TECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN DE
ENERGÍA RENOVABLE
PROYECTOS HIDROELÉCTRICOS
Generación de energía a partir de la fuerza del agua.
TIPOS DE PROYECTOS
Central Hidroeléctrica El Cajón 300 MW (Honduras)
Central Hidroeléctrica Rio Blanco 5.0 MW (Honduras)
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Descripción: La energía hidroeléctrica convierte la energía potencial que contiene un caudal de agua que se desplaza a través de una diferencia de altura (caída) en energía mecánica a través de turbinas, la cual luego es convertida en energía eléctrica a través de un generador.
Dimensiones usuales: Desde menos de 1 MW hasta más de 300 MW
Tipos de Proyectos: Con o sin embalse (a filo de agua) Con o sin túnel Relación caída/ caudal define el tipo de turbina
Proy
ecto
s H
idro
eléc
tric
os
CICLO DEL AGUAPr
oyec
tos
Hid
roel
éctr
icos
FORMULA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
P = g * h * Q * eff
P = Potencia, en kWg = Aceleración por Gravedad, 9.81 m/s²h = Caída, mQ = Caudal, m³/seff = Eficiencia, +/- 0.85
Proy
ecto
s H
idro
eléc
tric
os
FORMULA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
P = g * h * Q * eff
g = 9.81 m/s²Q = 5 m³/sh = 100 m
Proy
ecto
s H
idro
eléc
tric
os
P = 4,170 kW 4.17 MW
FORMULA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
P = g * h * Q * eff
g = 9.81 m/s²Q = 100 m³/sh = 5 m
Proy
ecto
s H
idro
eléc
tric
os
P = 4,170 kW 4.17 MW
FORMULA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
P = g * h * Q * eff
g = 9.81 m/s²Q = 5 m³/sh = 200 m
Proy
ecto
s H
idro
eléc
tric
os
P = 8,338 kW 8.34 MW
Componentes:
Presa y toma de agua Embalse Obras de conducción, puede ser:
canal, tubería túnel
Casa de Maquinas Turbinas Generador Tableros de control
Desfogue TransformadorPr
oyec
tos
Hid
roel
éctr
icosCARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Presa y Obra de Toma
Tuberíade presión
Casa de maquinas
Desarenador
Canal
Desfogue
CONFIGURACIÓN TÍPICAPr
oyec
tos
Hid
roel
éctr
icos
SELECCIÓN TURBINAPr
oyec
tos
Hid
roel
éctr
icos
Presa y Obra de Toma
Tuberíade presión
Casa de maquinas
Desarenador
Canal
Desfogue
QUE SE BUSCA???
Proy
ecto
s H
idro
eléc
tric
os
Costo de generación (US$/kWh)*
Inversión(US$/kW)*
0.0750 – 0.1475 2,500 – 4,000
Tiempo estimado de desarrolloPre inversión Construcción
2-5 años 2-4 años
* Fuente: Proyecto ARECA, 2009
ASPECTOS ECONÓMICOSPr
oyec
tos
Hid
roel
éctr
icos
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
5
10
15
20
25
Curva de Duración
% de Excedencia en el Tiempo
Q (m
³/s)
DEL AGUA A LA ENERGÍA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
5
10
15
20
25
Curva de Duración, Caudal de Diseño
% de Excedencia en el Tiempo
Q (m
³/s)
DEL AGUA A LA ENERGÍA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
5
10
15
20
25
-
500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
Curva de Duracion Potencia
% de Excedencia en el Tiempo
Q (m
³/s)
Pote
ncia
, kW
DEL AGUA A LA ENERGÍA
Proyectos con alta capacidad para brindar potencia firme a la red eléctrica, al menos durante la temporada de lluvias.
Dependiendo de su configuración y magnitud pueden tener un impacto ambiental y social importante.
Es fundamental la gestión oportuna de los aspectos sociales del proyecto.
En la región la disponibilidad del recurso hídrico es altamente dependiente de las fluctuaciones estacionales, y de los patrones climatológicos.
CONSIDERACIONES RELEVANTES
Proyectos Hidroeléctrico
s
Por su naturaleza son altamente dependientes del sitio en donde se ubique el recurso.
Requieren una inversión significativa en líneas de transmisión o pago de peaje –sitios distantes de centros de población y consumo de energía-
Es requerido la adquisición de los derechos de propiedad en los terrenos de emplazamiento de obras.
Tecnología renovable con mayor representación y potencial.
CONSIDERACIONES RELEVANTES
Proyectos Hidroeléctrico
s
PROYECTOS EÓLICOS
Generación de energía a partir de la fuerza del viento.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Descripción: El aerogenerador funciona capturando la energía del movimiento del viento en las palas del rotor, y transfiriéndola mediante una caja de engranajes al generador, donde es convertida en electricidad de calidad y frecuencia apta para la rede eléctrica.
Dimensiones usuales: Proyectos modulares Capacidad total depende de cantidad de
generadores. Capacidad individual de generador: 300kW – 5MW Proyectos típicos: ≥ 15 MW
Proy
ecto
s Eó
licos
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Configuraciones:
En tierra firme o mar adentro. Aerogeneradores de eje horizontal o de eje
vertical. Rotores de una, dos, tres o múltiples
aspas. Para suministro a la red o a sistemas
aislados Sistema hibrido eólico-solar Sistema hibrido eólico-diesel
Proy
ecto
s Eó
licos
CONFIGURACIONES
Parque eólico marino de Nysted, Mar Báltico (Dinamarca)
Parque eólico Tejona, Guanacaste (Costa Rica)
FORMULA ENERGÍA EÓLICA
P = 0.5 * A * ρ * v³ * c
P = Potencia, WattsA = Área del rotor, m² ρ = Densidad, kg/m³v = Velocidad del viento, m/sc = Constante, 0.593
LEY DE BETZ
La máxima posible energía que puede ser capturada del viento es limitada al 59.3% de la energía potencial del
viento.
FORMULA ENERGÍA EÓLICA
P = 0.5 * A * ρ * v³ * c
P = X
FORMULA ENERGÍA EÓLICA
P = 0.5 * 2A * ρ * v³ * c
P = 2X
FORMULA ENERGÍA EÓLICA
P = 0.5 * A * ρ * v³ * c
P = X
FORMULA ENERGÍA EÓLICA
P = 0.5 * A * ρ * (2v)³ * c
P = 8X
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Componentes: 1. Cimientos2. Torre3. Góndola4. Generador5. Caja de cambios6. Aspa
1
2
3
4
56
Costo de generación (US$/kWh)*
Inversión(US$/kW)*
0.1046 – 0.2598 2,500 – 3,500
Tiempo estimado de desarrolloPre inversión Entrega equipos Construcción18-24 meses 12-18 meses 12 meses
* Fuente: Proyecto ARECA, 2009
ASPECTOS ECONÓMICOSPr
oyec
tos
Eólic
os
QUE SE BUSCA???
Curva de Potencia, Turbina1 MW
0200
400600
8001,000
1,200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Velocidad(m/s)
Pote
ncia
(kW
)DEL VIENTO A LA ENERGÍA
Frecuencia
Velocidad, m/s
Energía
Hora
s
MW
h
DEL VIENTO A LA ENERGÍA
CONSIDERACIONES RELEVANTES A nivel regional se presenta una
complementariedad importante entre la energía eólica y la hidroeléctrica, la estación seca es la época de mayor régimen de vientos.
En la región, los regímenes de viento abundante para el desarrollo de proyectos de mayor escala (≥15 MW) se concentran en sitios específicos.
Tecnología desarrollada aceleradamente en las ultimas décadas → turbinas con capacidad 200 veces mayor a las disponibles hace 20 años.
Proy
ecto
s Eó
licos
CONSIDERACIONES RELEVANTES A nivel regional se presenta una
complementariedad importante entre la energía eólica y la hidroeléctrica, la estación seca es la época de mayor régimen de vientos.
En la región, los regímenes de viento abundante para el desarrollo de proyectos de mayor escala (≥15 MW) se concentran en sitios específicos.
Tecnología desarrollada aceleradamente en las ultimas décadas → turbinas con capacidad 200 veces mayor a las disponibles hace 20 años.
Proy
ecto
s Eó
licos
PROYECTOS GEOTÉRMICOS
Generación de energía a partir del calor de la tierra.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Descripción: La energía geotérmica es la energía calórica contenida en el interior de la tierra. Este calor puede ser extraído y usado para producir vapor. El vapor mueve turbinas, y esta energía es transmitida a un generador que produce electricidad. Los flujos extraídos son reinyectados a la tierra después de haber aprovechado su potencial.
Dimensiones usuales: Según el recurso disponible y la tecnología
utilizada. Proyectos modulares (Unidades entre 5 y 55 MW)
Proy
ecto
s G
eoté
rmic
os
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Tecnologías Geotérmicas:
Según las características del flujo geotérmico (vapor seco, agua liquida, agua liquida libre de impurezas)
Proceso de expansión súbita o flash Proceso de ciclo binario Proceso de flujo total
Proy
ecto
s G
eoté
rmic
os
CENTRALES GEOTÉRMICAS
Planta Geotérmica Miravalles (Costa Rica)
Planta Geotérmica Berlín (El Salvador)
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
1
2
3
4
5
Componentes:
1. Pozo de producción 2. Tubería de transporte de fluidos3. Turbina 4. Generador5. Pozo de inyección
Costo de generación (US$/kWh)*
Inversión(US$/kW)*
0.0673 – 0.0838 4,000 – 4,500
Tiempo estimado de desarrolloPre inversión Construcción 24-36 meses 12-24 meses
* Fuente: Proyecto ARECA, 2009
ASPECTOS ECONÓMICOSPr
oyec
tos
Geo
térm
icos
CONSIDERACIONES RELEVANTES Costos iniciales muy altos, con costos de
preinversion mas elevados que las demás tecnologías renovables debido al requerimiento de estudios geológicos y la perforación de pozos de exploración.
La energía geotérmica aporta potencia firme a la red y opera con un alto factor de planta (opera de manera consistente cerca de su capacidad nominal instalada)
El Salvador, Nicaragua, Guatemala y Costa Rica cuentan con centrales de esta tecnología.
Proy
ecto
s G
eoté
rmic
os
PROYECTOS DE BIOMASA
Generación de energía a partir de materia orgánica.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Descripción:
Es la energía asociada a los residuos orgánicos generados en la transformación de productos agrícolas, forestales y a los residuos sólidos urbanos. Se trata de aprovechar la energía interna de estos residuos. También se cultivan grandes superficies específicamente para producir biomasa
Dimensiones usuales:
Amplio rango dependiendo de la tecnología de conversión y del tipo de combustible.
Proy
ecto
s de
Bio
mas
a
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Procesos de conversión de biomasa: Combustión directa, se utiliza para producir vapor,
el cual mueve turbinas que transfieren la energía a un generador y produce electricidad. (Calderas)
Procesos termo-químicos, convierten la biomasa en productos de mas alta valor, con una densidad y poder calorífico mayor para producir electricidad. (Carbón vegetal y gasificación)
Procesos bioquímicos, utilizan las características bioquímicas de la biomasa y la acción metabólica de organismos microbiales para producir combustibles gaseosos o líquidos. (Recuperación de gas en rellenos sanitarios) Pr
oyec
tos
de B
iom
asa
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Proy
ecto
s de
Bio
mas
a
Procesos de conversión y formas de energía obtenidas a partir de la
biomasa
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Configuraciones:
Generación de energía: Plantaciones energéticas.
Generación de energía y calor: Cogeneración
Combustión directa: Calderas Conversión termoquímica:
Gasificación, pirolisis, y digestión anaerobia.
Proy
ecto
s de
Bio
mas
a
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Proy
ecto
s de
Bio
mas
a
Componentes de un Proyecto de Biomasa
Combustión directa Gasificación
• Dosificador• Caldera• Generador • Transformador • Deposito de cenizas• Filtro
• Gasificador• Filtro de gas y enfriador• Turbina de gas o motor
Stirling• Generador
1
2
3 4
5
6
7
Componentes:
1. Dosificador2. Caldera3. Generador 4. Transformador 5. Acceso a red eléctrica6. Deposito de cenizas7. Filtro
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Generación de energía de biomasa por Combustión Directa
CONFIGURACIONES
Planta de aprovechamiento de biogás a partir de residuos sólidos urbanos
(Badajoz, España)
Planta de combustión directa a partir de desechos de la industria azucarera
(Honduras)
Costo de generación (US$/kWh)*
Inversión(US$/kW)*
0.0431 – 0.1183 200 – 1,200
Tiempo estimado de desarrolloPre inversión Construcción 12-24 meses 1 año
* Fuente: Proyecto ARECA, 2009
ASPECTOS ECONÓMICOSPr
oyec
tos de
Bi
omas
a
CONSIDERACIONES RELEVANTES
Los proyectos de biomasa dependen de la disponibilidad de combustible, entre mas estable es el suministro mejor es la capacidad de aportar potencia firme a la red durante todo el año → los largos periodos de producción se asocian con la época de cosecha de productos agrícolas (azúcar, café y arroz).
El impacto ambiental de esta tecnología es percibido de manera diferente si se trata de proyectos que aprovechan residuos o del cultivo de plantaciones energéticas, este ultimo caso acarrea también impactos sociales como la presión sobre nuevas tierras y el desplazamiento de cultivos alimenticios.
Proy
ecto
s de
Bio
mas
a
PROYECTOS DE ENERGÍA SOLAR
FOTOVOLTAICA
Generación de energía a partir de la radiación del sol.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Descripción: La energía solar fotovoltaica es aquella que se obtiene por
medio de la transformación directa de la energía del sol en energía eléctrica.
Los sistemas fotovoltaicos convierten la luz solar en corriente eléctrica directa mediante celdas solares integradas en un modulo fotovoltaico (panel solar), la electricidad es transferida a baterías para su almacenamiento y a diversos componentes para su aprovechamiento.
Dimensiones usuales: Sistemas modulares, cada modulo tiene capacidad entre
10 y 100 Watts. Los sistemas tipicos comercializados en la región tienen
capacidades desde menos de 100 Watts hasta 500 Watts.Proy
ecto
s de
en
ergí
a so
lar
Foto
volt
aica
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Configuraciones:
Corriente directa o con inversor para aplicaciones en corriente alterna.
Sistemas híbridos Fotovoltaico-eólico Fotovoltaico con respaldo de diesel
Proy
ecto
s de
en
ergí
a so
lar
Foto
volt
aica
CONFIGURACIONES
Sistema hibrido fotovoltaico-eólicoSistema solar fotovoltaico de corriente directa
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Componentes:
1. Modulo fotovoltaico2. Controlador de carga3. Batería4. Inversor5. Aplicaciones
1
2
3
45
Generación de energía solar fotovoltaica
Costo de generación (US$/kWh)
Inversión(US$/Watt)*
El costo de operación mas relevante para esta tecnología
es la sustitución de componentes (batería)
Superior a US$ 10 Gen Distr. US$ 5
Tiempo estimado de desarrolloPre inversión Construcción
1-6 meses (incluyendo diseño) Menor a 1 mes, si hay equipo en inventario
* El uso de la unidad Watt en lugar de kW se debe a la baja capacidad de generación por unidad de esta tecnología.
ASPECTOS ECONÓMICOSPr
oyec
tos
de
ener
gía
sola
r Fo
tovo
ltai
ca
CONSIDERACIONES RELEVANTES El alto costo de esta tecnología la hace poco
competitiva en lugares donde hay acceso a una red eléctrica confiable.
En lugares remotos los esquemas de crédito pueden hacer que la tecnología sea accesible a costos comparable con el porcentaje de ingreso familiar que ya esta siendo invertido en servicios de energía de menor calidad (candelas, kerosene para iluminación y baterías)
En los últimos años se ha comenzado a gestionar en la región sistemas de generación distribuida que permita a los usuarios de la red eléctrica instalar sistemas fotovoltaicos en sus viviendas y negociar con las empresas distribuidoras la venta o el canje de esta energía.
Proy
ecto
s de
en
ergí
a so
lar
Foto
volt
aica
BIBLIOGRAFÍA Centroamérica: Estadísticas del Subsector Eléctrico. CEPAL Sede Regional,
México. Noviembre 2010. Financing Renewable Energy Projects, A Guide for Developers. Fieldstone
Private Group Ltd , Department of Trade and Industry. February 2000. Clean Energy Project Analysis. RETScreen International, Minister of Natural
Resources Canada. Septiembre 2005. Análisis del Mercado Centroamericano de Energía Renovable. Pampagrass,
Proyecto ARECA, BCIE. 2009 Guía Para el Desarrollo de Proyectos de Energía Renovable. Pampagrass,
Proyecto ARECA, BCIE. Enero 2010. Análisis Comparativo del Marco Regulatorio, Incentivos y Sistema Tarifario de
Precios Existentes para la Compra/Generación de Electricidad de Plantas de Energía Renovables en Centroamérica y Panamá. Geo Ingeniería, Proyecto ARECA, BCIE. 2011.
Manuales sobre Energía Renovable. BUN-CA. Septiembre 2002. Mecanismo de Desarrollo Limpio, conceptos básicos, SNV-SERNA, 2009 Participación de la sociedad civil en los procesos de EIA en Centroamérica.
CCAD-UICN. 2007 Advanced Renewable Energy Project Finance and Analysis. Infocast Business
Intelligence. 2011.
Top Related