurso (el viento) y una máquina capaz de aprovechar dicho recurso (una turbina eólica).
Los generadores eólicos se componen de los siguientes componentes:[footnoteRef:2] [2: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/10664/Proyecto.pdf?sequence=1 pag.9-12] 
· Aerogenerador: Aprovecha la energía cinética del viento, para convertirla en mecánica por medio de unas paletas y un eje. Dicha energía será luego transformada en eléctrica por el generador.
· Regulador eólico: Su uso es para transformar la energía alterna, generada por la turbina, en continua, además de evitar descargas y sobrecargas de las baterías.
· Batería: Debido a que todo el día no fluye la misma intensidad de viento, es necesario almacenar esta energía, para ello se usan baterías.
· Inversor: Transforma la energía continua, almacenada en las baterías, en alterna, la cual es aprovechada en el uso diario.
· Conductor: Son componentes como los cables, que sirven para llevar la energía eléctrica desde el punto de generación hacia las baterías y el uso.
Estas tecnologías renovables se han ido desarrollando rápidamente como alternativa al uso del combustible, más aún desde el protocolo de Kyoto, en 1997, el cual se busca reducir la emisión de gases de invernadero.
Este tipo de energía renovable presenta las siguientes ventajas:[footnoteRef:3] [3: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/2971/tesis.pdf?sequence=1 pag.15] 
· Es una energía renovable abundante, producto indirecto del sol.
· Para aplicaciones de bajo consumo puede instalarse en muchísimos lugares, por la poca velocidad que requerirán sus generadores.
· Se puede obtener grandes cantidades de energía, en los lugares con fuertes vientos, como para abastecer ciudades enteras.
· Se pueden ubicar en el campo, compartiendo el espacio del suelo con el ganado, o cultivos bajos.
· Se pueden instalar en lugares desérticos o poco habitables, como los desiertos o en medio del mar.
También hay que tener ciertas consideraciones al momento de instalarlos, porque, aunque no contaminen, pueden suponer un peligro para ciertas aves, que vuelan por esas zonas o pasan durante su migración. Otra consideración debe ser que el viento no es constante en la mayoría de las zonas del planta, ni predecible, por ello suele emplearse de forma híbrida, para así tener un sistema más seguro para el uso diario.[footnoteRef:4] [4: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/2971/tesis.pdf?sequence=1 cap.4] 
Por estas ventajas es que existen varios proyectos para la electrificación de zonas rurales, además del abastecimiento de la misma red eléctrica, como son la propuesta por Conrado Moreno Figueredo, Doctor en Ciencias Técnicas. Profesor Titular del Centro de Estudio de Tecnologías Energéticas Renovables (CETER)[footnoteRef:5], en Cuba. O las propuestas por Osinergmin para abastecer de energía eléctrica a zonas rurales del Perú[footnoteRef:6]. [5: http://www.cubasolar.cu/Biblioteca/Energia/Energia52/HTML/articulo03.htm ] [6: http://www.osinergmin.gob.pe/newweb/uploads/Publico/OficinaComunicaciones/EventosRealizados/ForoApurimac/2/Plan_Nacional_de_Electrificacion_Rural.pdf ] 
2
Cálculos
· Demostración de la fórmula de la energía eólica
En primer lugar, el viento tiene energía cinética:
	
Consideramos el volumen de aire que atraviesa la superficie de las aspas en un tiempo t, para poder calcular la masa de aire que pasa:
En este dibujo, el volumen mencionado es el del cilindro, que tiene como base la superficie de las aspas y la altura viene a ser el producto de la velocidad por el tiempo como se indica en la imagen:
	
El producto de la densidad por el volumen de aire que pasa en un tiempo t, viene a ser la masa de aire que pasa en este tiempo:
	
Entonces, la ecuación queda de la siguiente manera: 
Pero no trabajaremos con la energía (tendríamos cifras muy grandes), porquela cantidad de aire que pasa es muy alta, sino con la potencia, y los cálculos se harían por unidad de tiempo:
	
	
Y la fórmula que determina cuanta energía cinética ha sido producida:
	
Donde:
· E es la energía cinética por segundo.
· f es un factor de cálculo que nos permite tomar en cuenta el diámetro del círculo de rotación de la punta de las aspas de la hélice, entre otros.
· m es la masa específica del aire que empuja.
· v es la velocidad del viento.
Parques eólicos en el Perú
En la actualidad, hay 5 parques eólicos con una capacidad nominal total de 369.16 MW.
Hemos tomado como supuesto que cada parque eólico es un sistema aislado para poder tomar los datos disponibles de Osinergmin y calcular la potencia nominal total producida en el Perú.
Para Cajamarca (Duna y Huambas), el 31 de diciembre del 2018 comenzarán a operar dos parques eólicos de 18.9 MW cada uno.
Esquema unifilar de la central de generación de cada parque eólico
Marcona
Cupisnique
Talara
Tres hermanas
Wayra I
3. Sostenibilidad
3.1. Impacto global:
Actualmente el 97% de la energía eléctrica en el Perú es generado por centrales térmicas, que usan gas natural y petróleo diésel, y por las hidroeléctricas. Pero el uso de la energía eólica está empezando a cobrar fuerza en nuestro país, ya que hay zonas con excelentes recursos de energía eólica que deben aprovecharse, pues pueden beneficiar a miles de familias y sin dañar el medio ambiente. 
ENEL se convirtió en el principal generador de energías renovables del Perú con una capacidad instalada de aproximadamente 1.1 GW luego de la puesta en marcha de Wayra I que, con una capacidad de más de 126 megavatios (MW), es el parque eólico más grande del país actualmente en operación, y comenzó la operación comercial el 30 de mayo de 2018.
Wayra I está ubicada en Marcona, región Ica, y es el primer parque eólico del grupo en el país y es capaz de generar energía equivalente al consumo de 480,000 familias. Enel invirtió US$ 165.8 millones en su construcción. 
Este proyecto permitirá distribuir “electricidad limpia y verde” producida a partir de la fuerza de los vientos del sur, en Nazca. 
Wayra I comprende 42 aerogeneradores que producirán aproximadamente 600 gigavatios-hora al año, suficiente para evitar la emisión anual de más de 285.000 toneladas de CO2 a la atmósfera, los cuales serán suministrados por Enel al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) a favor de la población peruana, servicio básico para el desarrollo sostenible y el crecimiento económico.
Para la construcción de Wayra I se aplicó el modelo "Sitio de Construcción Sostenible" que comprende acciones de sostenibilidad como la reutilización de materiales para fabricar muebles ecológicos y el tratamiento de aguas residuales. También se consideró el monitoreo de impactos con la comunidad y proyectos sociales.
3.2. Impacto económico: 
En el Perú, el marco normativo sobre los recursos energéticos renovables (RER) está constituido en la Ley de Promoción de la Inversión para la Generación de Electricidad con el Uso de Energías Renovables, en el Reglamento de Generación de Electricidad con Energías Renovables y en el Reglamento para la Promoción de la Inversión eléctrica en áreas No Conectadas a Red. 
Este marco normativo introdujo desde 2008 en realizar subastas competitivas y periódicas para facilitar la explotación y participación de proyectos de generación RER dentro de la matriz del sector eléctrico del país. 
Las características de las subastas RER en el Perú se resumen en que se convocan por tecnologías cada dos años en la cual se señala la energía requerida en MWh/año para las fuentes con biomasa, eólica, solar, etc., fijándose en precios tope para cada tecnología. Así mismo, cuenta con un sistema de garantías que permite la remuneración de los precios resultantes en las tarifas mediante los costos marginales y las primas adicionales hasta cubrir los precios de las subastas. 
Por ahora se han llevado a cabo cuatro subastas RER para el SEIN (Sistema Eléctrico Interconectado Nacional) y una subasta RER off-grid para áreas no conectadas a la red. 
Respecto a los precios, los resultados de las cuatro subastas se pueden resumir en el siguiente gráfico
Se puede observar que en los proyectos eólicos que el precio se ha reducido a 38 US$/MWh frente a los 80 US$/MWh registrados en la primera subasta.
Estos precios se obtuvieron como resultado de la disminución de los costos de cada tecnología y de la competencia dada en el proceso, dónde la oferta de propuestas excedió 16 veces la demanda para las fuentes eólicas.
Con respecto a la subasta RER off-grid:
En el año 2013, 3 millones de peruanos no tenían electricidad, en la cual 0.7 millones de hogares que no estaban conectados a red (off-grid). 
Es por eso por lo que se ejecutó la primera subasta RER de sistemas fotovoltaicos para suministro de energía. 
Como resultado, en el 2014 se adjudicó una licitación a la empresa Ergon Perú S.A.C. para suministrar electricidad con sistemas fotovoltaicos a cerca de 15 mil localidades de las zonas rurales del norte, centro y sur del país que no cuentan con redes tradicionales de electricidad.
La cantidad en soles comprometida para la puesta de cada área no conectada a red: 
3.3. Impacto ambiental: 
El aprovechamiento de la energía eólica es considerado una de las formas más sostenibles y limpias de obtener electricidad, ya que no produce emisiones tóxicas o emisiones que contribuyan al calentamiento global. 
Pero algunos de sus efectos y consecuencias colaterales requieren ser reconocidos para intentar mitigarlos lo más posible, puesto que afecta inevitablemente al entorno y como resultados negativos se notan en el suelo, la flora y la fauna del lugar donde se instalan los parques eólicos. Todo este problema se puede afrontar y minimizar mediante una adecuada planificación. 
Uso del suelo:
El impacto sobre el uso del suelo de las instalaciones de energía eólica depende en gran medida del lugar de emplazamiento: los campos de aerogeneradores situados en áreas planas normalmente usan más terreno que aquellos situados en zonas altas, colinas o a pie de áreas escarpadas. Sin embargo, los aerogeneradores no ocupan todo el terreno. Por ello, los aerogeneradores en sí y la infraestructura que acompaña (caminos de acceso, conexiones a la red eléctrica, etc.) ocupan una pequeña zona del total de un parque eólico. Como media, se considera que en un parque eólico se requieren entre 4 y 20 ha por cada MW, aunque la superficie que ocupa un aerogenerador realmente es de tan sólo 0,43 ha/MW. El terreno que queda bajo los aerogeneradores podría emplearse para otros usos: agrícola, pastos para el ganado, comunicaciones terrestres, pistas de senderismo, etc. 
También podrían situarse en espacios industriales, lo que reduciría la preocupación por el uso del suelo en áreas de mayor interés natural. Se requiere un buen estudio de planificación y situación para minimizar los impactos potenciales sobre el terreno y poder hacerlas compatibles en la medida que sea posible con otros usos.
3.3.1 Impacto sobre la fauna y flora:
Se han documentado muertes de aves y murciélagos no sólo por impactos directos sino por los cambios en la presión atmosférica provocados por el giro de las palas. También se producen alteraciones en sus hábitats. 
Se llega como conclusión, que a pesar de que las cifras son bajas comparadas con el impacto sobre la fauna de otras infraestructuras de origen humano, los parques eólicos tienen un significativo impacto cuando se sitúan en zonas comúnmente frecuentadas por aves y que pueden afectar gravemente a poblaciones de especies amenazadas, donde la desaparición de un número bajo de ejemplares supone un gran impacto sobre el conjunto de la especie. En cuanto a los murciélagos es de destacar que se ha comprobado que éstos son más activos con velocidades de viento bajas. Si tenemos en cuenta que la rentabilidad de los aerogeneradores aumenta conforme a la velocidaddel viento, se podrían desconectar a bajas velocidades incidiendo muy positivamente sobre las poblaciones animales sin grandes penalizaciones de índole económica. De nuevo, en ambos casos, se requiere un minucioso estudio previo de minimización de impactos.
3.4. Impacto Social: 
3.4.1. Impacto acústico: 
El ruido que ocasionan los aerogeneradores es debido precisamente al movimiento de las palas en el aire. También hay un cierto ruido que proviene de las partes mecánicas de la turbina. Que ese ruido sea más o menos notable dependerá del diseño de cada aerogenerador y de la velocidad del viento. Aunque esto ha ido disminuyendo cada vez con el avance de la tecnología en la construcción de estos. 
3.4.2	Impacto visual: 
Para mucha gente, son elementos delicados que son dignos de ser admirados, por su tecnología y por el beneficio “verde” que aportan, en cambio, para otros son ridiculez del ser humano que daña irremediablemente el paisaje. De ahí que sea de nuevo muy necesario una buena planificación y justificación del emplazamiento. 
Otro hecho que mencionan personas que viven en las inmediaciones de aerogeneradores es el sufrimiento del llamado efecto de sombra parpadeante. Cuando se vive cerca de un aerogenerador, y dependiendo de cómo interceda la luz del sol, el giro de las aspas provocará sombras periódicas a los habitantes de la casa provocando un efecto muy molesto, y que se asocia a ciertos problemas de salud como los ataques epilépticos. Por ello, bajo estas condiciones se suele restringir el funcionamiento de los aerogeneradores en las horas de luz que provocan las molestas sombras parpadeantes.
4. Conclusiones 
· La energía eólica juega un papel importante, ya que generan energía a partir de fuentes de energía limpia, en la cual logran reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. 
· Los beneficios de la instalación de parques eólicos en áreas rurales son aprovechados para el uso de la agricultura y ganadería, en la cual, generan un ingreso adicional para los propietarios de las tierras utilizadas. 
· Se han documentado las muertes de aves y murciélagos, puesto que los aerogeneradores están siendo instalados en lugares inadecuados 
· A causa de la falta de certeza en la existencia de viento y si tendrá la velocidad necesaria para ser útil, la energía eólica no podría ser utilizada como única fuente de electricidad. Aunque este problema se podría solucionar por medio de dispositivos de almacenamiento de electricidad, no hay alguno lo suficientemente grande como para almacenar las grandes cantidades que se generarían eficientemente.
· Esta energía, utiliza un recurso renovable como lo es el viento, con muy poca ocupación exclusiva del terreno, sin generar contaminación alguna, costos de generación bajos, muy bajo impacto en el medio ambiente porque este es restringido a su zona y reversible. La tendencia indica que seguirá madurando muy rápido a nivel tecnológico, haciendo sus diseños más ligeros y de una mayor potencia nominal.
· 
5. Recomendaciones
· Los ruidos que se produce por el movimiento de las palas de los aerogeneradores causan mayores molestias para los habitantes que permanecen en esa zona, y se recomienda instalar estos aerogeneradores a una distancia adecuada de las zonas habitadas, para evitar aquellos conflictos. 
· Se requiere realizar paradas selectivas de turbina cuando empiecen a pasar las aves, para así disminuir la extinción de ellas. 
· Poner en tendencia el uso de energía eólica, ya que, ayuda a disminuir el calentamiento global.
· En la zona Norte del Perú se deben aprovechar las masivas velocidades de viento para el aumento de la instalación de parques eólicas. 
· Mejorar el diseño interno de los aerogeneradores para la disminución de las emisiones acústicas y así mejorar el impacto acústico ambiental, pero no solo del ruido aerodinámico, sino también del ruido de origen magnético y mecánico.
· En el Perú no tenemos aún algún parque eólico marino, los cuales se deberían comenzar a implementar debido a la gran extensión de mar que poseemos y a que se podría utilizar aerogeneradores de mayor tamaño y potencia generada.
· 
6. 
6. Linkografía
· http://www.bnamericas.com/es/noticias/energiaelectrica/energia-eolica-se-inauguro-el-nuevo-parque-sostenible-wayra-i-en-peru
· https://gestion.pe/economia/empresas/enel-pone-marcha-parque-eolico-wayra-i-us-165-millones-235956
· http://www.osinergmin.gob.pe/seccion/centro_documental/Institucional/Eventos/Expo-SFV-2017.pdf
· http://www.osinergmin.gob.pe/newweb/pages/Publico/cop20/uploads/Victor_Ormenio_y_Arturo_Vasquez-Competitividad_de_las_Energias_Renovables-Experiencia_del_Peru.pdf
· http://www.osinergmin.gob.pe/seccion/centro_documental/Institucional/Estudios_Economicos/RAES/RAES-Electricidad-Octubre-2016-GPAE-OS.pdf
· http://blablanegocios.com/impacto-ambiental-la-energia-eolica/
· http://www.energiasrenovablesinfo.com/eolica/impacto-medioambiental-energia-eolica/
· http://www.derecho.usmp.edu.pe/instituto/articulos_2016/energias_renovables.pdf
· https://www.fuentesdeenergiarenovables.com/energia-eolica/ventajas-y-desventajas-de-la-energia-eolica/#Impacto_ambiental_de_la_energia_eolica
· https://www.osinergmin.gob.pe/seccion/centro_documental/electricidad/Documentos/PROYECTOS%20GFE/Acorde%C3%B3n/Generaci%C3%B3n/3.5.1.pdf
· http://www.osinergmin.gob.pe/seccion/centro_documental/electricidad/Documentos/Publicaciones/Compendio-Proyectos-GTE-Operacion-enero-2018.pdf
· 
7. Bibliografía