Estimación de la rentabilidad de una turbina eólica comercial de pequeña escala en Costa Rica

Estimation of the profitability of a small-scale commercial wind turbine in Costa Rica

Rosa Matarrita-Chaves1, Gustavo Richmond-Navarro2, Gustavo Murillo-Zumbado3, Maximino Jiménez-Ceciliano4

Matarrita-Chaves, R; Richmond-Navarro, G; Murillo-Zumbado, G; Jiménez-Ceciliano, M. Estimación de la rentabilidad de una turbina eólica comercial de pequeña escala en Costa Rica5. Tecnología en Marcha. Vol. 35, especial Programa de Investigación en Energías Limpias. Julio, 2022. Pág. 5-18.

https://doi.org/10.18845/tm.v35i7.6329

Palabras clave

Turbina eólica de pequeña escala; energía renovable; producción energética; rentabilidad.

Resumen

Las energías renovables participan cada vez más de la matriz eléctrica en Costa Rica. En este trabajo se determinó la rentabilidad de instalar una turbina eólica comercial de pequeña escala en distintas ubicaciones de Costa Rica. Se utilizó información histórica de la velocidad del viento registrada por 36 estaciones del Instituto Meteorológico Nacional en todo el país, a 10 metros sobre el suelo. Esta información se combinó con la curva de potencia de una turbina comercial y se determinó la producción anual de energía que puede esperarse en cada ubicación, con esta información se obtuvo el ahorro estimado utilizando el costo de la energía en Costa Rica, además se calculó el valor actual neto (VAN) y la tasa interna de retorno (TIR) de este tipo de inversión. Se obtuvo que, de las 36 estaciones estudiadas, 15 presentan condiciones del recurso eólico con potencial para producir más de 1000 kWh/año lo que representa ahorros anuales máximos de $ 785. Por las características del recurso eólico en los puntos analizados y el costo de la electricidad disponible, aunque el país apuesta por las energías renovables, no es económicamente rentable la instalación de turbinas comerciales de pequeña escala en las localidades y alturas sobre el suelo que fueron consideradas, se recomienda estudiar alternativas como: generar estudios del recurso eólico a bajas alturas para identificar ubicaciones más ventosas, considerar torres de mayor altura o utilizar turbinas diseñadas de manera específica para el recurso eólico mostrado en esta investigación.

Keywords

Small-scale wind turbine; renewable energy; energy production; profitability.

Abstract

Renewable energies are increasingly participating in the electricity matrix in Costa Rica. This paper determined the profitability of installing a small-scale commercial wind turbine in different locations in Costa Rica. It used historical information from the wind speed recorded by National Meteorological Institute in 36 stations across the country, at 10 meters above the ground. This information was combined with the power diagram of the commercial turbine and the annual energy production that can be expected in each location was determined, with this information the estimated savings using the cost of energy in Costa Rica was obtained, besides the net present value (NPV) and the internal return rate (IRR) of this type of investment were calculated. It was obtained that, of the 36 stations studied, 15 have wind resource conditions with the potential to produce more than 1000 kWh/year which represents maximum annual savings of $ 785. Because the characteristics of the wind resource in the analyzed points in Costa Rica and the cost of available electricity, although the country bets on renewable energies, it is not economically profitable to install small-scale commercial turbines in the localities and heights above the ground that were considered, it is recommended to study alternatives such as: generate studies of the wind resource at low altitudes to identify more windy locations, consider towers of greater height or use turbines designed specifically for the wind resource shown in this research.

Introducción

El cambio climático avanza a una velocidad alarmante, y luchar contra ello es un desafío para garantizar un planeta habitable para las próximas generaciones. Por su alto potencial de reducción de CO2, la energía eólica puede contribuir a disminuir el calentamiento global de manera sostenible y económica [1]. En Costa Rica, según la matriz de generación eléctrica, término utilizado para referirse a la estructura de participación de las diferentes fuentes de energía utilizadas para la producción de electricidad, la mayoría de las fuentes son tomadas de recursos naturales renovables (por encima del 98%), que son transformados en electricidad mediante los diferentes tipos de centrales que operan en el país. De ellas, el 15,88% corresponde a fuentes eólicas [2].

También es conocido que en otras latitudes la energía eólica es una buena alternativa en la generación de energía eléctrica a baja escala para satisfacer las necesidades de comunidades que no cuentan con el suministro eléctrico [3], pero es importante determinar la viabilidad de instalar este tipo de generador de electricidad en distintas partes de Costa Rica a partir de las características del recurso eólico disponible, en sustitución del consumo de electricidad disponible por el proveedor local.

Posso [4] afirma que, de todos los vientos generados, sólo una pequeña fracción puede ser aprovechada ya que se requieren condiciones de intensidad y regularidad; y señala que los vientos aprovechables son solo los que presentan velocidades promedio entre 5 y 12 m/s, transformar en energía útil la energía cinética del viento es posible mediante un sistema que permita unir el movimiento rotatorio de un aerogenerador con una aplicación a través del sistema de transmisión.

La respuesta eléctrica de un determinado tipo de aerogenerador depende de las condiciones de viento de una zona específica; a partir de la dirección se define la ubicación del aerogenerador y con la velocidad se determina el potencial eólico del viento expresado en potencia por unidad de área [5], y este según Marco [6] es de los principales problemas de la energía eólica, en comparación con la energía eléctrica convencional, la dependencia con la inestabilidad del viento, ya que solo se puede producir energía cuando sopla el viento, el cual puede ser muy variable incluso en el corto plazo. Es por eso que el análisis de las capacidades de conversión de potencia de la turbina, particularmente en un escenario de prueba de campo con condiciones de viento fluctuantes, es importante para permitir la observación de la variación en la potencia de salida en respuesta a las condiciones de viento en constante cambio [7].

En el mundo se han realizado estudios para estimar la producción esperada de aerogeneradores y su rentabilidad, Henao et al. [3] realizaron un análisis viabilidad de la implementación de una estación eólica instalada en el aeropuerto Camilo Daza de la ciudad de Cúcuta, Colombia, utilizando el factor de capacidad, cuyo resultado fue inferior a 0,2 lo cual era esperable ya que las mediciones en el sitio de estudio mostraban velocidades con valores menores a los 5 m/s. La altura de instalación también es determinante en la producción de las turbinas eólicas de pequeña escala, usualmente es mayor a 10 m y si es instalada en los techos se puede alcanzar mayor altura, y por ende mayores velocidades, sin embargo, requiere consideraciones adicionales de seguridad [8].

Italia posee un sistema de incentivos por el uso de fuentes de energía renovables, por lo que entre las evaluaciones que se deben llevar a cabo previo a la instalación tiene que ver con el umbral de viabilidad financiera (beneficio) para un inversor en la instalación de una planta de energía eólica, es decir, la identificación de las zonas urbanas más productivas para la ubicación de los aerogeneradores de techo [9]. Resultados de un estudio llevado a cabo en Irán [10] demuestran que, para el 30% de las ubicaciones estudiadas, una velocidad del viento de 5 m/s crea las condiciones adecuadas para un uso rentable en entorno residencial con turbinas de capacidad igual o menor a 3 kW, sin embargo, estos resultados dependen de la época del año y la ubicación en algunos casos las velocidades promedio varían entre 2 m/s y 10 m/s dependiendo del mes [11].

Lo cierto es que los sistemas de energías renovables de pequeña escala son cada vez más utilizados, comúnmente como sistemas domésticos independientes o microrredes comunitarias de zona rural. Sin embargo, existe variedad de tecnologías y configuraciones disponibles [12]. Por lo que el uso de herramientas de simulación resulta útil ya que permiten evaluar distintos escenarios, ejecutar análisis de sensibilidad y analizar toda la información disponible del viento [13].

Costa Rica es un país que figura en Latinoamérica como referente en el campo de la energía eólica y posee desde la década de 1990 parques eólicos, sin embargo, sólo se han desarrollado y concretado tres iniciativas aisladas de investigación en el campo de los aerogeneradores de las cuales ninguna está actualmente en el mercado [14].

Con la caracterización del recurso eólico en una de las provincias en Costa Rica, Cartago, se determinó que los promedios de velocidades del viento se encuentran entre los 3 m/s y 5 m/s a una altura de 10 m sobre la superficie [15]. Producto de la medición del desempeño de un aerogenerador de 3 kW instalado en una zona boscosa se logró determinar que la producción de un 37,75% del estimado de 598 kWh según modelos teóricos. Por lo que realizar la predicción del recurso eólico sin mediciones en sitio resultó poco representativa para el punto geográfico estudiado [16].

También se determinó que es posible seleccionar un sistema híbrido solar-eólico que funcione para satisfacer la necesidad eléctrica de una zona rural relativamente aislada y con viviendas unifamiliares de poco consumo eléctrico [17].

La presente investigación se enfoca en conocer la rentabilidad de una turbina eólica comercial disponible en el mercado de Costa Rica. Se utiliza como base un reporte técnico que muestra la información de varias estaciones meteorológicas ubicadas en las siete provincias de Costa Rica, incluyendo el histograma de velocidades en un periodo de 10 años [18]. Mediante un análisis de viabilidad económica en función del costo de la energía del proveedor local y el ahorro esperado con la instalación del aerogenerador de pequeña escala, se determina si se justifica invertir en este tipo de tecnología con las condiciones particulares de los datos disponibles.

Materiales y métodos

Se tomó la información disponible de 36 estaciones meteorológicas ubicadas a lo largo y ancho de Costa Rica. En cada estación hay un anemómetro y una veleta instalados a 10 m sobre el nivel de suelo, similar al que se muestra en la figura 1. Los equipos instalados para la medición de las variables meteorológicas son fabricados por Campbell Scientific y Davis Instruments, con un rango de medición de 0 a 89 m/s, con un error de + 1 m/s o + 5 %, el mayor de estos valores.

Figura 1. Torre de medición de velocidad de viento típica.

Las estaciones meteorológicas se agruparon en tres grandes regiones según su ubicación, a saber, Valle Central, Vertiente Caribe y Vertiente Pacífico. En la figura 2 se muestra el detalle de la distribución de las estaciones según la región. Para el Valle Central se tienen 12 de las torres de medición, en la Vertiente Caribe 7 y en la Vertiente Pacífico se encuentran las restantes 17, para un total de 36 estaciones de medición. Para el Caribe Norte no se dispone de estaciones y por tanto no se incluye dicha región.

Figura 2. Distribución de las estaciones meteorológicas por región.

Los datos disponibles tienen una resolución horaria, excepto en las estaciones Campamento, San Pablo de Cot, Tierra Blanca y Terrena Guatuso, numeradas en la figura 2 como 4, 7, 8 y 9 respectivamente, en estas ubicaciones la resolución de los datos es diaria.

En la figura 3 se puede observar la distribución geográfica de las torres de medición y su agrupamiento por región.

Figura 3. Ubicación de las estaciones en Costa Rica.

Para el procesamiento de los datos se utilizó el software Microsoft Excel, con el cual fue posible obtener los histogramas. Para la interpretación de los resultados se debe tener en cuenta que los histogramas muestran los valores de magnitud del viento donde se encuentran el mayor porcentaje acumulado de datos.

La información de ubicación de las 36 estaciones meteorológicas, así como el período de toma de datos, se detalla en los cuadros 1, 2 y 3. Aquí las siglas m.s.n.m. representan metros sobre el nivel del mar.

Cuadro 1. Estaciones en el Valle Central.

				Periodo
Nombre	Latitud Norte	Longitud Oeste	Altitud (m.s.n.m.)	Inicio	Fin
Juan Santamaría	09o 59’ 26,45”	84o 12’ 52,93”	913	1/1/2007	31/12/2017
Laguna Fraijanes	10o 08’ 14,4”	84o 11’ 36,6”	1720	1/1/2007	31/12/2017
Recope La Garita	10o 00’ 19”	84o 17’ 45”	740	1/1/2007	31/12/2017
Campamento	09o 52’ 52,65”	83o 38’ 46,28”	610	1/1/2013	31/12/2017
ITCR	09o 51’ 08”	83o 54’ 31”	1360	1/1/2007	31/12/2017
Recope Ochomogo	09o 53’ 40,21”	83o 56’ 19,41”	1546	1/1/2007	31/12/2017
San Pablo de Cot	09o 56’ 14,34”	83o 50’ 06,30”	2421	1/1/2013	31/12/2017
Tierra Blanca	09o 54’ 47,16”	83o 53’ 12,85”	2121	1/1/2013	31/12/2017
Terrena Guatuso	09o 49’ 18,90”	83o 56’ 37,63”	1416	1/1/2013	31/12/2017
Volcán Irazú	09o 58’ 47,53”	83o 50’ 16,14”	3331	1/1/2007	31/12/2017
Santa Bárbara	10o 02’ 00”	84o 09’ 57”	1070	1/1/2007	31/12/2017
Aranjuez	09o 56’ 16,61”	84o 04’ 10,83”	1181	1/1/2007	31/12/2017

Cuadro 2. Estaciones en la Vertiente del Caribe.

				Periodo
Nombre	Latitud Norte	Longitud Oeste	Altitud (m.s.n.m.)	Inicio	Fin
Ciudad Quesada	10o 18’ 41”	84o 25’ 43”	700	1/1/2007	23/3/2017
Los Chiles	11o 01’ 54”	84o 42’ 42”	40	1/1/2007	31/12/2017
Aeropuerto Limón	09o 57’ 44”	83o 01’ 29”	5	1/1/2007	31/12/2017
Canta Gallo	10o 29’ 48”	83o 40’ 28”	20	1/1/2007	31/12/2017
La Rebusca	10o 29’ 00”	84o 01’ 00”	40	1/1/2007	31/12/2017
Manzanillo	09o 37’ 53,25”	82o 39’ 39,41”	80	1/1/2007	31/12/2017
Sixaola	09o 31’ 39”	82o 38’ 2”	10	1/1/2007	25/10/2017

Cuadro 3. Estaciones en la Vertiente del Pacífico.

				Periodo
Nombre	Latitud Norte	Longitud Oeste	Altitud (m.s.n.m.)	Inicio	Fin
Finca Brasilia Del Oro	10o 58’ 59”	85o 20’ 50”	380	1/1/2007	31/12/2017
Hacienda Mojica	10o 27’ 10”	85o 09’ 55”	33	1/1/2007	31/12/2017
Pinilla	10o 15’ 36”	85o 50’ 16”	15	1/1/2007	31/12/2017
Santa Elena, La Cruz	10o 55’ 12”	85o 36’ 38”	270	1/1/2007	31/12/2017
Finca La Ceiba	10o 06’ 40”	85o 19’ 03”	58	1/1/2007	31/12/2017
Aeropuerto Liberia	10o 35’ 20,40”	85o 33’ 07,70”	89	1/1/2007	31/12/2017
Santa Cruz	10o 17’ 07”	85o 35’ 30”	40	1/1/2007	31/12/2017
Puntarenas	09o 58’ 20”	84o 49’ 51,44”	3	1/1/2007	31/12/2017
La Lucha 2	09o 44’ 12”	84o 00’ 02”	1740	1/3/2009	31/12/2017
Finca Damas	09o 29’ 43”	84o 12’ 52”	6	8/10/2008	31/12/2017
Rio Claro	08o 40’ 29”	83o 03’ 43”	45	11/12/2009	31/12/2017
Las Brisas, Sabalito	08o 52’ 48”	82o 53’ 39”	1040	8/1/2007	31/12/2017
Pindeco	09o 08’ 49”	83o 20’ 06”	397	1/1/2007	31/12/2017
Montecarlo	09o 21’ 28”	83o 36’ 03”	1005	17/6/2008	31/12/2017
Finca El Patio, Puerto Jiménez	08o 36’ 02”	83o 25’ 51”	8	1/1/2007	31/12/2017
COOPEAGROPAL, Laurel	08o 28’ 17”	82o 51’ 38”	16	9/3/2007	31/12/2017
Rancho Quemado	08o 41’ 01”	83o 34’ 08”	240	1/8/2012	31/12/2017

Con los histogramas para cada ubicación, se selecciona una turbina eólica de 3 kW disponible en el mercado en Costa Rica, cuyo costo de adquisición es de USD 6000 y la curva de potencia se muestra en la figura 4. Es necesario indicar que este producto es el único disponible en el mercado costarricense del cual el proveedor facilita la curva de potencia, razón por la cual no se incluyen precios de otras turbinas eólicas similares. Sin embargo, este procedimiento se puede replicar para cualquier otra turbina si se conoce su curva de potencia en función de la velocidad del viento. Si bien existe la posibilidad de realizar una importación de este tipo de maquinaria, esto no se recomienda debido a que el aerogenerador carecería de garantía y repuestos en el mercado nacional.

Figura 4. Curva de Potencia de una Turbina comercial de 3 kW. Fuente: [19].

A partir de la curva de potencia del aerogenerador para el rango de velocidades de 3 a 10 m/s, que contiene las velocidades medidas en las estaciones estudiadas, se obtienen los datos de forma discreta de la potencia entregada según la magnitud de velocidad de viento, como se muestra en el cuadro 4.

Cuadro 4. Potencia entregada por la turbina de 3 kW según velocidad del viento.

Velocidad	Potencia
3	118
4	267
5	547
6	868
7	1264
8	1792
9	2943
10	3437

Conociendo para cada estación meteorológica la distribución de frecuencias de velocidad del viento y considerando el valor de potencia entregada por la turbina según el cuadro 4, se realizó el cálculo, para cada ubicación, de la producción energética anual del aerogenerador comercial de pequeña escala seleccionado, asumiendo una condición ideal de operación continua todo el año. Se realizó para ello un análisis de velocidades discreto, debido a la resolución de los datos disponibles.

Por último, para aquellas estaciones donde el cálculo de producción de energía fue superior a 1000 kWh/año se aplicó el análisis de ahorro teórico esperado según la tarifa residencial vigente de 62,77 colones por kWh de la Compañía Nacional de Fuerza y Luz. Las tarifas por bloque de consumo se convirtieron a dólares utilizando el tipo de cambio en 612,47 colones por dólar y se muestran en el cuadro 5.

Cuadro 5. Tarifa residencial por bloque de consumo.

Tipo de tarifa Residencial T-RE
Bloque de consumo	Tarifa ($)
a. Bloque 0-30 kWh	0,1025
b. Bloque 31-200 kWh	0,1025
c. Bloque 201-300 kWh	0,1573
d. Bloque mayor a 300 kWh	0,1626

Fuente: Compañía Nacional de Fuerza y Luz.

Para determinar la rentabilidad de instalar turbinas comerciales de pequeña escala, se utilizó un escenario optimista y ficticio en el que no se consideran los costos por instalación y mantenimiento, además de un factor de planta igual a 1. De modo que tomando solamente el costo de adquisición de $6000 para la turbina de 3 kW, y una tasa de descuento del 10% se realizó el cálculo del valor actual neto (VAN) y de la tasa interna de retorno (TIR) para un período de 10 años.

Resultados y discusión

Al procesar los datos de velocidad del viento de las 36 estaciones meteorológicas, se obtienen los histogramas que se agruparon por regiones y a su vez, para la región del Valle Central se dividió en dos grupos. Se muestran los resultados en el rango de 0 a 8 m/s en todos los casos para efectos de facilitar la comparación entre el recurso eólico disponible en cada región. En el caso de la figura 5 los máximos de frecuencia ocurren por debajo de los 3 m/s, que es la velocidad mínima de viento a la cual la turbina entra en operación. Las estaciones de Volcán Irazú y Aeropuerto son las únicas que mantienen una frecuencia superior al 5% para velocidades de viento de 8 m/s. Se observa para esta región que a 10 m sobre el nivel del suelo la mayor frecuencia se da en velocidades por debajo de los 5 m/s.

Figura 5. Distribución de frecuencia de la velocidad de viento para estaciones 1, 2, 5, 6, 10 y 12 del Valle Central.

En el segundo grupo de estaciones del Valle Central mostradas en la figura 6 se observa que los registros de velocidad de 8 m/s son escasos. Además, las frecuencias máximas ocurren para velocidades por debajo de 3 m/s, donde la turbina no opera. Las estaciones que presentan mejores resultados son las de San Pablo de Cot y Tierra Blanca.

Figura 6. Distribución de frecuencia de la velocidad del viento para estaciones 3, 4, 7, 8, 9 y 11 del Valle Central.

Los datos obtenidos de las estaciones ubicadas en las regiones Vertiente Caribe y Pacífico muestran un comportamiento distinto al del Valle Central, pero similares entre ellas. En la figura 7 de las estaciones de la Vertiente del Caribe destaca muchos periodos de calma, con velocidad de 0 m/s y prácticamente sin registros superiores a 6 m/s.

Figura 7. Distribución de frecuencia de la velocidad del viento para estaciones de 13 a 19 de la Vertiente del Caribe.

En la figura 8 para el primer grupo de estaciones de la Vertiente del Pacífico se repite el comportamiento de máximas frecuencias en velocidades por debajo de 3 m/s. El Aeropuerto de Liberia de manera similar al Aeropuerto Juan Santamaría, presenta con frecuencia velocidades superiores a los 3 m/s.

Figura 8. Distribución de frecuencia de la velocidad del viento para estaciones 20, 21, 22, 23, 25, 26, 28, 31 y 33 de la Vertiente del Pacífico.

En la Vertiente del Pacífico, figura 9, presenta la misma tendencia de muchos periodos de calma, lo que hace que las mayores frecuencias sean por debajo de 3 m/s. En este caso a los registros de velocidades mayores a 4 m/s son prácticamente nulos.

Figura 9. Distribución de frecuencia y velocidad de viento para estaciones de 24, 27, 29, 30, 32, 34, 35 y 36 de la Vertiente del Pacífico.

En las figuras 7, 8 y 9 se puede observar que las frecuencias más altas son de las velocidades por debajo de los 3 m/s, lo que coincide con la velocidad mínima de entrega de energía de la turbina eólica seleccionada en este estudio.

A partir de la información obtenida, se realizó el análisis de manera discreta para determinar la producción energética anual en cada estación, los resultados superiores a 1000 kWh/año se detallan en el cuadro 6, así como el ahorro anual que entregaría el aerogenerador comercial de pequeña escala, con potencia nominal de 3 kW, en cada una de las estaciones, suponiendo un escenario optimista de operación continua.

Cuadro 6. Ahorro anual en dólares para cada estación con producción esperada por encima de los 1000 kWh/año.

Estación	kWh/año	Ahorro anual ($)
10. Volcán Irazú	7667,0	785,8
1. Juan Santamaría	3820,7	391,6
7. San Pablo de Cot	3431,2	351,6
6. RECOPE Ochomogo	3233,6	331,4
21. Hacienda Mojica	3159,8	323,8
25. Aeropuerto Liberia	2938,9	301,2
22. Pinilla	2782,0	285,1
5. ITCR, Cartago	2568,3	263,2
8. Tierra Blanca	2538,3	260,1
12. IMN, Aranjuez	1454,2	149,0
28. La Lucha 2	1447,7	148,4
23. Santa Elena de la cruz	1384,0	141,8
2. Laguna, Fraijanes	1274,4	130,6
13. Ciudad Quesada	1095,5	112,3
26. Santa Cruz	1016,5	104,2

Finalmente, para el ahorro más alto que es el de la estación del Volcán Irazú se obtuvo que, para una operación de 10 años, el valor actual neto es de -$ 1 171,82 y el retorno sobre la inversión del 5% por lo que la inversión debe rechazarse.

El panorama descrito podría beneficiarse si el precio de las turbinas eólicas se redujera en un futuro, lo cual efectivamente es la tendencia de acuerdo con [20]. No obstante, la determinación del punto de equilibrio entre el costo de la tecnología y los beneficios que esta ofrece, está fuera del alcance de esta investigación.

Por otro lado, la situación también podría ser más favorable si continúa el desarrollo en cuanto a eficiencia aerodinámica de los aerogeneradores a pequeña escala y la disminución en el par resistivo de arranque que permita que la turbina genere energía a velocidades de viento menores a 3 m/s. Sin embargo, a pesar de investigaciones como la de [21] que propone velocidades de arranque del aerogenerador para vientos de 2 m/s o bien en [22] para 1 m/s, las turbinas comerciales mantienen la cota de 3 m/s de velocidad de viento como valor mínimo para la generación de electricidad [23].

Conclusiones

Después de analizar el recurso eólico en 36 puntos en distintas regiones en Costa Rica, mediante mediciones realizadas a 10 m de altura durante 10 años y combinar estos resultados con el costo de la energía eléctrica y la potencia entregada por un aerogenerador comercial de pequeña escala, asumiendo condiciones ideales de factor de planta del 100% y cero costos de mantenimiento e instalación, es posible concluir lo siguiente:

Entre la muestra de sitios analizados en este estudio, las dos estaciones que registran el mayor potencial de recurso eólico son los aeropuertos, uno ubicado a 913 msnm y el otro a tan solo 89 msnm.

Las estaciones con mejores condiciones permitirían generar de forma teórica hasta 7 667 kWh/año lo que, desde el punto de vista económico, no se traduce en un proyecto viable porque la tasa interna de retorno es de apenas 5%. Por lo que no es económicamente viable la instalación de turbinas comerciales en las condiciones estudiadas.

Con este panorama, las alternativas viables serían colocar las turbinas a alturas mayores a los 10 metros sobre el suelo, preferiblemente en locaciones más ventosas. Otra alternativa sería utilizar una turbina eólica más adecuada para vientos de baja velocidad, lo cual requiere un diseño específico pues, aunque el aerogenerador seleccionado tiene una velocidad de operación mínima de 3 m/s, esta es una condición usual en las turbinas eólicas comerciales de pequeña escala. Así las cosas, se vislumbra en ese sentido una valiosa línea de investigación en cuanto al desarrollo de turbina eólicas aptas para vientos de bajas velocidades, las cuales aún no existen en el mercado.

Referencias

[1] Global Wind Energy Council, “Global Wind Statistics”, Brussels, 2019.

[2] Grupo ICE, “Somos electricidad renovable y solidaria”, 2020.

[3] D. Henao león, A. C. Báez Alarcón, y J. B. Pedroza Rojas, «Metodología para determinar la viabilidad de generación de energía eléctrica por medio del recurso eólico», Investigación e Innovación en Ingenierías, vol. 6, n.º 2, pp. 6-15, jun. 2018. https://doi.org/10.17081/invinno.6.2.3108

[4] Posso, F. (2002). Energía y ambiente: pasado, presente y futuro. Parte dos: Sistema energético basado en energías alternativas. Geoenseñanza, 7(1-2), 54-73. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=36070206

[5] F. Eraso Checa y E. Escobar Rosero, “Metodología para la determinación de características del viento y evaluación del potencial de energía eólica en Túquerres-Nariño”, Rev. Cient., vol. 31, n.º 1, pp. 19–31, ene. 2018. https://doi.org/10.14483/23448350.12304

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