Damaris Rosabal Lopes da Silva Máster Sostenibilidad 2010/2011

Introducción Situación actual de abastecimiento de agua de la ciudad de Praia Métodos de desalinización y gastos energéticos de la desalinizadora de Palmarejo, en combustibles fósiles Datos Climatológicos de la zona. Disponibilidad energética renovable. Análisis económico de las tecnologías propuestas Escenarios de abastecimiento de agua usando aerogeneradores Conclusiones Bibliografía

Cabo Verde contexto mundial Dependencia de Cabo verde combustibles fósiles Praia y su actual situación de abastecimiento de agua y relación de desalinización Dependencia a combustibles fósiles para la desalinización de agua en la ciudad de Praia Análisis de capacidad de disponibilidad energética de renovables

Tabla 1. Producción agua Praia PraiaConectados a Red (hab) No Conectados a Red (hab) Total Población (51%) (49%) (100%) Consumo/hab31,1l/día (82%)8,5 l /dia (18%)23,3 l /dia Total2743 m3/dia (83%)578 m3/dia (17%)3321 m3/dia (40%) Tabla 2. Consumo diario población de Praia 89% agua desalada 33% perdidas Población conectada a red consume 4 veces más de los que no lo están Consumo diario 40% producción total Aumento a 40l/ dia por habitante Jean Charles Belley,2010. Informe de perdidas sistema de abastecimiento ciudad de Praia

Método de desalinización utilizado en la ciudad de Praia es la Osmosis Inversa porque: Ampliamente utilizado a nivel comercial Bajo consumo energético Pocos costes de inversión y producción. Tabla 3. Gastos energéticos desalinización de agua ciudad de Praia Métodos de desalación Electra Análisis sistema de saneamiento de Cabo Verdee Fuente: Electra Análisis sistema de saneamiento de Cabo Verde Figura 1: Modelo Planta desalinizadora OI Destilación súbita por “efecto flash” – MSF Destilación por “múltiple efecto” – MED Osmosis Inversa

Figura 2. Intensidad del viento m/s- Enero Figura 3. Intensidad del viento m/s- Abril Figura 4. Intensidad del viento m/s- Julio Figura 5. Intensidad del viento m/s- Octubre Fuente: Stackhouse P.W., Whitlock C.H., Surface Metereology and Solar Energy. Atmospheric Science Data Center. NASA

Figura6: Insolación media kW/m^2/dia -EneroFigura7 Insolación media kW/m^2/dia -Abril Figura8 Insolación media kW/m^2/dia -JulioFigura8 Insolación media kW/m^2/dia - Octubre

Potencia simulada de aerogeneradores en Praia Grafico 1: Velocidad media anual del viento - Praia Tabla 4: Probabilidad Vientos (%) - Praia P eólica = 1/2*ρ aire *A*V 3 C P eólica =potencia eléctrica aerogenerador ( MW9) ρ aire = 1,18 Kg/m 3 A = π*r 2 V = Velocidad del Viento (m/s) C= Eficiencia (0,36) (Mukund 1999) = ∑ P eólica (V) * Prob(V) Mukund 1999

Potencia simulada aerogeneradores Tabla 5: Datos Técnicos: aerogeneradores (Enercon, Acciona Technical Information E = P media * T Gráfico 2. Energía simulada suministrad por Enercon E 40 y Acciona AW Acciona AW 1500 Y Enercon E 40 Eficiencia: “tecnológica” Potencia producida Potencia disponible

Potencia simulada aerogeneradores Tabla 5: Datos Técnicos: aerogeneradores (Enercon, Acciona Technical Information E = P media * T Gráfico 2. Energía simulada suministrad por Enercon E 40 y Acciona AW Acciona AW 1500 Y Enercon E 40 Capacity Factor: “Eficiencia local” Potencia producida “local” Potencia max instalada

Potencia simulada aerogeneradores Tabla 5: Datos Técnicos: aerogeneradores (Enercon, Acciona Technical Information E = P media * T Gráfico 2. Energía simulada suministrad por Enercon E 40 y Acciona AW Grafico 3.Capacity factor simulado para AW 1500 y E 40 Acciona AW 1500 Y Enercon E 40

Potencia planta solar en Praia Gráfico 4. Insolación media Praia P solar = E*A*I P solar = Potencia Solar eléctrica E = Eficiencia de conversión (o,16) radiación solar a energía eléctrica. A = Tamaño del campo solar (área total de los espejos) I = Insolación Mukund 1999 Andasol -1 (Guadix, Granada) Tabla6. Datos Técnicos (Solar Millenium Techical Infromation. AG 2008)

Gráfico 5.Energia diaria suministrada Adasol-1 Potencia simulada de planta solar en Praia Grafico 6.Capacity factor simulado para Andasol 1 Praia

Cual de las 2 seria más rentable económicamente? Potencia eléctrica producida e igual a la requerida: P = Ps * Cfs + Pe * Cfe Ps-> Potencia solar instalada Pe-> Potencia eólica instalada Estimación Coste por unidad de potencia instalada: C = Ps * Cs + Pe * Ce Ce->Coste por unidad potencia eólica instalada Cs-> Coste por unidad potencia solar instalada C = Ps (Cs – Ce*Cfs/Cfe ) + P * Ce/Cfe m=(Cs – Ce*Cfs/Cfe) Tabla 7. Pendiente coste potencia instalada y=mx + b m>0 m<0 b Ps C Si m > 0 (Cs – Ce*Cfs/Cfe ) > 0 Cs/Cfs > Ce/Cfe Coste potencia solar producida Coste potencia eólica producida >

Escenario 1 : Abastecimiento consumo actual Meses \ #Aerogeneradores12345 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Media Precio (millones €)1,534,567,5 Porcentaje del abastecimiento de agua suministrado por energía eólica en función del número de aerogeneradores instalados Tabla 8. Representación autonomía escenario 1

Escenario 2 : Abastecimiento consumo diario de 40L por habitante Porcentaje del abastecimiento de agua suministrado por energía eólica en función del número de aerogeneradores instalados Meses\# Aerogeneradores12345 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Media Precio (millones €)1,53,04,56,07,5 Tabla 9. Representación autonomía escenario 2

Praia según, los parámetros analizados tiene un campo solar y eólico buenos lo que lleva a una disponibilidad energética para la aplicación d renovables para la obtención de energía eléctrica. Se comprueba que debido a la climatología y el precio actual, saldría mucho más rentable la instalación de campos eólicos que plantas termosloares Que según lo representación de autonomía, para la demanda actual de la ciudad, a partir de 2 aerogeneradores la ciudad ya seria autónoma, en términos de producción de energía para desalar agua. Se recomienda la mejora de las instalaciones, de la red de abastecimiento de forma a disminuir las perdidas existentes.

Electra Análisis sistema de saneamiento de Cabo Verde EU consultant Jean Charles Belley,2010. Informe de de perdidas sistema de abastecimiento ciudad de Praia Stackhouse P.W., Whitlock C.H., Surface Metereology and Solar Energy. Atmospheric Science Data Center. NASA Patel,Mukund R, Wind and Solar Power Systems. CRC Press LLC US department of energy 2007, Concentrating Solar Power Comercial Application Study Miguel Torres Corral Centro de Estúdios Hidrograficos2004 Avances Técnicos en la Desalación de Aguas Antonio Lamela 2004, Desalación de agua de mar. German Aerospace Cente,r 2005 Concentrating Solar Power for the Mediterranean region. Enercon, Technical Information ( Acciona, Technical Information ( Solar Millenium AG. Techical Information (