Evaluación técnico-económica de pequeñas turbinas eólicas en localidades de poco potencial eólico

Article Sidebar

PDF (Español (España)) HTML (Español (España)) EPUB (Español (España)) XML (Español (España))
Publicado: may. 12, 2021
Palavras-chave:
turbinas eólicas, factibilidad técnico-económica, emisiones GEI

Main Article Content

Yamir Sánchez-Torres
Universidad Tecnológica de La Habana José A. Echeverría
Pedro A. Rodríguez-Ramos
Universidad Tecnológica de La Habana José A. Echeverría

Resumo

En Cuba el 95,0% de la generación eléctrica proviene de combustibles fósiles. Por ello es necesario invertir en fuentes energéticas amigables con el entorno, que mitiguen las emisiones de gases de efecto invernadero. A su vez la Isla de la Juventud pertenece al territorio cubano, pero está geográficamente separada del mismo, contando con su propio sistema electro-energético, que demanda un trasiego marítimo diario de combustible. El potencial eólico de la isla es bajo, con una velocidad media del viento de 3,5 m/s en la región estudiada. En Cuba se han realizado muy pocos proyectos para estudiar la factibilidad de la implementación de pequeños aerogeneradores en la generación eléctrica. El objetivo de este trabajo es evaluar la factibilidad técnico-económica de la implementación de la turbina eólica Zefir D7-P5 de 5,0 kW a 20,0 m de altura, como la mejor opción entre un grupo de 7 pequeñas turbinas de 5,0 kW comparadas. Se debe cubrir la demanda energética de 22 viviendas (media 180,0 kWh/mes) en la comunidad de San Pedro. Los datos de velocidad del viento fueron tratados estadísticamente mediante la distribución de Weibull. Los resultados muestran una energía producida anual de 9,56 MWh y un Costo Nivelado de la Energía de 0.53 US$/kWh. Se verifica el ahorro de 96,10 barriles de crudo y se dejan de emitir 47,50 t CO2e anuales con su implementación.

Article Details

Como Citar
Sánchez-Torres, Y., & Rodríguez-Ramos, P. A. (2021). Evaluación técnico-económica de pequeñas turbinas eólicas en localidades de poco potencial eólico. Ingeniería Agrícola, 11(3). Obtido de https://revistas.unah.edu.cu/index.php/IAgric/article/view/1395
Edição
Vol. 11 N.º 3 (2021): julio-agosto-septiembre
Secção
Artículos Originales

Aquellos autores/as que tengan publicaciones con esta revista, aceptan los términos siguientes:

  1. Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cuál estará simultáneamente sujeto a la Licencia de reconocimiento-no comercial de Creative Commons 4.0 que permite a terceros compartir la obra siempre que se indique su autor y su primera publicación esta revista. Bajo esta licencia el autor será libre de:
  • Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
  • Adaptar — remezclar, transformar y crear a partir del material
  • El licenciador no puede revocar estas libertades mientras cumpla con los términos de la licencia

Bajo las siguientes condiciones:

  • Reconocimiento — Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace.
  • NoComercial — No puede utilizar el material para una finalidad comercial.
  • No hay restricciones adicionales — No puede aplicar términos legales o medidas tecnológicas que legalmente restrinjan realizar aquello que la licencia permite.
  1. Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.
  2. Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos telemáticos institucionales o en su página web) antes y durante el proceso de envío, lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).

Referências

ÁLVAREZ, E.L.; BORRAJERO, M.I.: “Caracterización de la marcha anual de fenómenos meteorológicos en Cuba, clasificados según el código de tiempo presente”, Revista Cubana de Meteorología, 22(1): 23-25, 2016, ISSN: 0864-151X.

ANUARIO DEMOGRÁFICO DE CUBA: Centro de Estudios de Población y Desarrollo, Inst. CEPDE, ONEI, La Habana, Cuba, 2018.

BATTISTI, L.; BENINI, E.; BRIGHENTI, A.; DELL’ANNA, S.; CASTELLI, M.R.: “Small wind turbine effectiveness in the urban environment”, Renewable energy, 129: 102-113, 2018, ISSN: 0960-1481, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2018.05.062.

BIDAOUI, H.; EL ABBASSI, I.; EL BOUARDI, A.; DARCHERIF, A.: “Wind speed data analysis using Weibull and Rayleigh distribution functions, case study: five cities northern Morocco”, Procedia Manufacturing, 32: 786-793, 2019, ISSN: 2351-9789, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.promfg.2019.02.286.

BROWN, M.O.; MÉNDEZ, J.N.; BERNAL, E.M.: “Evaluación de un sistema de micro irrigación accionado por energía eólica”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(1): 13-21, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.

BRUCK, M.; SANDBORN, P.; GOUDARZI, N.: “A Levelized Cost of Energy (LCOE) model for wind farms that include Power Purchase Agreements (PPAs)”, Renewable Energy, 122: 131-139, 2018, ISSN: 0960-1481, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2017.12.100.

CISNEROS, Z.E.; VENERO, D.Y.; PLACERES, M.Z.; GONZÁLEZ, B.F.: “El viento y su influencia en los parámetros de calidad del riego”, Revista Ingeniería Agrícola, 9(4): 27-35, 2019, ISSN: 2306-1545, e-ISSN: 2227-8761.

DAWAR, I.; DUTTA, A.; BOURI, E.; SAEED, T.: “Crude oil prices and clean energy stock indices: Lagged and asymmetric effects with quantile regression”, Renewable Energy, 163: 288-299, 2021, ISSN: 0960-1481, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2020.08.162.

DUDLEY, B.: BP Statistical Review of World Energy 2019., Ed. British Petroleum Statistical Review of World Energy, Bplc. editor, Pureprint Group Limited, UK.; 2019. ed., 1 St James’s Square, London SW1Y 4PD, UK, 2019.

ESCUDERO, A.L.; MONTEJO, B.I.: “Caracterización de la marcha anual de fenómenos meteorológicos en Cuba, clasificados según el código de tiempo presente”, Revista Cubana de Meteorología, 22(1): 3-25, 2016, ISSN: 2664-0880.

EUROPEAN COMMISSION IEEP: Catalogue of European urban wind turbine manufacturers, European Commission IEEP, 2016.

FERNÁNDEZ, H.K.; FUENTES, E.I.; FAJARDO, N.D.: “Revisión de los parámetros técnico-operacionales del riego de plantaciones citrícolas con máquinas de pivote central”, Revista Ingeniería Agrícola, 8(2): 28-34, 2018, ISSN: 2306-1545, e-ISSN: 2227-8761.

HERMANN, J.W.: Introduction to Wind Energy Systems: Basics, Technology and Operation, Ed. Springer, 2009, ISBN: 978-3-319-68804- 6.

HOSSEINALIZADEH, R.; RAFIEI, S.E.; ALAVIJEH, A.S.; GHADERI, S.F.: “Economic analysis of small wind turbines in residential energy sector in Iran”, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 20: 58-71, 2017, ISSN: 2213-1388, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.seta.2017.02.018.

KAPICA, J.: “Comparison of Wind Turbine Energy Production Models for Rural Applications”, Teka Commission of motorization and energetics in agriculture, 14(3): 37-42, 2014, ISSN: 1641-7739.

KARCZEWSKI, M.; BASZCZYNSKI, P.; WIKLAK, P.: “Economic analysis of small wind turbines”, Journal of Machine Engineering, 17: 112-123, 2017, ISSN: 1895-7595.

LAGUARDIA, M.J.: “Cambio climático: efectos y acciones de cooperación en las pequeñas islas del Caribe/Climate Change: Effects and Cooperation Actions in the Small Islands of the Caribbean”, Estudios del Desarrollo Social: Cuba y América Latina, 5(3): 48-67, 2017, ISSN: 2308-0132.

OKOKPUJIE, I.; OKONKWO, U.; BOLU, C.; OHUNAKIN, O.; AGBOOLA, M.; ATAYERO, A.: “Implementation of multi-criteria decision method for selection of suitable material for development of horizontal wind turbine blade for sustainable energy generation”, Heliyon, 6(1): 31-42, 2020, ISSN: 2405-8440, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e03142.

PANFIL, M.; WHITTLE, D.; SILVERMAN, R.K.: “What’s next for Cuba’s electricity sector?”, The Electricity Journal, 30(8): 38-44, 2017, ISSN: 1040-6190, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.tej.2017.09.006.

RODRIGUEZ, H.O.; MARTINEZ, M.; LÓPEZ, V.C.: “Techno-Economic Feasibility Study of Small Wind Turbines in the Valley of Mexico Metropolitan Area”, Energies, 12: 890, 2019, DOI: https://dx.doi.org/10.3390/en12050890.

SAGASTUME, G.A.; CABELLO, E.J.; VANDECASTEELE, C.; HENS, L.: “Data supporting the assessment of biomass based electricity and reduced GHG emissions in Cuba”, Data in Brief, 17: 716-723, 2018, ISSN: 2352-3409, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.11.209.

SALDARRIAGA, L.J.D.; VILLADA, F.; PÉREZ, J.F.: “Análisis de Costos Nivelados de Electricidad de Plantas de Cogeneración usando Biomasa Forestal en el Departamento de Antioquia, Colombia”, Información tecnológica, 30(1): 63-74, 2019, ISSN: 0718-0764, DOI: https://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642019000100063.

SAUNDERS, V.A.: Actualidad de la Energía Eólica, Inst. Cubaenergía, Report No.: VE-IIIC-ed.01, Calle 20 No. 4111 entre 18a y 47, Miramar, Playa, La Habana, Cuba, 2015.

SOLER, T.E.; BORREGO, D.R.; SÁNCHEZ, S.L.M.: “Evaluación del Potencial Eólico a 20 metros de altura en la Isla de la Juventud, Cuba”, Ciencias de la Tierra y el Espacio, 18(1): 45-58, 2017, ISSN: 1729-3790.

SOLTURA, R.; ROQUE, A.; RIVERO, I.; WALLO, A.; BÁEZ, R.; VÁZQUEZ, R.; RIVERO, R.; AYALA, L.; RODRÍGUEZ, G.; CARRASCO, H.: “Primera edición del Mapa de Potencial Eólico de Cuba”, Revista Ecosolar, 21(6): 8-26, 2007, ISSN: 1023-6004.

SOTO, C.M.A.; VILARAGUT, L.M.; CASTRO, F.M.: “Análisis de las centrales fotovoltaicas instaladas en el sistema eléctrico aislado de la Isla de la Juventud”, En: Congreso Internacional de Alta Tensión y Aislamiento Eléctrico, ALTAE 2017, Congreso Internacional de Alta Tensión y Aislamiento Eléctrico, ALTAE 2017, La Habana, Cuba, 2017.

TRAN, T.T.; SMITH, A.D.: “Incorporating performance-based global sensitivity and uncertainty analysis into LCOE calculations for emerging renewable energy technologies”, Applied energy, 216: 157-171, 2018, ISSN: 0306-2619, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.02.024.

TURTÓS, C.L.; MENESES, R.E.; SÁNCHEZ, G.M.: “Assessment of the impacts on health due to the emissions of Cuban power plants that use fossil fuel oils with high content of sulfur. Estimation of external costs”, Atmospheric Environment, 41(10): 2202-2213, 2007, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.10.062.

VÁZQUEZ, H.C.; SERRANO, G.J.; FERNÁNDEZ, B.R.: “New method to assess the long-term role of wind energy generation in reduction of CO2 emissions–case study of the European union”, Journal of Cleaner Production, 207: 1099-1111, 2019, ISSN: 0959-6526, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.09.249.

VÁZQUEZ, L.; LUUKKANEN, J.; KAISTI, H.; KÄKÖNEN, M.; MAJANNE, Y.: “Decomposition analysis of Cuban energy production and use: Analysis of energy transformation for sustainability”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 49: 638-645, 2015, ISSN: 1364-0321, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2015.04.156.

VÁZQUEZ, L.; MAJANNE, Y.; CASTRO, M.; LUUKKANEN, J.; HOHMEYER, O.; VILARAGUT, M.; DÍAZ, D.: “Energy System Planning towards Renewable Power System: Energy Matrix Change in Cuba by 2030”, IFAC-PapersOnLine, 51(28): 522-527, 2018, ISSN: 2405-8963, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.11.756.

YILMAZ, U.; BALO, F.; SUA, L.: “Simulation Framework for Wind Energy Attributes with WAsP”, Procedia Computer Science, 158: 458-465, 2019, ISSN: 1877-0509, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.procs.2019.09.076.

YU, Y.; LI, H.; CHE, Y.: “The price evolution of wind turbines in China: A study based on the modified multi-factor learning curve”, Renewable Energy, 103: 522-536, 2017, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2016.11.056.