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ENERGIA EÓLICA
Junio 2012
Una turbina IVS 4500 funcionando en algún lugar de la Patagonia
Una turbina IVS 4500 funcionando en algún lugar de la Patagonia

Balance energético de ciclo de vida del aerogenerador IVS 4500

En exclusiva para E-RENOVA, un flamante ingeniero ambiental explica los resultados de su tesis de grado. Allí analizó a una turbina eólica fabricación nacional que puede llegar a generar más de nueve veces la energía invertida en su producción.

El aerogenerador IVS 4500 habitualmente se utiliza off grid (sin conexión a la red eléctrica) para bombeo de agua en áreas rurales. Fabricado en Neuquén por la empresa INVAP Ingeniería S.A., entrega 4,5 Kw nominales de potencia, tiene una hélice bipala de 4,5 m de diámetro y está diseñado para soportar vientos promedio de 150 km/hora. En mi tesis de grado de la carrera de ingeniería ambiental de la Universidad Católica Argentina (ver detalles) y  tesis completa (ver tesis) desarrollé un estudio del balance energético de este equipo, en base a la metodología del Análisis de Ciclo de Vida (ACV). Esto implicó comparar la energía que se consume para fabricar y operar el aerogenerador con la energía que entrega a lo largo de su vida útil.
Para la modelación se fijaron varias definiciones metodológicas, entre las cuales una de las más relevantes fue tomar 20 años como vida útil del aerogenerador (que además es el mínimo establecido por las Normas IEC). Y, dado el nivel de incertidumbre de los datos disponibles, no se incluyó la fase del desmantelado del equipo ni el análisis de sistemas de almacenamiento de energía (como por ejemplo bancos de baterías).
Para reunir información sobre la energía utilizada en la fabricación de los materiales y componentes del equipo (o sea, antes de que lleguen a la fábrica), así como también en su fabricación, instalación, mantenimiento y desmantelado, visité la planta neuquina e intercambié información con sus técnicos. Esta primera caracterización me permitió luego construir el inventario de uso energético mediante un análisis mixto. Para estimar la energía invertida en el transporte y en algunos procesos dentro de la órbita de INVAP, utilicé datos bibliográficos, mientras que para estimar el gasto energético de la producción de sus componentes primarios (como metales y plásticos) usé un software específico para ACV, que cuenta con una amplia base de datos de procesos.

 


 

Nueve veces más

Hecho esto, modelé la producción eléctrica del aerogenerador para condiciones de viento que son representativas de las existentes en buena parte de la Patagonia argentina, e incluí pérdidas típicas por transporte y regulación eléctrica. También fueron contemplados los tiempos en los que este equipo eólico está parado, sea por mantenimiento regular o por los desperfectos que pueda sufrir durante su vida útil, de modo de obtener valores representativos de una instalación típica.
Cuando dispuse de los valores de la energía consumida y generada por el equipo, más los indicadores energéticos, puede calcular el balance global de energía del ciclo de vida del IVS 4500. Los resultados dan cuenta de que este aerogenerador "devuelve" más de nueve veces la energía invertida en su producción, y que puede estimarse en 2,2 años el tiempo en el que compensa la energía que consume durante las distintas etapas de su ciclo de vida.
Por todo esto, podemos decir que este aerogenerador, instalado en una zona con viento de velocidad media anual de 7,6 m/s  (como en Piedra del Águila, Neuquén, según el Mapa Eólico Nacional), tendrá una producción neta anual de energía eléctrica de 14.208 kilovatios hora, que en 20 años de servicio sumaría 170.493 kWh.
Para finalizar, puedo decir que conduje análisis de sensibilidad respecto de variables clave: así, concluí que la velocidad del viento y el tipo de transporte utilizado para los traslados de materiales mostraron una fuerte influencia en el balance energético global. Por el contrario, variables como la vida útil del equipo y el desmantelamiento de la instalación (con recupero energético por reciclado de material) resultaron tener menor influencia. En suma, se puede decir que en todos los casos –incluso en los escenarios menos favorables- el balance energético del aerogenerador INVAP IVS 4500 dio ampliamente positivo. Y esto nos permite confirmar la sostenibilidad energética de la producción eléctrica en base a la fuerza del viento.

 

 
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