{"id":439,"date":"2016-02-27T14:21:48","date_gmt":"2016-02-27T14:21:48","guid":{"rendered":"http:\/\/apie.com.ar\/?p=439"},"modified":"2016-02-27T14:21:48","modified_gmt":"2016-02-27T14:21:48","slug":"generacion-distribuida-y-redes-inteligentes","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/apie.com.ar\/?p=439","title":{"rendered":"Generaci\u00f3n distribuida y redes inteligentes"},"content":{"rendered":"
    \n
  1. Introducci\u00f3n<\/strong>\n

    En la entrega previa (Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica N\u00b0 271) se ha presentado un resumen de los principales conceptos sobre generaci\u00f3n distribuida y redes el\u00e9ctricas inteligentes.<\/p>\n

    Se describieron las causas que llevan a este cambio de paradigma energ\u00e9tico y algunas cuestiones del marco regulatorio.<\/p>\n

    En todo este proceso se mencion\u00f3 a las fuentes de generaci\u00f3n distribuida en forma abstracta, sin entrar en detalles funcionales u operativos. Sin embargo, para poder profundizar en el entendimiento de la GD, y analizar los convertidores de potencia necesarios para adaptar tensiones y frecuencias del recurso renovable, es necesario conocer un poco m\u00e1s el tipo de fuentes de energ\u00eda implicadas. En las siguientes l\u00edneas se presenta un breve repaso de las clases de generadores asociadas a algunas de las fuentes de energ\u00eda m\u00e1s importantes.<\/p>\n

    2. Tipos de generadores que pueden ser parte de una GD<\/strong><\/p>\n

    El concepto de generaci\u00f3n distribuida promueve que cualquier tipo de generador puede ser parte de la red el\u00e9ctrica. Una clasificaci\u00f3n pertinente podr\u00eda ser el nivel de potencia de los generadores a ingresar en la red. Sin embargo, existe una cierta disparidad de criterios a nivel mundial a la hora de establecer el l\u00edmite de potencia para la GD. El Departamento de Energ\u00eda (DOE) de Estados Unidos establece unos l\u00edmites que van desde 1 kW hasta decenas de MW. En Espa\u00f1a, el R\u00e9gimen Especial contempla un l\u00edmite m\u00e1ximo de potencia de 50 MW. EscoVale Consultancy, consultora del Reino Unido, ampl\u00eda el rango de potencias hasta 100 MW, limitando a 10 MW la potencia m\u00e1xima para instalaciones
    \nbasadas en fuentes de energ\u00eda renovable.<\/p>\n

    Otra clasificaci\u00f3n importante a tener en cuenta es c\u00f3mo se obtiene la energ\u00eda el\u00e9ctrica, que dependiendo del tipo de recurso, puede ser utilizando motores el\u00e9ctricos, m\u00e1quinas de combusti\u00f3n interna o turbinas de gas. En el caso de la energ\u00eda e\u00f3lica, la energ\u00eda cin\u00e9tica del viento hace girar el eje del generador, por lo que es directa la utilizaci\u00f3n de motores el\u00e9ctricos.<\/p>\n

    Sin embargo, cuando el recurso renovable se encuentra en un proceso qu\u00edmico o bioqu\u00edmico o en alg\u00fan tipo de gas o fluido, como el metano en una planta para el tratamiento de biomasa h\u00fameda, las turbinas de gas son las m\u00e1quinas m\u00e1s apropiadas. Asimismo, algunas de estas tecnolog\u00edas se utilizan para la obtenci\u00f3n simult\u00e1nea de electricidad y calor -en forma de agua caliente, vapor, aire caliente- (cogeneraci\u00f3n) o calor, fr\u00edo y electricidad (trigeneraci\u00f3n).<\/p>\n

    Las tecnolog\u00edas m\u00e1s utilizadas para cogeneraci\u00f3n son los motores alternativos, las turbinas de gas, las microturbinas y las pilas de combustible. Tambi\u00e9n se utilizan turbinas de vapor, aunque en menor medida.<\/p>\n

    Teniendo en cuenta estas consideraciones, daremos aqu\u00ed una breve descripci\u00f3n de los tipos de generadores que pueden ser conectados a una red de GD, que partan exclusivamente de un recurso renovable y est\u00e9n en el rango desde la microgeneraci\u00f3n hasta una potencia m\u00e1xima de 50 MW.<\/p>\n

    2.1 Turbina de gas:<\/strong>La turbina de gas es una m\u00e1quina t\u00e9rmica que desarrolla trabajo al expandir un gas. El aire comprimido se mezcla con combustible y se quema bajo condiciones de presi\u00f3n constante. B\u00e1sicamente se compone de un compresor, la c\u00e1mara de combusti\u00f3n, y la turbina de gas propiamente dicha. Se pueden utilizar en varias configuraciones: ciclo simple (que es una turbina produciendo solo electricidad), cogeneraci\u00f3n (en la que se a\u00f1ade a la turbina de ciclo simple un recuperador de calor que permite obtener vapor o agua caliente del calor de los gases de escape) y ciclo combinado turbina de gasturbina de vapor (a\u00f1adiendo una turbina de vapor que aprovecha el calor recuperado para obtener m\u00e1s energ\u00eda el\u00e9ctrica). El tama\u00f1o de las turbinas var\u00eda entre 0,25 \u2212 500 MW, con algunas aplicaciones comerciales entre 1 y 2 MW, y su eficiencia ronda el 40%, en ciclo simple; entre el 40 \u2212 60%, en ciclo combinado; y entre el 70 \u2212 90%, en cogeneraci\u00f3n. La configuraci\u00f3n de ciclo simple es la m\u00e1s com\u00fan en instalaciones de menos de 40 MW. Por otro lado, la cogeneraci\u00f3n es una aplicaci\u00f3n muy apropiada para consumidores con demandas el\u00e9ctricas por encima de los 5 MW y se utiliza frecuentemente en redes de distribuci\u00f3n de calor o sistemas de calefacci\u00f3n colectiva (district heating). A modo de ejemplo, en el a\u00f1o 2004 m\u00e1s del 17% de las plantas de cogeneraci\u00f3n en Espa\u00f1a empleaban turbinas de gas. En nuestra regi\u00f3n existen algunas instalaciones de este tipo, como la del Ingenio y Refiner\u00eda San Mart\u00edn de Tabacal, que en 2009 gener\u00f3 un total de 24 MW de energ\u00eda el\u00e9ctrica como parte del proceso de producci\u00f3n.<\/p>\n

    2.2 Motor alternativo:<\/strong>\u00a0Los motores alternativos de combusti\u00f3n interna son m\u00e1quinas t\u00e9rmicas en donde los gases resultantes de un proceso de combusti\u00f3n empujan un \u00e9mbolo o pist\u00f3n que se desplaza en el interior de un cilindro haciendo girar un cig\u00fce\u00f1al y obteniendo un movimiento de rotaci\u00f3n.<\/p>\n

    Se emplean principalmente en plantas de cogeneraci\u00f3n en sectores tan diversos como el agroalimentario, construcci\u00f3n, papel o textil.<\/p>\n

    Poseen una mayor flexibilidad ante variaciones de carga que las turbinas de gas y son capaces, en funci\u00f3n de su dise\u00f1o, de utilizar diversos combustibles como energ\u00eda primaria, como el biodi\u00e9sel o el alcohol. Estos motores se pueden
    \nclasificar en funci\u00f3n de diferentes aspectos. En funci\u00f3n del encendido, se distinguen el motor Otto, o de encendido provocado, en el que la combusti\u00f3n se inicia mediante una chispa y el motor di\u00e9sel, o de encendido por compresi\u00f3n, de rendimiento superior por aprovechar mejor el combustible.<\/p>\n

    En funci\u00f3n del ciclo, los motores pueden funcionar en cuatro tiempos (cuatro carreras del \u00e9mbolo y dos vueltas del cig\u00fce\u00f1al) o dos tiempos (dos carreras del \u00e9mbolo y una vuelta del cig\u00fce\u00f1al). Los motores di\u00e9sel son ya m\u00e1s eficientes que los motores de gasolina (45% frente a 30), y es posible todav\u00eda mayores eficiencias (de 55 a 63 %) a trav\u00e9s de la inyecci\u00f3n directa del combustible y el uso de aditivos.<\/p>\n

    En la pr\u00e1ctica, la cogeneraci\u00f3n basados en motores alternativos que emplean biodi\u00e9sel u otros combustibles de fuentes renovables est\u00e1 bien difundida para rangos menores a los 2 MW.<\/p>\n

    2.3 Minihidr\u00e1ulica:<\/strong>\u00a0El fundamento b\u00e1sico de este tipo de generaci\u00f3n consiste en el aprovechamiento de la energ\u00eda potencial del agua, almacenada en un embalse o procedente de un r\u00edo, para producir energ\u00eda el\u00e9ctrica. La energ\u00eda potencial del agua se transforma en energ\u00eda cin\u00e9tica en su recorrido por las tuber\u00edas y posteriormente en energ\u00eda mec\u00e1nica, al impulsar el rotor de los generadores el\u00e9ctricos. Finalmente, la rotaci\u00f3n del eje del generador se convierte en energ\u00eda el\u00e9ctrica. Dentro de este tipo de generaci\u00f3n, \u00fanicamente se consideran como GD las llamadas centrales minihidr\u00e1ulicas, es decir, aqu\u00e9llas cuya potencia m\u00e1xima instalada no supera los 10 MW. La potencia de la instalaci\u00f3n se define como el producto del caudal por el salto. Las centrales minihidr\u00e1ulicas para generaci\u00f3n el\u00e9ctrica pueden ser de dos tipos:<\/p>\n

    — Central de agua fluyente o en derivaci\u00f3n: son aquellas en las que parte del agua del r\u00edo se desv\u00eda de su cauce por medio de un azud y de uno o varios canales, siendo devuelta al r\u00edo aguas abajo. En este tipo de centrales, el caudal del agua var\u00eda durante el a\u00f1o, en funci\u00f3n del r\u00e9gimen hidrol\u00f3gico del curso de agua.
    \n— Central de embalse o de regulaci\u00f3n: en este caso, se construye una presa en el cauce del r\u00edo form\u00e1ndose un embalse en el que se almacena agua. Puede estar situada a pie de presa o m\u00e1s alejada para mejorar el salto (mixta).
    \nLos elementos b\u00e1sicos de una central minihidr\u00e1ulica no difieren de los empleados en una central hidr\u00e1ulica de gran potencia. El elemento diferenciador de una central hidr\u00e1ulica lo constituye la turbina, que puede ser de acci\u00f3n (Pelton), en las que la energ\u00eda de presi\u00f3n del agua se transforma \u00edntegramente en energ\u00eda cin\u00e9tica en la parte fija (inyector), o de reacci\u00f3n (Francis, Kaplan), en las que la transformaci\u00f3n en energ\u00eda cin\u00e9tica se produce tanto en la parte fija (caracol, distribuidor) como en la m\u00f3vil (rodete).<\/p>\n

    2.4 E\u00f3lica:<\/strong>\u00a0Los sistemas de generaci\u00f3n de energ\u00eda de tipo e\u00f3lico se han convertido en un icono dentro del \u00e1mbito de la generaci\u00f3n distribuida y las fuentes renovables. En estos sistemas de generaci\u00f3n la fuente primaria de energ\u00eda es el viento, aire en movimiento originado por la diferencia de presi\u00f3n provocada por el calentamiento desigual de la superficie terrestre. Al incidir sobre las palas del generador e\u00f3lico, la energ\u00eda cin\u00e9tica del viento hace girar el eje del mismo. Finalmente, una caja de engranajes eleva la baja velocidad del eje y un generador el\u00e9ctrico transforma esta energ\u00eda mec\u00e1nica en energ\u00eda el\u00e9ctrica. El uso de sistemas de generaci\u00f3n tipo e\u00f3licos se ha extendido notoriamente en el curso de las \u00faltimas dos d\u00e9cadas, tanto en su distribuci\u00f3n geogr\u00e1fica como en el rango de potencias de generaci\u00f3n disponibles.<\/p>\n

    Hoy en d\u00eda los sistemas de generaci\u00f3n e\u00f3lica se pueden dividir en tres grupos:<\/p>\n

    — Generaci\u00f3n centralizada: por tratarse de grandes parques e\u00f3licos y\/o por estar situados lejos del punto de consumo.
    \n— Generaci\u00f3n distribuida: Cuando se trata de peque\u00f1os grupos de molinos que sirven para abastecer localidades o regiones en particular.
    \n— Microe\u00f3lica: Cuando se trata de peque\u00f1os sistemas de uso particular que producen menos de 100 kW.<\/p>\n

    En lo que respecta a la distribuci\u00f3n geogr\u00e1fica, la mayor potencia de generaci\u00f3n instalada se encuentra en Europa (94 GWp), con Alemania y Espa\u00f1a a la cabeza (29 y 21 GWp respectivamente), seguido de cerca por Asia (83 GWp) y Am\u00e9rica del Norte (53 GWp). La regi\u00f3n latinoamericana (3,2 GWp) aparece mucho m\u00e1s retrasada, apenas por encima de Ocean\u00eda y \u00c1frica, pero con una tendencia creciente [1]. Brasil y M\u00e9xico lideran la regi\u00f3n con 1429 MWp instalados (puesto 20 en el ranking mundial) y 929 MWp (puesto 23), respectivamente.<\/p>\n

    En lo que respecta a Argentina, hay un crecimiento importante en los ultimos cinco a\u00f1os, con importantes desarrollos en diferentes regiones. En la figura 1 se puede observar el parque e\u00f3lico Rawson I, Chubut, Argentina, cuya primera etapa entr\u00f3 en operaci\u00f3n el 11 de septiembre de 2011 con 27 generadores de 1 MWp para totalizar 50, el cual es el m\u00e1s grande de la regi\u00f3n [2]. A principios de 2012 se incorporaron los 16 generadores del parque e\u00f3lico Rawson II, con lo cual la potencia total alcanza los 80 MW.<\/p>\n

    Los grandes parques e\u00f3licos tienen la desventaja de ser capital intensivo y de lenta recuperaci\u00f3n del capital invertido, por lo que en la regi\u00f3n todav\u00eda no es un negocio sustentable econ\u00f3micamente.<\/p>\n

    En lo que respecta a la denominada microe\u00f3lica, se trata de la generaci\u00f3n a peque\u00f1a escala de energ\u00eda el\u00e9ctrica, para satisfacer las necesidades de particulares, peque\u00f1as empresas, o comunidades.<\/p>\n

    La idea subyacente detr\u00e1s de la microgeneraci\u00f3n es el autoabastecimiento de energ\u00eda a peque\u00f1a escala. Esto no significa aislarse de la red de distribuci\u00f3n, sino que se trata de generar la energ\u00eda que se necesita, y en funci\u00f3n de la disponibilidad del recurso (viento, sol, etc.), entregar el excedente o tomar el faltante de la red p\u00fablica.<\/p>\n

    La aplicaci\u00f3n tradicional de la generaci\u00f3n microe\u00f3lica han sido los sistemas aislados, t\u00edpicamente en uni\u00f3n con generaci\u00f3n fotovoltaica para la formaci\u00f3n de sistemas h\u00edbridos, en los que se emplean sistemas de acumulaci\u00f3n de energ\u00eda constituidos por bater\u00edas electroqu\u00edmicas.<\/li>\n<\/ol>\n

    <\/p>\n\n\n\n
    \"a5_clip_image001\"<\/a>
    \nFigura 1: La primera parte del parque e\u00f3lico Rawson est\u00e1 integrado<\/strong><\/p>\n

    \u00a0por 27 molinos aerogeneradores V90-1.8\/2.0 del fabricante Vestas, [3]<\/strong><\/p>\n

    \u00a0de 80 metros de altura y palas de 40 metros de largo<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    Sin embargo, en los ultimos a\u00f1os se vislumbra la inclusi\u00f3n de la microe\u00f3lica en la GD como una gran posibilidad de mercado a nivel mundial, principalmente en el mundo desarrollado, donde la red convencional tiene una implantaci\u00f3n mayoritaria. Este tipo de aplicaciones conectadas a red no suelen incorporar sistema de almacenamiento de energ\u00eda el\u00e9ctrica, pues la red debe ser capaz de asumir toda la energ\u00eda generada por los aerogeneradores.<\/p>\n

    En pa\u00edses en v\u00edas de desarrollo, donde el porcentaje de poblaci\u00f3n sin acceso a una red convencional fuerte es mucho mayor, ambos esquemas ser\u00e1n aplicables: la conexi\u00f3n a la red all\u00ed donde existe una red convencional, y los sistemas h\u00edbridos all\u00ed donde no existe dicho acceso. Un ejemplo en la regi\u00f3n es el caso argentino, donde el 95% de la poblaci\u00f3n total tiene energ\u00eda el\u00e9ctrica, pero en las zonas rurales el 30% de ese segmento poblacional no tiene acceso a dicho servicio. Esto es debido a diversos factores como la distancia, la accesibilidad geogr\u00e1fica, la dispersi\u00f3n humana que impactan directamente sobre el costo de establecer el tendido el\u00e9ctrico sobre estos usuarios. En Argentina existen algunos proyectos en este sentido, como el Proyecto de Energ\u00edas Renovables en Mercados Rurales (PERMER) [4] cofinanciado por el Banco Mundial, y los gobiernos provinciales y nacional. Su objetivo principal es el abastecimiento de electricidad a un significativo n\u00famero de personas que viven en hogares rurales, y a aproximadamente 6.000 servicios p\u00fablicos de todo tipo (escuelas, salas de emergencia m\u00e9dica, destacamentos policiales, etc.) que se encuentran fuera del alcance de los centros de distribuci\u00f3n de energ\u00eda.<\/p>\n

    2.5 Solar fotovoltaica:<\/strong>\u00a0<\/strong>La energ\u00eda fotovoltaica aprovecha la radiaci\u00f3n solar para producir energ\u00eda el\u00e9ctrica. Se basa en la absorci\u00f3n de la radiaci\u00f3n solar por parte de un material semiconductor (c\u00e9lulas fotovoltaicas), que provocan un desplazamiento de cargas en su interior y generan una corriente continua.<\/p>\n

    Originalmente orientada al suministro el\u00e9ctrico en zonas de dif\u00edcil acceso para la red de distribuci\u00f3n y con peque\u00f1os consumos, est\u00e1 evolucionando hacia instalaciones de generaci\u00f3n de gran extensi\u00f3n.<\/p>\n

    Existen grandes instalaciones fotovoltaicas que podr\u00edan considerarse generaci\u00f3n centralizada; sin embargo, la mayor\u00eda tienen potencias bajas y pueden encontrarse conectadas a la red de baja tensi\u00f3n o aisladas de la red (conectadas directamente a las cargas) por lo que pueden considerarse incluidas en el concepto de la GD.<\/p>\n

    Durante el a\u00f1o 2005, Espa\u00f1a factur\u00f3 m\u00e1s de 580 millones de euros, consolid\u00e1ndose como el segundo mercado europeo (despu\u00e9s de Alemania) y el cuarto del mundo, con 4.188 MWp instalados (hasta septiembre de 2010) y m\u00e1s de 5.000 instalaciones.
    \n<\/strong>
    \nA\u00fan con estos crecimientos, la contribuci\u00f3n actual de la energ\u00eda el\u00e9ctrica de car\u00e1cter fotovoltaico para cubrir la necesidades energ\u00e9ticas espa\u00f1olas es muy peque\u00f1a, 1,9%. Sin embargo, el apoyo continuado mantendr\u00e1 el crecimiento exponencial y conseguir\u00e1 valores apreciables. En Argentina, el parque solar fotovoltaico m\u00e1s grande es el parque solar Ca\u00f1ada Honda, ubicado en el departamento de Sarmiento, provincia de San Juan. El parque tiene instalado hasta el momento un total de 98.000 paneles solares con una potencia instalada de 5 MWp y una potencia nominal proyectada de 20 MW para marzo de 2013.<\/p>\n\n\n\n
    \"a5_clip_image003\"<\/a>
    \nFigura 2: El equipo entregado por el Proyecto de Energ\u00edas Renovables en <\/strong><\/p>\n

    Mercados Rurales (PERMER) iniciado en 2006 consiste de dos paneles <\/strong><\/p>\n

    fotovoltaicos con una potencia total de 120 Wp, una bater\u00eda, un <\/strong><\/p>\n

    tablero de control y cinco l\u00e1mparas de 18 W<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    La energ\u00eda generada por este parque se inyecta al Sistema Argentino de Interconexi\u00f3n (SADI) a trav\u00e9s de la Estaci\u00f3n Transformadora Ca\u00f1adita, propiedad de la empresa Energ\u00eda San Juan.<\/p>\n

    2.6 Solar t\u00e9rmica:<\/strong>\u00a0La energ\u00eda solar t\u00e9rmica se basa en la conversi\u00f3n de la energ\u00eda procedente de la radiaci\u00f3n solar en calor transferido a un fluido (normalmente agua). En el caso de peque\u00f1as instalaciones, no se produce electricidad de forma directa, sino que se aprovecha la energ\u00eda en su forma t\u00e9rmica.<\/p>\n

    En funci\u00f3n de la temperatura m\u00e1xima que alcanza el fluido, se distinguen tres tipos de sistemas: de baja (captadores planos y captadores con tubo de vac\u00edo), media (espejo cilindro-parab\u00f3lico) y alta temperatura (discos parab\u00f3licos y centrales de torre). Solo se puede considerar GD los sistemas de baja temperatura y los discos parab\u00f3licos, pues las potencias de generaci\u00f3n, en los otros casos, son superiores a los 10 MW y no est\u00e1n situados cerca de los puntos de consumo. Para aplicaciones individuales o peque\u00f1os sistemas el\u00e9ctricos aislados, los sistemas de disco parab\u00f3lico son una opci\u00f3n viable, con eficiencias te\u00f3ricas muy altas. Sin embargo, se encuentran actualmente en fase de experimentaci\u00f3n, siendo los sistemas que m\u00e1s alejados est\u00e1n de la comercializaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
    \"a5_clip_image005\"<\/a>
    \nFigura 3: El Parque Solar Ca\u00f1ada Honda (San Juan) entr\u00f3 <\/strong><\/p>\n

    en funcionamiento el 19 de abril de 2012 y ya tiene m\u00e1s de 5 MW instalados<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    2.7 Biomasa:<\/strong>\u00a0La biomasa es toda materia org\u00e1nica cuyo origen est\u00e1 en un proceso biol\u00f3gico y a los procesos de reciente transformaci\u00f3n de esta materia que se produzcan de forma natural o artificial (se excluye de este grupo a los combustibles f\u00f3siles, cuya formaci\u00f3n tuvo lugar hace millones de a\u00f1os). Al estar constituida b\u00e1sicamente por carbono e hidr\u00f3geno, la energ\u00eda qu\u00edmica de la materia org\u00e1nica, producida en las plantas verdes a trav\u00e9s de la fotos\u00edntesis, puede ser transformada en energ\u00eda el\u00e9ctrica, t\u00e9rmica o combustible mediante diversos procesos. Seg\u00fan su origen, la biomasa se puede clasificar en dos grandes grupos: la biomasa vegetal y los cultivos energ\u00e9ticos.<\/p>\n

    La biomasa vegetal incluye los excedentes agr\u00edcolas, constituidos por los productos agr\u00edcolas que no emplea el hombre, y la biomasa residual, que incluye:<\/p>\n

    — Residuos forestales y agr\u00edcolas: se consideran residuos forestales la le\u00f1a, la madera y los desechos madereros.
    \n— Residuos ganaderos: en este grupo se encuentran el pur\u00edn, el esti\u00e9rcol y los desechos de los mataderos.
    \n— Residuos industriales: pueden provenir de industrias forestales, agr\u00edcolas (residuos de la industria del aceite de oliva, etc.) o del sector agroalimentario.
    \n— Residuos urbanos: residuos s\u00f3lidos urbanos (RSU) y aguas residuales urbanas (ARU).<\/p>\n

    Los cultivos energ\u00e9ticos son plantaciones realizadas con la exclusiva finalidad de ser utilizadas como fuente de energ\u00eda (calor) o como materia prima para la obtenci\u00f3n de combustibles (biocarburantes, tambi\u00e9n conocido como biodi\u00e9sel). Estos cultivos se caracterizan por su alta producci\u00f3n por unidad de superficie y por los pocos requerimientos que exige su cultivo. Una vez obtenida la biomasa, es funci\u00f3n del grado de humedad con el que se la ha obtenido, el tipo de tratamientos que se debe realizar de manera de obtener una energ\u00eda. Existen por un lado, los procesos termoqu\u00edmicos y, por otro, los qu\u00edmicos y bioqu\u00edmicos.<\/p>\n

    Los procesos termoqu\u00edmicos se emplean en la conversi\u00f3n de la biomasa seca, que es aquella cuyo grado de humedad es inferior al 60%.<\/p>\n

    Dentro de la biomasa seca se incluyen la biomasa forestal y agr\u00edcola, as\u00ed como los residuos de la industria agroalimentaria o del sector de la madera. El proceso termoqu\u00edmico consiste en la descomposici\u00f3n t\u00e9rmica de la biomasa en diferentes condiciones de oxidaci\u00f3n:<\/p>\n

    — Combusti\u00f3n directa: se realiza con exceso de ox\u00edgeno, obteniendo calor y vapor.
    \n— Gasificaci\u00f3n: se realiza con restricci\u00f3n en el suministro de ox\u00edgeno. Si la gasificaci\u00f3n se realiza con aire, se obtiene gas pobre y si se realiza con ox\u00edgeno, se obtiene gas medio.
    \n— Pir\u00f3lisis: se realiza en ausencia total de ox\u00edgeno y se obtiene carb\u00f3n vegetal, gas pobre, gas rico o l\u00edquidos pirole\u00f1osos.<\/p>\n

    Por otra parte, los procesos qu\u00edmicos y bioqu\u00edmicos se emplean para el tratamiento de la biomasa h\u00fameda, que es aquella con un grado de humedad mayor del 60 %. En este grupo se incluyen los vertidos biodegradables, las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos ganaderos.<\/p>\n

    Estos procesos permiten obtener combustibles que se utilizar\u00e1n para la producci\u00f3n de calor o electricidad.
    \nDependiendo del tipo de biomasa y de los productos que se quieran obtener, se emplear\u00e1 uno u otro m\u00e9todo.
    \nMediante la digestion anaer\u00f3bica de los desechos org\u00e1nicos almacenados, se genera el llamado biog\u00e1s de vertedero. Su recuperaci\u00f3n energ\u00e9tica, debido a su menor costo, es el procedimiento m\u00e1s generalizado en los pa\u00edses de la regi\u00f3n.
    \nLa incineraci\u00f3n de los residuos en hornos reduce el volumen de basura y permite obtener gran cantidad de calor que puede aprovecharse para calefacci\u00f3n urbana o para generar energ\u00eda el\u00e9ctrica.<\/p>\n

    El inconveniente est\u00e1 en los gases que se generan en la combusti\u00f3n (fundamentalmente di\u00f3xido de carbono, \u00f3xidos de nitr\u00f3geno y de azufre y cenizas vol\u00e1tiles) que deben controlarse mediante sistemas de lavado y filtrado para evitar la emisi\u00f3n de sustancias t\u00f3xicas a la atm\u00f3sfera. \u00c9ste es el proceso m\u00e1s utilizado -despu\u00e9s del vertido- en la Uni\u00f3n Europea. En la regi\u00f3n hay excelentes ejemplo, en Argentina, la ciudad de Olavarr\u00eda cuenta con un planta de biog\u00e1s (figura 4), donde el principal uso es como energ\u00eda t\u00e9rmica, en un horno procl\u00edtico para tratamiento de residuos patog\u00e9nicos.<\/p>\n

    Otro ejemplo es la planta ubicada entre Gonz\u00e1lez Cat\u00e1n y Ensenada, que mediante el quemado de biog\u00e1s se logra reducir el impacto que estos gases de efecto invernadero tienen en el ambiente (figura 5).<\/p>\n

    2.8 Microturbinas:<\/strong>\u00a0Las microturbinas son turbinas de peque\u00f1o tama\u00f1o (25 \u2212 500 kW) que permiten obtener calor y electricidad (cogeneraci\u00f3n) para aplicaciones industriales y comerciales, con eficiencias t\u00e9rmicas en el rango de 50 a 60% y el\u00e9ctricas entre el 15 y 30%. Se trata de una tecnolog\u00eda emergente, y las m\u00e1s desarrolladas son las microturbinas de potencia inferior a 200 kW, aunque se est\u00e1n haciendo grandes avances en las de mayor potencia.<\/p>\n

    Su funcionamiento es similar al de una turbina de gas convencional con la particularidad de que los elementos adicionales para la generaci\u00f3n el\u00e9ctrica se encuentran acoplados en la propia turbina. Las microturbinas de gas tienen una aplicaci\u00f3n directa en la GD, bien como elementos independientes de generaci\u00f3n, o bien como integrantes de instalaciones h\u00edbridas con pilas de combustibles, microcogeneraci\u00f3n o, en el terreno del transporte, veh\u00edculos el\u00e9ctricos h\u00edbridos. Un ejemplo de uso de microturbinas para el aprovechamiento del biog\u00e1s puede encontrarse en la planta de biometanizaci\u00f3n y compostaje de Pinto, que gestiona la empresa p\u00fablica Gedesma. Esta planta trata los residuos org\u00e1nicos de la Zona Sur de la Comunidad de Madrid y en ella, tras un proceso riguroso de separaci\u00f3n de la materia org\u00e1nica del resto que le pueda acompa\u00f1ar, se somete a \u00e9sta a una degradaci\u00f3n anaer\u00f3bica, como la que ocurre en el vertedero, en unas condiciones controladas de tal forma que el proceso natural se lleva a cabo de una forma acelerada. El biog\u00e1s producido en el proceso de biometanizaci\u00f3n, junto con el extra\u00eddo del vertedero adyacente, se utiliza en motores para generar energ\u00eda el\u00e9ctrica. As\u00ed en 2006 se han obtenido 86 GWh, de los cuales 6 corresponden al obtenido mediante el proceso de biometanizaci\u00f3n.<\/p>\n

    Esta instalaci\u00f3n es la mayor generadora de energ\u00eda el\u00e9ctrica de este tipo de las existentes en Espa\u00f1a y ha sido cofinanciada con Fondos de Cohesi\u00f3n de la Uni\u00f3n Europea.<\/p>\n\n\n\n
    \"a5_clip_image007\"<\/a>
    \nFigura 4. Planta de producci\u00f3n de biog\u00e1s en <\/strong><\/p>\n

    Olavarr\u00eda, provincia de Buenos Aires, <\/strong><\/p>\n

    donde la producci\u00f3n estimada es de 120 m3<\/sup>\/h<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

     <\/p>\n\n\n\n
    \"a5_clip_image009\"<\/a>
    \nFigura 5: Planta de producci\u00f3n<\/strong>
    \nde biog\u00e1s de Ensenada-Gonz\u00e1lez
    \nCat\u00e1n, provincia de Buenos Aires.
    \nLa producci\u00f3n actual es de 500 m3<\/sup>\/h<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    2.9 Celdas de combustible:<\/strong><\/p>\n

    Las celdas o pilas de combustible son dispositivos electroqu\u00edmicos que transforman la energ\u00eda qu\u00edmica de un combustible rico en hidr\u00f3geno, en electricidad, agua y calor. Esta transformaci\u00f3n tiene lugar por medio de un proceso de electr\u00f3lisis inversa, aportando ox\u00edgeno al c\u00e1todo e hidr\u00f3geno al \u00e1nodo en presencia de un electrolito.<\/p>\n

    Se trata de una tecnolog\u00eda en fase experimental, pero con un gran potencial de desarrollo. En general, este conjunto de tecnolog\u00edas pueden ser clasificadas por el tipo de electrolito empleado y por la temperatura de trabajo.<\/p>\n

    Las celdas de combustible est\u00e1n formadas por stacks de conexi\u00f3n modular, por lo que la potencia de salida es adaptable en funci\u00f3n del n\u00famero de m\u00f3dulos y las conexiones empleadas.<\/p>\n

    Actualmente, los principales inconvenientes de las pilas son su elevado costo y la degradaci\u00f3n del electrolito, que no permite alcanzar una vida util en el l\u00edmite de la rentabilidad. Por otro lado, mantienen una eficiencia constante en un amplio rango de carga (desde el 30 hasta el 100%), poseen un bajo impacto ambiental ya que no hay combusti\u00f3n a alta temperatura, y su eficiencia m\u00e1xima te\u00f3rica puede llegar a alcanzar el 95%. En la base de datos del Fuel Cells 2000 [5] se recogen las instalaciones de pilas de combustible estacionarias existentes en todo el mundo. Para la regi\u00f3n, solo Brasil ha implementado esta tecnolog\u00eda, donde aparecen listadas cinco instalaciones, de las cuales, cinco son de carbonatos fundidos (MCFC). Por otro lado, la tecnolog\u00eda MCFC es la m\u00e1s prometedora ya que posee la habilidad de consumir combustibles con base en carb\u00f3n, incluyendo CO y biocombustibles. Esta celda opera a temperaturas del orden de los 650 \u00b0C y permite la reformaci\u00f3n del combustible (extracci\u00f3n del hidr\u00f3geno contenido en hidrocarburos) dentro de la propia celda, adem\u00e1s de que no necesita electrocatalizadores de metales nobles.<\/p>\n

    3.Comentarios finales <\/strong>
    \nEn este art\u00edculo se ha repasado en forma muy resumida las principales fuentes de generaci\u00f3n de energ\u00eda de tipo distribuida.<\/p>\n

    Existen otras m\u00e1s, que no ser\u00edan analizadas aqu\u00ed debido a su reducido uso a nivel mundial, o la falta de desarrollo de los mismos.<\/p>\n

    Cada una de las fuentes de energ\u00eda tratadas presenta una variedad de problem\u00e1ticas espec\u00edficas, cosa que deber\u00e1 tenerse en cuenta en cualquier proyecto de instalaci\u00f3n. As\u00ed, por ejemplo, los sistemas de generaci\u00f3n de tipo e\u00f3lico deber\u00edan instalarse en regiones donde exista un r\u00e9gimen de vientos constante y suficiente, evitando aquellos lugares donde el viento es d\u00e9bil, o por el contrario, es muy fuerte e irregular, ya que en ambos casos se atenta contra el rendimiento del sistema.<\/p>\n

    Lo mismo puede decirse de las fuentes de energ\u00eda de tipo solar, cuyo rendimiento va de la mano con la latitud y con la cobertura nubosa. Los sistemas de biomasa y dem\u00e1s basados en residuos urbanos solo ser\u00e1n redituables en ciudades donde la masa poblacional sea suficiente para generar la cantidad de residuos m\u00ednimo, y as\u00ed sucesivamente.<\/p>\n

    En las pr\u00f3ximas entregas se avanzar\u00e1 en la descripci\u00f3n de los esquemas de comunicaci\u00f3n asociados a las redes inteligentes y en la conversi\u00f3n electr\u00f3nica de potencia a fin de completar el cuadro de situaci\u00f3n sobre generaci\u00f3n distribuida y redes inteligentes.<\/p>\n

    1] Referencias<\/strong>
    \n2] [1] World Wind Energy Association, \u201cwww. wwindea.org\/webimages\/WorldWindEnergyReport2011. pdf.\u201d
    \n3] [2] Emgasud, \u201chttp:\/\/www.emgasud.com.ar\/energias-renovables.asp,\u201d 2012.
    \n4] [3] Vestas Wind Systems, \u201chttp:\/\/nozebra.ipapercms.dk\/Vestas\/Communication\/Product brochure\/2MWTurbineBrochure\/2MWMrk7US\/.\u201d
    \n5] [4] Proyecto de Energas Renovables en Mercados Rurales (PERMER), \u201chttp:\/\/energia.mecon.ar\/permer\/permer.html.\u201d
    \n6] [5] Worldwide Fuel Cell Installation Database, \u201chttp:\/\/www.fuelcells.org\/db\/,\u201d worldwide Fuel Cell Installation Database.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/strong>Por: S. A. Gonz\u00e1lez, P. G. Donato<\/strong>
    \nFuente: Revista Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica<\/strong><\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/a><\/p>\n

     <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Introducci\u00f3n En la entrega previa (Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica N\u00b0 271) se ha presentado un resumen de los principales conceptos sobre generaci\u00f3n distribuida y redes el\u00e9ctricas inteligentes. Se describieron las causas que llevan a este cambio de paradigma energ\u00e9tico y algunas cuestiones del marco regulatorio. En todo este proceso se mencion\u00f3 a las fuentes de generaci\u00f3n distribuida […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"aside","meta":{"footnotes":""},"categories":[7],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/439"}],"collection":[{"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=439"}],"version-history":[{"count":1,"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/439\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":445,"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/439\/revisions\/445"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=439"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=439"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/apie.com.ar\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=439"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}