Una propuesta para la fabricación de aerogeneradores

Resumen

Este trabajo tiene como objetivo explicar cómo deben fabricarse las torres eólicas. Por su forma -tronco-cónicas-, dimensiones -alrededor de 4m de diámetro y 70 m de longitud- exigencias de precisión y rigidez aportarán cerca del 30 % al precio del aerogenerador. Además, en su transportación se incluye el pago del flete por su volumen. Estas torres, permiten un ahorro que oscila entre los $100 USD.

Introducción

Un aerogenerador es un equipo que genera electricidad a partir de que se pone en movimiento por una turbina eólica. Sus precedentes directos son los molinos de viento, los cuales fueron de gran utilidad en Cuba antes del 1ro de Enero de 1959.

Pero el uso de la energía eólica aparece en la actualidad como una de las formas más aceptadas de proteger el medio ambiente. En tanto se obtiene mediante el uso de una fuente natural y renovable como lo es el aire. Además, permite la generación de energía eléctrica por un avía muy económica.

De este modo surgen los aerogeneradores modernos. Estos pueden trabajar de manera aislada o agrupados en parques eólicos. También en plantas de generación eólica, distanciados unos de otros, en función del impacto ambiental y de las turbulencias generadas por el movimiento de las palas.

Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados de un sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red.

La energía eólica se está volviendo más popular en la actualidad, al haber demostrado la viabilidad industrial, y nació como búsqueda de una diversificación en el abanico de generación eléctrica ante un crecimiento de la demanda y una situación geopolítica cada vez más complicada en el ámbito de los combustibles tradicionales.

En general las mejores zonas de vientos se encuentran en la costa, debido a las corrientes térmicas entre el mar y la tierra; las grandes llanuras continentales, por razones parecidas; y las zonas montañosas, donde se producen efectos de aceleración local. De ahí que al ser Cuba una isla, resulte factible explorar aquellas zonas donde existan condiciones para construir parques eólicos.

Siguiendo el desarrollo energético que acontece en el país, hoy existen posibilidades de desarrollar parques eólicos en casi toda la costa norte. El primero, ubicado entre Gibara y Punta Lucrecia cuenta de 30 MW, lo que presupone unas 20 ó 30 torres a mediano plazo. Las posibilidades de generación eólica pudieran extenderse a cientos de MW en la nación. Otra perspectiva es la posibilidad de producir torres para futuros desarrollos eólicos en países del área, principalmente en los signatarios del ALBA

Procedimiento metodológico

Las consideraciones anteriores conducen al planteamiento del siguiente Problema científico:

Necesidad de buscar alternativas para la generación de energía eléctrica para nuestro país, una de ellas, es la eólica.

Objeto de estudio

Implementar un programa estratégico de desarrollo de la energía eólica a mediano plazo.

Objetivo general

Desarrollar un estudio de mercado sobre las torres eólicas a nivel nacional e internacional y así poder invertir en tecnología para la fabricación de las mismas en empresas cubanas.

Objetivos específicos

• Estimar la oferta y demanda de las torres eólicas a nivel nacional e internacional.

• Identificar al menos dos países con potencial para la exportación y los requisitos de entrada y las barreras arancelarias.

• Identificar los canales de distribución.

• Describir las presentaciones del producto.

• Análisis de las principales materias primas, proveedores y costos de compras.

• Establecer los costos de inversión, producción y los rendimientos.

• Definir los precios promedios de las torres a nivel nacional e internacional.

• Describir y analizar los estándares de calidad para las torres a nivel nacional e internacional.

• Identificar los obstáculos que enfrenta las torres eólicas en el proceso de comercialización.

Con el objetivo de sustituir los combustibles fósiles, con la ventaja adicional de evitar la emisión a la atmósfera de CO2, el país implementó un programa estratégico de desarrollo de la energía eólica a mediano plazo que contempla la instalación de parques eólicos en zonas previamente estudiadas para alcanzar una Potencia Instalada en Energía Eólica de 537 MW en el año 2020.

Para la realización de esta investigación se utilizaron los siguientes métodos

Métodos del nivel teórico:

Analítico-Sintético, el Inductivo-Deductivo y el Histórico-Lógico con el objetivo de procesar la información, establecer antecedentes, generalizaciones y comparaciones que permitieran procesar los datos recopilados y así llegar a conclusiones.

Métodos del nivel teórico empírico:

La encuesta a especialistas.

Métodos del nivel Matemático y / o Estadístico:

El análisis porcentual para el procedimiento de la información obtenida.

Resultados

Requerimientos de nuestra propuesta de proyecto de investigación:

• Un requerimiento muy importante es la relación del Aerogenerador con su base, peso altura, coexistencia con respecto a los suelos y área geográfica. Para estos casos, nuestro cliente nos notificará cada especificación para incluirlo en el producto final.

• El principal metal con que trabajará será, acero S355J2G3 en planchas laminadas entre 20 y 40 mm.

• Se poseen avales de todos los organismos interesados para la adquisición de la tecnología, la instalación, la producción y la comercialización de nuestro producto.

A partir de esta idea se realiza un estudio en el país de quién podría fabricar tanto la estructura de los parques eólicos como partes de los mismos. El resultado fue, que se tenía que exportar en su totalidad, por lo tanto se da a la búsqueda de las mismas en el mercado mediante un estudio de compras y cuando se valoran los precios, fletes y otros gastos nace un factor que nos crea una debilidad, los gastos de transportación. Otro problema es el productor. Qué pasa: que el mayor número de productores de torres y aerogeneradores del mundo estaban ubicados en Europa y China y esto elevaba aún más los gastos de flete. Luego como parte experimental se compra un Parque Eólico para Gibara a través GAMESA, México.

Partiendo de esta experiencia nace otra idea, la de producir en Cuba las torres e importar los aerogeneradores y así disminuir los costos, sobre todo los de fletes que son los que más nos golpeaban por nuestra posición geográfica. Acto seguido nace otra idea aún más prometedora y que se trataba de exportar estas torres a países del área como a los de última integración, con demanda de las mismas y con problemas similares con los altos gastos de transportación desde los países del oriente. Nace en sí una oportunidad en el mercado para nuestra cartera de negocio. Pero para la producción de estas torres, Cuba no poseía una tecnología actualizada ni adecuada, lo que conllevó a una investigación de las empresas cubanas que podrían tomar esta inversión y arrancar la producción de dicho producto. En este caso Planta Mecánica presentó su solicitud para asumir esta producción.

Esto nos da la medida de que lo más importante para un proyecto es realizar una buena investigación de mercado, bien profunda.

Como una necesidad actual, a la cual se le busca solución mediante un estudio de mercado que nos puede llevar a buscar alternativas mejores y hasta brindarnos la posibilidad de ver una oportunidad de negocio, un nicho de mercado y actualizar nuestras tecnologías en un mercado cada día más competitivo.

Discusión

Además esta investigación nos proporciona otras ventajas como son:

Movimientos de precios de estos productos en el mundo, conocer a nuestros futuros competidores, sus debilidades y fortalezas, cuotas de mercado, conocer proveedores de nuestras materias primas, experiencia de otros productores, deficiencias y errores.

Con la implementación de este proyecto se podrá fabricar torres eólicas a razón de 32 en el primer año, 64 para el segundo y 72 para los restantes, sufragando así gran parte de la demanda nacional y dando posibilidades a exportar para la obtención de divisas para la retroalimentación de materias primas y así poder seguir el ciclo productivo. Con la instalación de estas torres con sus respectivos aerogeneradores en zonas previamente estudiadas donde puedan rendir al máximo, poder ahorrar combustibles al país y mejorar el servicio de energía eléctrica.

Para el caso de Planta Mecánica simboliza un gran reto debido que no solo tendríamos que adquirir las máquinas para el proceso de fabricación y ensamblaje de las torres, sino que además mejoraríamos nuestro parque de equipos e incluida una gran mejora en la calidad de nuestro producto final.

Para la instalación de la nueva tecnología poseemos un personal con alta experiencia en la materia y una infraestructura en buenas condiciones, solo sería adaptar algunas técnicas y equipos nuevos. Para este caso solo remplazaría la tarea manual con tareas mecanizadas y disminuiría el tiempo de fabricación y los descartes por errores de calidad y otros problemas. Además de la tecnología, aumentaría la capacidad productiva así como las utilidades para nuestra empresa.

También la implementación de la tecnología solicitada traería impactos sobre el medio ambiente como es el caso de los desechos de las cámaras de pintura y granallado entre otros, y para mantener controlados estos desechos y así no afectar al medio que nos rodea.

Con la producción de estas torres para el país aumentaría gradualmente la potencia de la energía eléctrica para la distribución de la misma por la red nacional, mejorando la calidad del servicio tanto para la población como para las empresas, además de disminuir altos costos monetarios para el país.

Podemos decir además que abre puertas al conocimiento para poder perfeccionar el sistema eólico en todo el país y tomar este medio de generación de electricidad para producciones o servicios de alto consumo que se puedan alimentar mediante el mismo. Además de capacitar al personal que trabajaría en la producción, técnica y dirección del proyecto.

Conclusiones

• 1. El acopio de una parte de la documentación de proyecto de las torres de aerogeneradores de diferentes productores extranjeros, que permite evaluar las tecnologías requeridas para la fabricación de las torres.

• 2. El estudio de las posibilidades objetivas de contar con recursos tecnológicos y humanos disponibles, para la producción de las torres tubulares de forma tronco cónicas de acero.

• 3. Búsqueda y solicitud de las principales Normas de Diseño y Fabricación indispensables para la producción de torres de aerogeneradores.

Recomendaciones

• 1. Destinar los recursos materiales y humanos necesarios para la implementación de la tecnología sugerida en el presente estudio para construir las torres tubulares de forma tronco cónicas de acero.

• 2.  Tener en cuentas las Normas de Diseño y Fabricación indispensables para la producción de torres de aerogeneradores.

Bibliografía

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Anexos

Anexo 1

Inversión inicial estimada:

Anexo 2

Comparación de costos:

Anexo 3

Costos de fabricación de una torre de 70 m

Autor:

Lic. Leicy Zuazo Yera