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Esta investigación tuvo como objetivo determinar la producción de energía eólica en el Ecuador, de acuerdo a la generación de la energía eólica producida en el estado ecuatoriano, permite conocer el nivel de seguridad para el suministro de energía eléctrica; por medio que se garantiza el abastecimiento del consumo para las diferentes actividades requeridas por la sociedad. El desarrollo de la matriz eléctrica se basa en la accesibilidad a las diferentes fuentes, siempre y cuando se cuente con un adecuado nivel de disponibilidad del estado. Sin embargo, en cualquier país existen momentos, políticos, económicos y ambientales que determinan la manera tácita el nivel de seguridad energética. Mientras tanto las comunidades rurales sin acceso a la electricidad satisfacen sus necesidades de iluminación y comunicaciones sociales con fuentes alternativas. Todos los estudios han demostrado que los ingresos de los generadores de energía eólica disminuyen el costo en el mercado con el aumento de su despliegue; esta caída de valor se observa principalmente en los estados donde la principal fuente de energía es la térmica. Los modeladores de sistemas de energía requieren serie de tiempos de alta resolución de la producción de energía eólica, como su variable y la naturaleza impredecible planta desafíos cada vez mayores para el sistema de electricidad del mundo. El Ecuador y el continente requiere de soluciones para conservar sus recursos naturales agotable existente y una de ella es sustituir la producción de energía que actualmente se utiliza fuentes no renovables por las fuentes inagotables o renovables.
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Producción de energía eólica en Ecuador
Wind energy production in Ecuador
Ángel Germán Párraga Palacios.
1
, Sney Alexander Intriago Rodríguez.
2
, Evelyn Denisse
Velasco Fuentes.
3
Victoria Mariuxi Cedeño Quinto.
4
Néstor Lizardo Murillo Párraga
5
&
Freddy Eli Zambrano Gavilanes.
6
Recibido: 02-04-2019 / Revisado: 15-05-2019 /Aceptado: 16-06-2019/ Publicado: 05-07-2019
Abstract. DOI: https://doi.org/10.33262/cienciadigital.v3i3.610
The purpose of this investigation was to determine the production of wind energy in
Ecuador, according to the generation of wind energy produced in the Ecuadorian state,
it allows to know the level of security for the supply of electricity; by means of which
the supply of consumption is guaranteed for the different activities required by society.
The development of the electrical matrix is based on the accessibility to different
sources, as long as there is an adequate level of availability of the state. However, in
any country there are political, economic and environmental moments that determine
the level of energy security tacitly. Meanwhile, rural communities without access to
electricity meet their lighting and social communication needs with alternative sources.
All the studies have shown that the income of the wind power generators decreases the
cost in the market with the increase of its deployment; This fall in value is observed
mainly in the states where the main source of energy is thermal. The modelers of energy
systems require a series of high-resolution times of wind energy production, as their
variable and unpredictable nature plant increasing challenges for the world's electricity
1
Universidad Técnica de Manabí, Instituto de Posgrado, Facultad de Ingeniería Agrícola, Portoviejo, Ecuador.
anger_94@hotmail.com
2
Universidad Técnica de Manabí, Instituto de Posgrado, Facultad de Ingeniería Agrícola, Portoviejo,
Ecuador. sneyintriag@hotmail.com
3
Universidad Técnica de Manabí, Instituto de Posgrado, Facultad de Ingeniería Agrícola, Portoviejo, Ecuador.
evedvf@hotmail.com
4
Universidad Técnica de Manabí, Instituto de Posgrado, Facultad de Ingeniería Agrícola, Portoviejo, Ecuador.
vcedenoregion5@gmail.com
5
Universidad Técnica de Manabí, Instituto de Posgrado, Facultad de Ingeniería Agrícola, Portoviejo, Ecuador.
nestor-yankees@hotmail.com
6
Universidad Técnica de Manabí, Facultad de Ingeniería Agronómica, Portoviejo, Ecuador.
freddyzg_86@hotmail.com/ fezambrano@utm.edu.ec
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system. Ecuador and the continent require solutions to conserve their existing
exhaustionable natural resources and one of them is to replace the production of energy
that currently uses non-renewable sources by inexhaustible or renewable sources.
Keywords: Renewable Energy, Natural Resources, Wind Turbines, Electricity.
Resumen.
Esta investigación tuvo como objetivo determinar la producción de energía eólica en
el Ecuador, de acuerdo a la generación de la energía eólica producida en el estado
ecuatoriano, permite conocer el nivel de seguridad para el suministro de energía
eléctrica; por medio que se garantiza el abastecimiento del consumo para las diferentes
actividades requeridas por la sociedad. El desarrollo de la matriz eléctrica se basa en la
accesibilidad a las diferentes fuentes, siempre y cuando se cuente con un adecuado
nivel de disponibilidad del estado. Sin embargo, en cualquier país existen momentos,
políticos, económicos y ambientales que determinan la manera tácita el nivel de
seguridad energética. Mientras tanto las comunidades rurales sin acceso a la
electricidad satisfacen sus necesidades de iluminación y comunicaciones sociales con
fuentes alternativas. Todos los estudios han demostrado que los ingresos de los
generadores de energía eólica disminuyen el costo en el mercado con el aumento de su
despliegue; esta caída de valor se observa principalmente en los estados donde la
principal fuente de energía es la térmica. Los modeladores de sistemas de energía
requieren serie de tiempos de alta resolución de la producción de energía eólica, como
su variable y la naturaleza impredecible planta desafíos cada vez mayores para el
sistema de electricidad del mundo. El Ecuador y el continente requiere de soluciones
para conservar sus recursos naturales agotable existente y una de ella es sustituir la
producción de energía que actualmente se utiliza fuentes no renovables por las fuentes
inagotables o renovables.
Palabras claves: Energía Renovable, Recursos Naturales, Aerogeneradores,
Electricidad.
Introducción.
Las fuentes de energía, se clasifican como renovables y no renovables (Staffell y Pfenninger,
2016). Entre las primeras se encuentra la energía eólica, hidráulica, geotérmica, mareomotriz,
solar y las energías de la biomasa (bioetanol, combustión directa de biomasa leñosa,
combustión con gasificación, la pirolisis y la producción de gas por biodigestión anaeróbica).
Dentro de las energías no renovables se encuentra el petróleo, el gas natural y la energía
nuclear; siendo el petróleo la principal fuente de energía (Vázquez, y Dacosta, 2007).
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Las energías renovables ofrecen la posibilidad de generar electricidad y calor prácticamente
sin emisiones, a bajos precios de operación y de manera sustentable, en conjunto con esto,
cada país tiene un lógico interés aprovechar sus recursos renovables locales; en el caso de
Noruega y de Brasil, debido a su topografía favorable, suministraron respectivamente el 96%
y el 84% de la demanda doméstica con energía hidráulica en el 2009, mientras que España
ha evolucionado como uno de los países líderes en las áreas de energía solar y eólica (Corral,
et al., 2016).
La sostenibilidad del suministro de energía del mundo depende fuertemente de la exitosa
integración de fuentes renovables. Fuentes de energía renovable variables (FERV) como la
energía eólica y solar energía, prometen ser elementos clave en futuros sistemas de energía.
En orden para entender y diseñar los futuros sistemas energéticos con cuotas dominantes de
FERV, es necesario que dejar que el clima decida (Ackermann, 2005).
El inicio de la generación de energía eléctrica tuvo su inicio en Ecuador en el año 1897
cuando llegaron generadores desde el país vecino Perú, los cuales fueron llevados hasta Loja,
pero no fue hasta dos años más tardes (1 de abril 1899) que la ciudad tuviera sus calles
alumbradas, 76 años más tarde en 1973, se constituye la Regional del Sur S.A. EERSSA.
Desde el periodo de 1897 a 1961 fue el periodo de privatización y la municipalización de la
energía que fue donde el Sector Eléctrico (SE) pasó a manos de los municipios (Centeno et
al., 2018; Oscullo y Romero 2018). Debido a una mala administración surge el Instituto
Ecuatoriano de Electrificación (INECEL) el 23 de mayo de 1961, como institución Pública
del Manejo del SE, según la Ley Básica de electrificación (LBE), fue la entidad encargada
de Planificar, construir, operar y regular la aprobación de tarifas eléctricas, además fue
accionista mayoritario de casi todas las empresas encargadas de distribuir la energía eléctrica
en el país, excepto EMELEC, ELECTROQUIL y ELECRO QUITO (Aldana, 2018).
La participación de las energías renovables en la matriz energética del Ecuador considera los
siguientes aspectos; generación de electricidad, a través del aprovechamiento de recursos
naturales en proyectos hidroeléctricos, eólicos, biomasa (co-generación) y solares
(fotovoltaicos); la obtención de gas combustible (biogás), utiliza residuos orgánicos
producidos por la agroindustria; el uso de biocombustibles para el transporte, a través de la
sustitución parcial del consumo de la gasolina extra con etanol (proyecto piloto en la ciudad
de Guayaquil); d) calentamiento de agua con energía solar, para reemplazar el uso de
electricidad o de gas licuado de petróleo (Álvarez, et al., 2016).
En Ecuador, estudios realizados por Centeno et al. (2018), manifiestan que la actualidad el
ecosistema es el más afectado con el sistema de generación eléctrica existente en el país,
convirtiendo entonces el tema de la energía, es un sector estratégico para el gobierno
ecuatoriano. Para modificar el tema de generación eléctrica, se han desarrollado varios
proyectos, hidráulicos fundamentalmente, entre los que se destacan coca codo Sinclair,
Manduriacu, Minas San Francisco, Quijos, entre otros.
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De acuerdo al Ministerio de Electricidad y Energía Renovable - MEER, la energía eólica en
el Ecuador, está siendo aprovechada en la Isla San Cristóbal con una capacidad de 2,4 MW.
Así mismo en la provincia de Loja, en el cerro Villonaco, con una potencia instalada de 16,5
MW. Además del proyecto recientemente inaugurado en la Isla Baltra con una capacidad de
2,25 MW. A través del MEER, gracias a los últimos veinte años de progreso tecnológico,
han desarrollado el “Atlas Eólico del Ecuador”, el cual se ha elaborado mediante mapeo
satelital, y permite conocer las zonas potenciales para el aprovechamiento energético en el
Ecuador. Esta información constituye un valioso aporte para los sectores productivos público
y privado del país con la finalidad de promover la inversión e investigación en el uso de la
energía eólica como fuente energética renovable y no contaminante (Reyes et al., 2016).
Así el presente trabajo de revisión de literatura tiene la finalidad dar a conocer como el
desarrollo de la producción de energía eólica en el Ecuador.
A. Marco legal en el Ecuador
Para establecer el marco legal e institucional de las energías renovables en el Ecuador es
necesario mencionar la política nacional bajo la cual se desarrollan los recursos energéticos,
que tienen como su origen la Constitución de la República (República del Ecuador, 2008),
entre sus articulados considera la promoción y uso de las energías renovables, que se
transcriben a continuación:
“Artículo 15.- El Estado promueve en el sector público y privado, el uso de tecnologías
ambientalmente limpias y de energías alternativas no contaminantes y de bajo impacto. La
soberanía energética no se alcanza en detrimento de la soberanía alimentaria, ni afecta el
derecho al agua.”
En otros artículos de la Constitución como en el 313 se establece que “el Estado se reserva
el derecho de administrar, regular, controlar y gestionar los sectores estratégicos, de
conformidad con los principios de sostenibilidad ambiental, precaución, prevención y
eficiencia.”
El Estado promueve la eficiencia energética y el uso de las tecnologías limpias y de las
energías renovables, no afecta la soberanía alimentaria ni el equilibrio de los ecosistemas ni
el derecho al agua.
Además, el estado ejerce una política de descentralización y participativas hacia los
gobiernos autónomos para que desarrollen programas de uso racional de agua y de reducción,
reciclaje y tratamiento adecuado de desechos sólidos y líquidos (República del Ecuador,
2008). Adicionalmente, el MEER en el año 2008 elabora el documento denominado Políticas
Energéticas del Ecuador 2008 - 2010, en el que se destacan las siguientes políticas de Estado
para el desarrollo sustentable del sector energético, relacionadas con las energías renovables:
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Impulsar un modelo de desarrollo energético con tecnologías ambientalmente
amigables.
Formular y llevar adelante un Plan Energético Nacional, que defina la expansión
optimizada del sector en el marco de un desarrollo sostenible.
Promover el desarrollo sustentable de los recursos energéticos e impulsar proyectos
con fuentes de generación renovable (hidroeléctrica, geotérmica, solar y eólica) y de
nueva generación eléctrica eficiente, incluye la nuclear, excluye la generación con
base en el uso del diésel.
Reducir el consumo de combustibles en el transporte mediante la sustitución por gas
natural comprimido GNC, electricidad y la introducción de tecnologías híbridas.
Adicionalmente, se detallan las políticas para el desarrollo de biocombustibles, fomento del
biogás, e impulso y desarrollo de la energía geotérmica (República del Ecuador. Ministerio
de Electricidad y Energía Renovable, 2008).
Es por ello que el MEER como órgano rector del sector eléctrico, tiene la tarea de diversificar
las fuentes de producción de energía del país, que se hace menos dependiente del petróleo
como materia prima fundamental para lograr el cambio de la matriz energética del país,
impulsa a la ejecución de proyectos que contribuye al desarrollo de una matriz energética
sustentable basada en una proporción mayor de energías renovables. Se logra con ello
producciones más limpias.
Entre las energías no convencionales con mayor potencialidad en el Ecuador se encuentra: la
energía solar, la biomasa, la geotermia y la eólica, existen estudios y proyectos sobre el uso
de estos tipos de energías. Por supuesto que la energía hidráulica representa el aporte
fundamental a este tipo en el Ecuador.
En el año1996 se aprueba la Ley de régimen del sector eléctrico. En la misma se establece
que el Estado fomenta el desarrollo y uso de los recursos energéticos no convencionales a
través de los organismos públicos, la banca de desarrollo, las universidades y las instituciones
privadas.
En el Capítulo XI, Artículo 67 de la misma ley, se incluyen ciertas ventajas arancelarias, así
como exoneraciones del Impuesto a la Renta para incentivar la producción energética basada
en energía renovable como solar, eólica, geotérmica, biomasa, entre otras.
Esta ley determina un esquema desintegrado, tanto a nivel horizontal como vertical, en la que
permanece la mayoría de las empresas de carácter estatal y con participación privada sobre
todo en la generación.
La Tecnología de energía eólica y la investigación de fiabilidad en electrónica de potencia
ha sido realizada. Fabricantes de dispositivos electrónicos de potencia tales como
semiconductores de potencia, o condensadores han desarrollado sus modelos de fiabilidad,
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que normalmente se basan en pruebas aceleradas o de envejecimiento, y son capaces de
transferir ciertos ciclos térmicos de componentes, en la información de vida correspondiente.
Sin embargo, el mapeo correcto de un perfil de misión de convertidor en un un perfil de carga
especifica de componentes electrónicos de potencia es una tarea desafiante: por ejemplo, en
el sistema de energía eólica, varios cambios dinámicos de las velocidades del viento o de la
temperatura ambiente. (Ma, Liserre, Blaabjerg y Kerekes, T. 2015).
B. Generador Eólico
El generador eólico es un generador que convierte la energía cinética del viento en trabajo
mecánico. La curva de potencia del generador describe la relación entre la variable de entrada
de la velocidad del viento en m/s y la variable de salida de la potencia eléctrica en W, como
se muestra en el gráfico 1. La hoja de datos del generador de viento proporciona los
parámetros que se utilizan para modelar el dispositivo (Panahandeh et al., 2011).
Figura 1. Curva de potencia de un generador de 5 Kw.
Fuente: Panahandeh et al., 2011.
Existen tres factores que determinan la potencia de una turbina (Thapar et al., 2011):
La distribución del viento donde la turbina sea instalada, por tanto, se debe elegir un sitio
con un buen potencial de energía eólica. Ya que la velocidad del viento varia, incluso de
segundo a segundo, se utiliza una función de distribución de probabilidades de Weibull,
la cual describe la velocidad del viento más adecuada.
La altura de la turbina. Existen muchas relaciones que se utilizan para encontrar la
variación del viento a una altura determinada. Ya que son muy complejas, se utilizan
expresiones mucho más simples, que, aunque no son exactas, sus aproximaciones son
satisfactorias.
La curva de potencia eléctrica de salida. Esta información la genera y proporciona el
fabricante, ya que cada generador cuenta con diferente diseño y clasificación.
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Energía Eólica en el Ecuador
El desarrollo e implementación de fuentes de energía renovable mediante sistemas de
generación de energía eólica llevada a cabo por el consorcio Blue Power & Energy para
producir electricidad mediante S.A. viene a contribuir a la disminución de emisión de dióxido
de carbono y de gases de efecto invernadero generado por las fuentes de energía provenientes
de hidrocarburos. Estimando que, en la actualidad, la energía eólica es utilizada
principalmente para producir electricidad mediante aerogeneradores conectados a las grandes
redes de distribución de energía eléctrica. Los parques eólicos construidos en tierra suponen
una fuente de energía cada vez más barata y competitiva, favoreciendo a la sociedad y su
economía (Aldana et al., 2018).
En contraposición cada vez más se generaliza la utilización de las llamadas fuentes de energía
renovables que hacen uso de recursos prácticamente inagotables: la radiación solar, la fuerza
eólica, los saltos de agua, los combustibles vegetales. Las energías renovables han constituido
una parte importante de la energía utilizada por los seres humanos desde tiempos remotos,
especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. La navegación a vela, los molinos de viento
o de agua y las disposiciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son
buenos ejemplos de ello. Ya en las civilizaciones griegas y romanas, y luego en el Medioevo,
eran difundidos en Europa los molinos de viento. En la actualidad los que apoyan el uso de
las energías renovables tratan de darle un nuevo impulso a este tipo de energía
extremadamente prometedora.
También se puede obtener energía a través de los sistemas híbridos como los HRES (Sistemas
de Energía Híbridos Renovables, por sus siglas en inglés) integran dos o más generadores de
energía, y en la mayoría de los casos se utilizan generalmente fuera de la red eléctrica.
Generalmente se utiliza un generador convencional alimentado con diésel, junto con un
generador asociado a una fuente de energía renovable como; la solar, eólica, o incluso solar-
eólica. El costo inicial en los sistemas a base de energía solar o eólica son mayores que un
generador a base de diésel, sin embargo, los costos en mantenimiento y operación, se reducen
drásticamente para los sistemas de energías renovables. Los sistemas híbridos deben de llenar
el criterio de modularidad, robustez y simplicidad, además de requerir bajo mantenimiento.
Estos combinan los sistemas de fuentes alternativas junto con baterías para almacenamiento
de energía, que se utilizan para almacenaje de energía, y equipo de condicionamiento de
potencia, que se utilizan para mantener la calidad de la potencia de energía (Yamegueu et al.,
2011).
Modelos de sistemas de energía como WeSIM, Plexos y ANTARES, además de modelos de
sistemas energéticos como los tiempos, PRIMES y EnergyPLAN requieren datos externos
para representar la Contribución del viento, ya que no se puede controlar y no se envía.
Demostramos una técnica utilizando análisis sin reducción de escala y características muy
limitadas del parque eólico, que es capaz de representar muy bien la producción nacional de
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flotas En toda Europa con el uso de simples factores de corrección (Staffell y Pfenninger,
2016).
El atlas se aplica para producir 32 años de duración. Modelos horarios de energía eólica de
Dinamarca para cada histórico y futuro, año entre 1980 y 2035. Estos son calibrados y
validados contra reales datos de producción del período 2000 a 2010. El alto número de años
permite discutimos cómo varían las características de la generación eólica danesa. entre los
años meteorológicos individuales. Como ejemplo, la producción anual de energía, se
encuentra que varía en un 10% de la media. Además, mostramos cómo el cambio en el patrón
de producción a medida que las pequeñas turbinas en tierra se reemplazan gradualmente por
grandes turbinas en tierra y costa, finalmente, comparamos nuestro tiempo de energía eólica.
Series para 2020 a los datos correspondientes de un puñado de sistema energético danés
(Andresen et al., 2015).
La participación de las energías renovables en la matriz energética del Ecuador considera los
siguientes aspectos: a) generación de electricidad, a través del aprovechamiento de recursos
naturales en proyectos hidroeléctricos, eólicos, biomasa (con-generación) y solares
(fotovoltaicos); b) obtención de gas combustible (biogás), utiliza residuos orgánicos
producidos por la agroindustria; c) uso de biocombustibles para el transporte, a través de la
sustitución parcial del consumo de la gasolina extra con etanol (proyecto piloto en la ciudad
de Guayaquil); d) calentamiento de agua con energía solar, para reemplazar el uso de
electricidad o de gas licuado de petróleo (Álvarez et al., 2016).
En el Ecuador se han instalado otros 11 aerogeneradores en parque eólico Villonaco. La
puesta en marcha de los once aerogeneradores en el parque eólico Villonaco y la generación
de energías renovables integran la primera etapa del megaproyecto de entregar energía a la
comunidad, a través de energía eólica.
El siguiente paso es la construcción del Membrillo- Ducal y el Guarapamba; en el primero,
se prevé generar más de 50 megavatios; y, segundo, alrededor de 45 megavatios.
Enith Carrión, jefa de la Central Eólica, explicó que se trabaja en el perfil de la Secretaría
Nacional de Planificación (Senplades).
Existen estudios básicos de los dos proyectos eólicos a implementarse, que se refuerzan con
la exigencia de la Senplades para dar luz verde a la construcción ya sea en el 2015 o 2016.
“Es un reto para nosotros, pero creo que tenemos una gran experiencia con la construcción
del Villonaco”, dijo Enith Carrión, quien enfatizó que es un plan con características únicas a
nivel del mundo.
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Dentro de los nuevos proyectos que se involucra el Villonaco está la campaña “Ecuador
cambia contigo” de la Vicepresidencia, que tiene tres ejes: Ecuador innova, produce y piensa
verde, que se orientan al cambio de la matriz productiva.
La central energética del país está inmersa en el tercer ítem, con la misión de producir
electricidad a través del viento para aportar al cambio de la matriz y del pensamiento de los
ecuatorianos. La Corporación Eléctrica del Ecuador (Celec), tiene la visión de no solo
exportar la materia prima, sino productos con valor agregado.
En octubre de 2007 se inauguró el parque eólico de las Galápagos, en la isla San Cristóbal,
con una potencia eólica instalada de 2,4 MW y una producción anual estimada de 3,2 GWh.
Hasta el momento es el único parque eólico en funcionamiento en Ecuador. El proyecto
eólico fue financiado en un 80% por organismos internacionales, el G8 y el programa de las
Naciones Unidas para el Desarrollo (UNDP), y en un 20% por Elecgalapagos y el municipio
de San Cristóbal.
Hoy se están desarrollando dos parques eólicos. En la provincia de Loja, en un lugar con una
velocidad promedio del viento de 12 m/s, se está desarrollando el Proyecto Eólico Villonaco,
de 15 MW. Este parque eólico entrará en funcionamiento este mismo año.
El parque eólico Minas de Huascachaca, estará compuesto por 20 aerogeneradores de 1,5
MW situados a 84 kilómetros al suroeste de la ciudad de Cuenca, en un área que se extiende
por las provincias de Azuay y Loja.
La velocidad promedio del viento es de 5.9 m/s, mientras que las velocidades mayores se
registran entre julio y septiembre. El área del proyecto se encuentra a unos 1.100 metros
sobre el nivel del mar.
El diseño definitivo debiera quedar terminado en octubre. La electricidad generada se
despachará a la red nacional a través de una subestación operada por Empresa Eléctrica
Regional Centro Sur.
En la provincia de Imbabura existe un proyecto para instalar un parque eólico en la parroquia
Salinas, con el respaldo de la Empresa Eléctrica Regional Norte y la empresa operadora
electro viento, quienes ya cuentan con los estudios de viabilidad, conexión eléctrica e impacto
ambiental definitivo. El proyecto supondrá una inversión de 22 millones de dólares y tendrá
una potencia eólica inicial de 10 MW. Este parque eólico estará en funcionamiento este año.
La capacidad eólica instalada en Ecuador llegará a 27,4 MW a finales de este año,
superando a varios países latinoamericanos. El objetivo del gobierno es alcanzar los 200 MW
en un plazo de 5 años.
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Conclusiones.
Las políticas sobre las energías renovables en el Ecuador establecen los requisitos básicos
y las condiciones preferentes para la producción de este tipo de energías no
convencionales en el sector eléctrico ecuatoriano.
El estado ecuatoriano promueve al sector público y privado al uso de tecnologías
ambientales limpias y de energías alternativas no contaminantes de bajo impacto y la
eficiencia energética a todo nivel a través de sus políticas de estado.
Los proyectos eléctricos que usan energías renovables van a evitar que se expulse al
medio ambiente millones de tonelada de CO2 por año.
En la actualidad casi toda la población del estado ecuatoriano cuenta con acceso a la
electricidad, lo que convierte a Ecuador líder energético en América Latina.
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areas. Renewable energy, 36(6), 1780-1787.
ISSN: 2602-8085
Vol. 3, N°3, p. 22-32, julio - septiembre, 2019
HERRAMIENTAS TECNOLÓGICAS Página 33
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PARA CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.
Párraga Palacios, Ángel, Intriago Rodríguez, S., Velasco Fuentes., E., Cedeño Quinto, V., Cedeño
Quinto, V., Murillo Párraga, N., & Zambrano Gavilanes, F. (2019). Producción de energía eólica en
Ecuador. Ciencia Digital, 3(3), 22-32. https://doi.org/10.33262/cienciadigital.v3i3.610
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... En octubre de 2007 se inauguró el parque eólico de las Galápagos, en la isla San Cristóbal, con una potencia eólica instalada de 2,4 MW y una producción anual estimada de 3,2 GWh [20]. El Parque Eólico se encuentra ubicado en el Cerro El Tropezón, constituido por tres aerogeneradores de 800 kW [21]. ...
... El proyecto eólico fue financiado en un 80% por organismos internacionales, el G8 y el programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (UNDP), y en un 20% por Elecgalápagos y el municipio de San Cristóbal [20]. ...
... Por otra parte, la(s) bomba(s) contemplada(s) tiene(n) su correspondiente ecuación característica como lo indica (20), donde N es el término que representa al número de bombas en serie para el sistema, sin embargo (20) es válida únicamente cuando las bombas en serie tienen las mismas características técnicas. ...
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Resumen: Este documento expone una investigación que tiene como objetivo aportar a la mitigación del cambio climático, además de buscar autonomía energética basándose en Energías Renovables. Por tal motivo esta investigación evalúa la prefactibilidad de un sistema de almacenamiento de energía renovable basado en bombeo de agua en la isla San Cristóbal - Galápagos, donde se tiene una fuente de energía almacenada debido a la diferencia de nivel disponible en la laguna El Junco. Se realizan los cálculos en base a la curva de demanda de la isla durante el año 2018, contando con que se desea cubrir el pico de dicha demanda de energía de la noche que se encuentra entre las 16h00 y las 22h00. Se calculan los tanques de almacenamiento de acuerdo al volumen requerido además de las características que deben tener los generadores de energía. Para el retorno del agua usada en la generación se calcula un sistema de bombeo en base a la energía obtenida por medio del recurso eólico de San Cristóbal, mismo que corresponde a 3 aerogeneradores de los cuales se analiza su curva de potencia, y junto con la velocidad promedio del viento por hora durante el año 2018, se obtiene la energía entregada por los aerogeneradores para realizar el bombeo requerido, además de las características de las bombas. Los resultados muestran que la propuesta es viable en vista de que se cubre la demanda del pico de la noche, considerando que la energía usada es netamente renovable.
... Los sistemas de producción de energía son tecnologías y procesos destinados a generar electricidad a partir de diversas fuentes. Estos sistemas pueden aprovechar recursos renovables, como la energía solar, eólica o hidráulica, así como fuentes no renovables, como el carbón, el gas natural o la energía nuclear (Palacios et al., 2019). Su objetivo principal es satisfacer la creciente demanda de energía de manera eficiente y sostenible, adaptándose a las condiciones y necesidades de cada entorno. ...
Thesis
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El estudio se centra en la viabilidad técnica, económica y ambiental de implementar sistemas fotovoltaicos independientes, tomando como caso de estudio los hogares urbanos del sector residencial de Guayaquil, que presentan el consumo promedio más alto del país con 251 kWh/mes. Los resultados muestran que un sistema fotovoltaico de 3.1 kWp es capaz de cubrir el 100% de la demanda energética anual promedio de un hogar, generando incluso excedentes significativos de energía. Además, se comprueba que el costo energético disminuye considerablemente, logrando una relación costo – beneficio favorable y un periodo de recuperación aproximado de 5 años. Este estudio concluye que los sistemas fotovoltaicos representan una solución sostenible y económicamente viable para mejorar la eficiencia energética en el sector residencial, proponiendo su integración en viviendas unifamiliares como parte de la transición hacia una matriz energética más limpia en Ecuador
... Esta energía es físicamente idéntica a la potencia P (López, 2012 Este enfoque en el desarrollo de la energía eólica en las Islas Galápagos refleja el compromiso del Ecuador con la conservación del medio ambiente y la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles. La inversión en energía eólica en esta región insular única tiene un impacto significativo en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y promueve la autosuficiencia energética a través de fuentes renovables (Palacios, Rodríguez, Quinto, Párraga, y Gavilanes, 2019 En el año 2009, se emprendió el proyecto de crear el atlas eólico de Ecuador, con el propósito de ponerlo a disposición del público a través del sitio web del Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER). A pesar de la falta de una herramienta de evaluación del potencial eólico, se tienen planes para desarrollar proyectos de energía eólica en áreas donde existen registros históricos de vientos consistentes, se han llevado a cabo estudios de viabilidad y solo se requiere financiamiento para su realización (Barragán, 2014 ...
Thesis
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El objetivo de este estudio fue demostrar la viabilidad de usar el recurso eólico para producción de energía a nivel urbano. La investigación fue mixta, con una metodología explicativa y descriptiva. Además, tiene un enfoque transversal en un período específico. La cualitativa se utilizó la herramienta VOSviewer, y términos de búsqueda para identificar los conceptos más notables. La cuantitativa, tuvo una muestra de 102 familias participantes. Los resultados indican que la ciudad de Guayaquil tiene un recurso eólico ideal para aplicar la energía del viento con velocidades de 4.73 m/s y mediante la matriz Pugh se determinó que el modelo de aerogenerador óptimo para el área urbana es el de eje vertical con movimiento axial de miniturbinas eólicas. Las conclusiones determinaron que existe potencial significativo en la generación de la energía eólica, respaldado por beneficios medioambientales y la diversificación de la matriz energética según el objetivo de desarrollo sostenible 7.
... The results of the gross power of each year of tower 2, with the three types of wind turbines, can be seen in Table 16.6. These are calculated with the rotor at 100 m high (Carta González, 2019;Párraga Palacios et al., 2019). The year 2015-2016 is the best period, meanwhile 2010 the worst. ...
Chapter
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Building information modeling (BIM) technology has a significant contribution to construction safety, such as the automated detection of possible safety hazards and the prevention of potential risks likely to occur. The technology has been implemented in the architecture, engineering, and construction (AEC) industry for decades and has recently been introduced in construction safety. The technology can bring significant benefits to safety management in accident prevention and provide valuable reference material for rescue activities. Therefore, construction safety management must understand the technology, application, and challenges for better utilizing BIM as a safety tool. With these BIM safety tools, we should hope to see a shift in how safety is handled. To overcome this gap, concerning the challenges discussed, future research should consider: (1) generalization of the enhancement of BIM's technicality and functionality, (2) the cost–benefit analysis, and (3) construction practitioners' perspective on BIM applications on the results generated from different tools. It also recommends developing a database of all uncertain identified hazards and potential control measures subject to expert validation.KeywordsBuilding information modeling (BIM)Construction safetySafety managementSafety toolsLatent Dirichlet Allocation (LDA)
... Esta energía la podemos convertir en electricidad a través de un aerogenerador generador eléctrico que utilizan una hélice para transmitir el movimiento que el viento produce en sus palas al rotor de un alternador. Es una energía renovable, limpia, que no contamina y que ayuda a reemplazar la energía producida a través de los combustibles fósiles (Palacios et al, 2019). Las principales partes de un aerogenerador lo conforman la torre; un sistema de orientación ubicado al final de la torre, en su extremo superior; un armario de acoplamiento a la red eléctrica pegado a la base de la torre; una góndola que es el armazón que cobija los componentes mecánicos del molino y que sirve de base a las palas; un eje y mando del rotor por delante de las palas; y dentro de la góndola, un freno, un multiplicador, el generador y el sistema de regulación eléctrica (Rojas, Flórez & Rico, 2018). ...
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Este artículo presenta el análisis y el procedimiento realizado para la selección de un generador eólico de Muy Baja Potencia que se requiere para el abastecimiento de energía eléctrica de una vivienda del sector rural, que se encuentra ubicado en la Provincia del Cañar – Cantón El Tambo – parroquia El Tambo. El valor de la Velocidad Media Anual del Viento para el sitio, fue tomado del ATLAS EÓLICO DEL ECUADOR. Para obtener estos resultados se adquirió el valor de la temperatura de la celda y la transmisión de calor por radiación, con un solo valor de radiación solar y una altura de flotación; pero para caracterizar su comportamiento a diferentes valores de radiación solar y diferentes valores de altura del flotador, se realizó un modelo matemático para caracterizar este fenómeno. Las curvas que caracterizan el comportamiento del fenómeno se obtuvieron programando el modelo matemático en octava GNU.
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In the last few years, Ecuador has been developing changes in the use and harnessing of energetic resources, mainly due to the greenhouse gasses emission that cause damage to the climate system and also the depletion of oil. Since 2007, the change in the energy matrix seeks to reduce the consumption of fossil fuels and migrate toward clean alternative energies that reduce environmental pollution. The purpose of the following work is to develop a characterization of the wind of Huascachaca, province of Loja, by using data obtained from a meteorological tower on the site to determine the incidence of the wind, then with the help of the software Windographer, the wind characterization is modeled and dynamized to finally estimate the optimal turbine.KeywordsWindCharacterizationEnergyRenewableGeneration
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In Ecuador, the last 40 years, the energy matrix has been based exclusively on the production of electrical energy from fossil fuels and hydroelectric resources. The development of the electrical matrix is based on the accessibility to the different energy sources when there is an adequate level of availability; therefore, wind generation allows increasing the level of security in the supply of electrical energy. To determine the generation of Huascachaca mines wind farm of 50 MW, computational tools such as the Windographer for the modeling of the wind flow, energy production and also the IBM SPSS statistics software for the short-term prediction through the classic auto-regressive statistical models, like Box and Jenkins, will be used. Elements such as the orography and topography of the terrain such as the wind at the height of the hub of the wind turbines are necessary to carry out the complete simulation of the wind farm. The main objective is determining the energy production of wind farm, using the computational tool, characterizing the wind variable and applying a short-term methodology on the timescale, to support the use of the wind resource in the country.KeywordsElectrical energyPredictionPowerWind energyWind speed
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El presente documento tiene como finalidad indagar sobre el sector eléctrico ecuatoriano (SEE), ya que este ha tenido un cambio muy diverso en el país, aparte de que los actuales documentos sobre la evolución del SE no presentan información actualizada según y hasta la presente Ley Orgánica Del Servicio Público De Energía Eléctrica (LOSPEE). Además de investigar sus orígenes, evoluciones, precios y estructuras que lo han moldeado hasta las presentes entidades que lo representan, se realizará una breve comparación con otros países. Palabras claves— empresas, tarifas, regulaciones, precios, producción de energía, servicio eléctrico. Abstract This document has a purpose on the Ecuadorian electricity sector (SEE), which has had a very different change in the country, apart from the current documents on the evolution of the SE. Organic Public Electric Power Service (LOSPEE). In addition to investigating its origins, evolutions, prices and structures that have been molded to the present, the entities that represent it, a brief comparison is made with other countries. Index Terms— companies, tariffs, regulations, prices, energy production, electric service.
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El adecuado análisis en la expansión de la generación de un país, en un determinado periodo, permite conocer el nivel de seguridad para el suministro de energía eléctrica; por medio de lo que se garantiza el abastecimiento del consumo de la misma para las diferentes actividades requeridas por la sociedad. El desarrollo de la matriz eléctrica se basa en la accesibilidad a las diferentes fuentes con fines de producción eléctrica, siempre y cuando se cuente con un adecuado nivel de disponibilidad de la tecnología de generación considerada en la planificación de la expansión del parque generador. Sin embargo, en cualquier país existen momentos, políticos, económicos y ambientales que determinan de manera tácita el nivel de seguridad energético, el cual no es determinado explícitamente en la planificación, y en la práctica es analizado considerando por lo general la dimensión técnica. Al ser el abastecimiento un tema transversal es necesario tomar en cuenta las diferentes aristas de la expansión. En el presente trabajo se muestra un análisis para el periodo 2011-2015 mediante la evolución de indicadores electro-energéticos del Sistema Nacional Interconectado (SNI) del Ecuador considerando las diferentes fuentes disponibles de producción de energía eléctrica y el consumo. Mediante un conjunto adecuadamente seleccionado de indicadores que son función de la expansión y operación de los distintos recursos de generación; lo cuales, estructurados adecuadamente y dispuestos gráficamente determinan la robustez para un sistema eléctrico, es decir, la adaptabilidad del mismo ante variaciones del entorno. Esta disposición gráfica del valor en porcentaje de cada indicador en un eje, se lo conoce como la herramienta denominada “Rosa de Robustez”; donde cada indicador a ser considerado se obtiene en base a la información disponible en documentos oficiales de las instituciones del sector energético
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Reanalysis models are rapidly gaining popularity for simulating wind power output due to their convenience and global coverage. However, they should only be relied upon once thoroughly proven. This paper reports the first international validation of reanalysis for wind energy, testing NASA's MERRA and MERRA-2 in 23 European countries. Both reanalyses suffer significant spatial bias, overestimating wind output by 50% in northwest Europe and underestimating by 30% in the Mediterranean. We derive national correction factors, and show that after calibration national hourly output can be modelled with R2 above 0.95. Our underlying data are made freely available to aid future research.
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This research work is based on improving the experimental training in Electrical Engineering course of study, in the “Eloy Alfaro” Lay University of Manabí and it has been developed with the aim to take part of teaching didactic material of the students as a support for their practical learning, taking into account for its development, not only the learning process for acquiring new knowledge, but it also brings information referring to the use of equipments for the exploitation of renewable energies, like the wind power. In the development of this work it is described the process of creation of the simulator equipment for the generation of electricity through the wind energy, and the requirements for its effective implementation; and also a handbook is described for the development of the lab practice using the elaborated equipment, containing the activities chosen as a way to bring the students to the applications that the wind energy can provide, as a source of electric generation. All this contributes to the improvement of the students´ teaching-learning process in the axis of practice and laboratory, specifically, in the area of the technology of energetic generation using the wind energy.
Article
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Biotechnology offers several options for generating renewable energy. One of these technologies consists on producing bioethanol by fermentation. Bioethanol is manly used to prepare fuel for motor vehicles. This paper presents a proposal to produce such as fuels with a hundred liters experimental fermentation pilot unit. Results derived from essays are similar, in terms of yield and productivity, to those presented by other systems, if we take into account that our unit works under non sterile conditions, which represents significant energy savings. This technology does not require specialized knowledge for its construction and it would accesible to groups of mexican farmers.
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Industrial and technological development which took place from the second half of the twentieth century has led to increasing exploitation of fossil fuels, particularly oil, a situation that is reflected in two fundamental issues: the threat of exhaustion earlier than expected of deposits and the exponential increase of environmental pollution, particularly by the emission of large amounts of greenhouse gases from industrial centers and large cities that concentrated high number of vehicles. Our planet requires solutions to preserve reserves of exhaustible natural resources and one of them is to replace energy production currently using non-renewable sources by those called inexhaustible or renewable sources. That is why it is urgent the implementation of legal regulations to regulate and implement policies that bring about the development of this type of energy, it must have the same inclusive character due to the interaction that possess it with the environment. To evaluate the legal dimension of renewable energies in Ecuador and its proper use is the objective of this work.
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Several studies have shown that the revenue of wind power generators on spot markets (‘‘market value”) diminishes with increasing deployment. This ‘‘value drop” is mostly observed in power markets that are dominated by thermal power plants, such as in Germany. This paper assesses the wind market value in power systems where hydroelectric stations with large reservoirs prevail, such as in Sweden. Due to their dispatch flexibility, such hydropower compensates for wind power output variability and thereby mitigates the wind power value drop. The market value of electricity from wind declines with penetration in both types of power systems, but it tends to decline at a slower rate if hydropower is present. This paper presents empirical evidence on the relevance of this effect derived from market data and numerical model results. Our results indicate that when moving from 0% to 30% wind penetration, hydropower mitigates the value drop by a third. As a result, 1 MWh of wind energy is worth 18% more in Sweden than in Germany. Sensitivity analyses indicate high robustness despite large parameter uncertainty: in 80% of all sensitivities, wind energy is valuable 12–29% more in Sweden than in Germany. The benefits of hydropower seem to level off at around 20% wind penetration. This suggests that the hydro flexibility is ‘‘exhausted” at this level. Low wind speed wind turbines, carbon pricing, and upgrades of hydropower generation capacity can lever the added value of hydro flexibility further. Not only is wind energy more valuable in the presence of hydropower, hydroelectricity also becomes more valuable if paired with wind power. Full text at http://www.neon-energie.de/Hirth-2016-Market-Value-Flexibility-Wind-Hydropower.pdf
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As a key component in the wind turbine system, the power electronic converter and its power semiconductors suffer from complicated power loadings related to environment, and are proven to have high failure rates. Therefore, correct lifetime estimation of wind power converter is crucial for the reliability improvement and also for cost reduction of wind power technology. Unfortunately, the existing lifetime estimation methods for the power electronic converter are not yet suitable in the wind power application, because the comprehensive mission profiles are not well specified and included. Consequently, a relative more advanced approach is proposed in this paper, which is based on the loading and strength analysis of devices and takes into account different time constants of the thermal behaviors in power converter. With the established methods for loading and lifetime estimation for power devices, more detailed information of the lifetime-related performance in wind power converter can be obtained. Some experimental results are also included to validate the thermal behavior of power device under different mission profiles.
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Since many years, engineering, research and development of hybrid systems for rural electrification are strongly supported by computer simulations. Different software packages have been used according to the required level of details along with the progress of the project HYRESS. For the development of optimal system control and load/energy management strategy, different simulation models from APL (Alternative Power Library) have been used for a Hybrid PV–wind-hydrogen system that will be installed in the Essaouira region in Morocco. This library provides models developed by IWES for the simulation of regenerative power supply systems and it is used to investigate the integration of a hydrogen storage path in hybrid system operation.