Proyecto de Energia Eolica6

Capítulo Anális Análisis is de Proyecto Proyecto de de En Energí ergía a Eólica Eólica

RETScreen Internacional Centro de Soporte en Decisiones de Energía Limpia www.retscreen.net

ANALISIS ANALI SIS DE PRO PROYECTO YECTO EN ENERGI ENER GIA A LIMPIA

TEXT TE XTO O DE CASOS CASOS DE INGIENERIA RETScre RET Screen en R

CANMET Centro de Tecnología Energética Varennes (CE (CETC) TC) En colaboración con

CAPITULO DE ANALISIS ANALISIS DE PROYECTO DE ENERGIA EOLICA

Cláusula de exención de responsabilidad Esta publicación se distribuye con fines informativos solamente y no reflejan necesariamente las opin opiniones iones del Gobierno de Canadá ni constituye un aval de cualquier comercial producto o persona. Ni Canadá, ni su ministros, funcionarios, empleados y agentes que ninguna garantía con respecto a esta publicación, ni asume ninguna responsabilidad derivada de esta publicación.

© Ministro Ministro de Recursos Naturales de Canadá 2001 – 2004.

ENERGIA EOLICA

1


ENERGIA EOLICA

2


TABLA DE CONTENI CONTE NIDOS DOS Tabla de Contenidos…………………………………………………..3 1 Introducción a la Energía Eólica……………………………..……….5 1.1 Descripción de las turbinas eólicas ……………………..………...…7 1.2 Aplicación de turbinas eólicas eólicas en el mercado mercado …………..…….…..10 1.2.1 Aplicaciones Aplicaciones desconectadas a la red (off-grid) …………………...10 1.2.2 Aplicaciones Aplicaciones conectadas a la red…………………………………11

2 Modelo “ RETScreen TM Wind Energy Project ”…………… ”…………….…14 2.1 Producción de Energía Sin Ajustar ………………………………..…15 2.1.1 Distribución Distribuc ión de la velocidad velocidad del viento………………………..…….15 2.1.2 Curva de Energía……………………………………………………….17 2.1.3 Producción Producc ión de energía sin ajustar……………………… ajustar…………………………………….17 …………….17

2.2 Producción de Energía Bruta…………………………………….…….18

2.3 Entrega de energía Renovable …………………………………………18 2.3.1 Recogida de energía renovable ren ovable…………………………..………..18 2.3.2 Tasa de absorción absorc ión y entrega de energ ía renovable ren ovable………………...19 2.3.3 El exceso de energía renovable disponible dis ponible………………………….20 2.3.4 Rendimiento especifico especific o…………………………………………...……20 2.3.5 Factor de de capacidad de la planta eólica ………………………..…. ...21

2.4 Validación ………………………………………………………………..…21 2.4.1 Validac Validación ión del modelo de energía eólica en comparación com paración con el modelo por horas (hourly model)………………………………………………….……21 2.4.2 Validac Validación ión del modelo de energía eólica comparado con el el modelo de monitoreo de datos ………………………………………………..……....26

3 Análisis de costo del proyecto de Energía Eólica RETSCREEN………………………………………………………..……28

ENERGIA EOLICA

3


3.1 Costos Inici Inicia a les………………………………………………………….29 3.1.1 Estudios de Viabilidad………………………………………….…….30 3.1.2 Desarrollo…………………………………………………………..…..34 3.1.3 Ingeniería……………………………………………………………. ....37 3.1.4 Equipamiento Equipam iento de la Energí Energ ía Renovable…………………….………39 3.1.5 Balance de Planta……………………………………………….…....41 3.1.6 Misceláneos ……………………………………………………..……..44

3.2 Costos Anuales………………………………………………………….45

4 Referencias…………………………………………………………………49

ENERGIA EOLICA

4


CAPITULO DE ANALISIS DE PROYECTO DE ENERGIA EOLICA Análisis de proyecto de energía eólica: Casos de Ingeniería es un texto electrónico para profesionales y estudiantes universitarios. Este capítulo cubre el análisis de proyectos potenciales de energía eólica usando el Software RETScreen® International Clean Energy Project Analysis, incluyendo una introducción de la tecnología y una descripción detallada de los algoritmos encontrados en dicho Software. Software. Una colección de casos casos de proyectos estudiados, con cesiones, cesiones, salidas salidas a terrenos e información acerca de cómo los proyectos se trabajan en el mundo real, real, todo est o disp disp onible en el Sitio Sitiowww.retscreen.net www.retscreen.net

1 INTROD INTRODUC UCCION CION A LA ENERGIA EOL EOLIICA La energía cinética del viento es una prometedora fuente de energía renovable con un potencial significativo en muchas partes del mundo. La energía que puede ser capturada mediante turbinas eólicas depende en gran manera de la velocidad media del viento. Las regiones que normalmente presentan este atractivo potencial están localizadas cerca a las costas, en planicies a terreno abierto y en los los bordes de lagos lagos y ríos. Algunas veces también se presenta en en áreas áreas montañosas. A pesar pesar de estas limitaciones geográficas para posicionar un proyecto de energía eólica, hay una gran variedad de otros sitios; existe un amplio terreno en la mayoría de zonas del mundo para proporcionar las necesidades de electricidad locales, con los proyectos de energía eólica [Rangi, 1992]

Figura 1:

Parque Eólico conectado a Red Central de 39.6 MW en España

ENERGIA EOLICA

5


La demanda mundial de turbinas eólicas ha ido creciendo rápidamente en los últimos 15 años. Durante 2001, la industria de energía eólica ha instalado más de 5500 MW de capacidad generadora; cerca de 24000 MW es la energía estimada que está en operación a nivel mundial. [Wind Power Monthly, 2001]. Gran parte de esta demanda es por la necesidad de usar generadoras eléctricas de “combustibles limpios”. Las turbinas eólicas modernas están en el rango de generación entre 205 kW a 1 MW cada una. Los parques eólicos, las cuales usan varias turbinas, han sido construidos en un amplio rango de potencias; los tamaños típicos que se usan actualmente han sido incrementados de cerca de los 100kW hasta 1 MW en la última década. En algunas localidades del mundo, los proyectos de energía eólica han entrado a competir con las plantas de potencia actuales (ej. las nucleares, nucleares, petróleo petróleo y carbón).

Figura 2: Turbina de 2 MW en un parque mar adentro de 40 MW.

ENERGIA EOLICA

6


Además, existen una gran cantidad de otras alternativas para las turbinas eólicas, tal como la aplicación en redes aisladas a mediana escala, de diesel desconectada a la red, que generalmente se utiliza para bombear agua y para el suministro de electricidad en la carga de baterías.

Financiablemente hablando, los proyectos de energía eólica son más viable en las en áreas “con ventolera”. Esto se debe al hecho de que el poder potencial del viento está relacionado con la velocidad del viento al cubo. Sin embargo, el potencial de la producción de aire en la práctica, es realmente proporcional al cuadrado de la velocidad media del viento. Esta diferencia se explica por las las características de conversión aerodinámica, aerodinámica, mecánica mecánica y eléctrica y por las las eficienc eficiencia iass de las las turbinas eólicas. Esto significa, que la energía que ha sido producida por turbinas eólicas se incrementa cerca del 20% al aumentar en 10 % la velocidad del viento. El emplazamiento del parque eólico es crucial para el financiamiento de la empresa. Es importante tomar nota que las mediciones normalmente se basan en observaciones a corto plazo de climas extremos, como en las tormentas y ninguna de estas "velocidades de viento" podría ser interpretada erróneamente como muestra representativa. Una adecuada evaluación de los recursos de viento es uno de los componentes más importante para la mayoría de los desarrollos de proyectos de energía eólica.

1.1 Descripción de las turbinas eólicas

La tecnología de las turbinas eólicas ah alcanzado un estatus de madurez durante los últimos 15 años como resultado de la competencia comercial a nivel internacional, la producción en masa y una exitosa tecnología en R&D. Lo primero se refiere a que las turbinas eran muy caras e irrealizables y esto ha sido en gran parte disipado. Los costos de energía eólica han bajado y la disponibilidad técnica de aerogeneradores es constante estando cerca del 95 %. Los factores de carga en proyectos de plantas de este tipo han mejorado del 15% a cerca del 30%, para sitio con buen régimen de vientos vientos [Rangi, [Rangi, 1992]. Los sistemas modernos de energía eólica operan automáticamente. Las turbinas funcionan con las mismas fuerzas creadas por las alas en los aviones, para causar la rotación de las aspas. Uno de los sistemas de control de estas turbinas consiste en la utilización de un anemómetro que continuamente indica la velocidad del viento. Cuando Cuando la velocidad velocidad del viento no es es lo suficientemente suficientemente alta alta como para superar la fricción de la turbina, la unidad motriz permite que los controles giren el rotor, produciendo una potencia muy baja. Esto se produce generalmente cuando hay una suave brisa, de unos 4 m/s. La potencia aumenta rápidamente cuando la velocidad del viento aumenta. Cuando la salida de potencia llega a la máxima de lo que se diseñó la maquinaria, el sistema de control de la turbina turb ina determina la salida sa lida de potencia potenc ia a la nominal. Cuando la velocidad veloc idad del v iento llega a ser la que produce produc e la la potencia potenc ia nominal en la turbina, turb ina, se le le define como com o veloc velocidad idad nom nominal inal y generalmente esta cercano a los 15 m/s. Finalmente, si la velocidad del viento aumenta fuertemente, el sistema de control apaga la turbina para prevenir daños a la maquinaria; este corte se produce normalmente cuando la velocidad del viento ronda los 25 m/s.

ENERGIA EOLICA

7


Los componentes más importantes de un moderno sistema de energía eólica normalmente consisten de lo siguiente: Rotor, con 2 o 3 aspas, los cuales cuales convierten la la energía del viento en energía mecánica en el eje del rotor;

Torre elevada, la cual sostiene el rotor elevado desde el suelo, para que capture las velocidad del viento

Caja de cambios para transmitir el momento del rotor en el generador eléctrico (aumentar velocidad)

Sistema de control para encender y parar la turbina y monitorear para una correcta operación de la maquinaria; y

Cimientos para prevenir que el aerogenerador reciba golpes de fuertes ventoleras y/o condiciones de heladas [CanWEA, 1996]

ENERGIA EOLICA

8


Figura 3 Ilustraciones de la configuración de una típica “Horizontal Axis Wind Turbine” de un sistema de energía eólica HAWT. La “Vertical Axis Wind Turbine” o VAWT es un diseño

alternativo alternat ivo igu igual al de viable viab le que la anterior, anter ior, pero no es tan común co mún como el el diseño HAWT HAWT en los proyectos implementados recientemente alrededor del mundo.

ENERGIA EOLICA

9


1.2 Aplicación de turbinas eólicas eó licas en el mercado

El mercado de las turbinas eólicas se puede clasificar según la finalidad que se le dé a esta tecnología; este tipo de proyectos son en común para aplicaciones en donde no se trabaje con conexión a la red (off-grid); sin embargo el gran potencial en el mercado para estos proyectos, es con conexión a la red. El “RETScreen

TM

wind energy Project “s e enfoca en aplicaciones aplicaciones c on conexión conexión a

la red.

1.2.1 Aplicaciones desconect desconecta a das a la red (off-gr (off- grid) id)

Históricamente, la energía eólica ha sido más competitiva en lugares remotos, lejos de la red eléctrica y que requieren poca cantidad de energía eléctrica, normalmente menos de 10 kWp. En estas aplicaciones sin conexión a la red (off-grid), generalmente la energía se usa para cargar baterías y proporcionar una recatada demanda de energía eléctrica del consumidor (individual) o para el bombeo de agua, que generalmente se almacena. La competencia de la energía eólica en aplicaciones de potencia “off -grid” en lugares remotos, es la extensión de la red eléctrica (conectarse a la red), las baterías primarias (desechables), el Diesel, el gas y los generadores termoeléctricos. [Leng, 1996].

Figura 4:

Turbina desconectada de la red en México de 10 KW

ENERGIA EOLICA

10


1.2.2 Aplicaciones conectadas a la red

Para las aplicaciones conectadas a la red, el sistema de energía eólica alimenta directamente la energía eléctrica en el uso de red eléctrica. Se pueden distinguir dos tipos.

1. Generación de electricidad con una red aislada, con una capacidad de generación de aproximadamente entre 10 kW y 200 kW. 2. Generación de electricidad con una red central, con una capacidad de generación de aproximadamente entre 200 kW y 2 MW.

Redes Aisladas

Modelo de Proyecto de Energía Eólica RETScreen Internacional

Este modelo puede ser usado en todo t odo el mundo para una fácil evaluación de la producción de ener gía, costos cost os en los ciclos ciclos de vida y reducciones de emisione e misioness de gas invernadero para proyectos de redes central, redes aisladas aisladas y Desconectadas a la red que van en dimensión de acuerdo acuerdo al tamaño de escala en los parques p arques eólicos eólicos de múltiples turbinas a p equeña escala escala en sist emas híbridos diesel-eóli diesel-eólico co individuales

Las redes Diesel aisladas son comunes en comunidades remotas. La generación de electricidad es a menudo más cara en estas comunidades debido al alto costo del transporte de combustible Diesel. Sin embargo, si en este lugar existen buenos vientos localizados, un pequeño proyecto de energía eólica se podría instalar para ayudar a suministrar una porción de electricidad a estas comunidades. Este tipo de proyectos energéticos son normalmente los “wind-diesel hybrid system ” ( sistemas híbridos eólico-diesel). El papel de este tipo de sistemas es ayudar a reducir el consumo de combustibl combus tiblee Diesel. Un s istema hibrido hibrido Diesel-Eólico es mostrado en la Figura 5.

ENERGIA EOLICA

11


Figura 5: Turbina Aislada A islada de la Red de 50 kW, ubicada ubi cada en el Ártico.

Redes centrales. Las aplicac centrales para energía energía eólica eólica son cada c ada vez vez más comunes. comunes. aplicacio iones nes de “Central grid” o redes centrales En zonas relativamente ventosas, una mayor escala de turbinas eólicas es alineada para crear un parque eólico con capacidad en la gama de multi-megavatios. El sitio en donde no haya vientos, usualmente se le dan otros propósitos, como la agricultura. Otro propósito común que se le da al desarrollo del proyecto de energía eólica incluye la instalación de uno o más turbinas a mayor escala individuales individuales o cooperativas. Un parque eólico, tal como se describe en la Figura 6, consiste en un número de turbinas eólicas (las cuales a menudo son instaladas en filas, perpendiculares a la dirección de viento), caminos de acce acc eso, interconexiones interconexiones eléctricas, eléctricas, una sub estación, estación, una sala de monitoreo, monitoreo, un sistema s istema de control y una sala sala de mantenimiento mantenimiento para p ara parques parques más grandes. La creación creación del proyecto proyecto energía eólica eólica incluye la determinación de los recursos de viento, la adquisición de las autorizaciones y permiso, el diseño y especificaciones de la infraestructura tanto civil, eléctrica y mecánica, la distribución de las turbinas eólicas, la compra de equipamiento, la construcción y la comisión de instalación. La construcción supone la preparación del sitio, caminos de tierra, la construcción de las fundaciones de la turbina, la instalación del colector de líneas eléctricas y transformadores, posicinamiento de las turbinas, turbinas, y la construcción de una sub estación.

ENERGIA EOLICA

12


Figura 6: Componentes Componentes de un Parque P arque Eólico en EE.UU.

La evaluación de d e recursos recurs os eólicos eólicos y la aprobación aprobac ión de un parque eólico son s on a menudo las más largas actividades de este tipo de proyectos. Esto puede llevar hasta 4 años por causa de un largo estudio de impacto ambiental. La constr con struc ucción ción fácilmente puede hacerse hacers e en en 1 año. La determinación precisa prec isa de los recursos eólicos en un sitio cedido es uno de los aspectos más importantes en el desarrollo del proyecto de energía eólica. En muchas instancias, es recomendable tomar al menos un año entero para hacer las mediciones para determinar la localidad exacta en donde el proyecto será instalado. [Brothers, 1993], [CanWEA, 1996] y [Lynette, 1992]. La Figura 7 muestra la instalación de un mástil meteorológico de 40 metros de altura en el Centro Tecnológico de Energía CANMETVarenns, Canadá.

Figura 7: Instalación de un mástil meteorológico de 40 metros de altura.

ENERGIA EOLICA

13


Para un proyecto a pequeña escala (por ejemplo en la carga de baterías o bombeo de agua), el costo del monitoreo eólico podría ser mayor que el costo de adquisición e instalación de una turbina pequeña. En este caso el asesoramiento de recursos eólicos podría estar incompleto.

Projec t” 2 Modelo “RETScreen TM Wind Energy Project El modelo “ RETScreen

TM

Internacional puede Internacional puede ser utilizado en todo el mundo con gran facilidad para la la evaluación evaluación de producción producc ión de energía, energía, costos c ostos del ciclo ciclo de vida v ida y para efectos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero para los Proyectos con aplicaciones conectadas a la Red Central, aisladas a la Red y Desconectadas a la Red a grandes (múltiples turbinas) y pequeña escala (Sistemas híbrido Eólico-Diesel individuales). Calculo de Curva de Energía

Seis Hojas de Trabajo (“ Energy Model”, “ Equipment Data”,” Cost Analysis”,” Gree Greenhouse nhouse Gas Emission”, “R eduction Analysis” Analysis” (GHG Analysis), “Financial Summary” and “Sensitivity and Risk Analysis” ( Sensitivity), Sensitivity), están expuestos en el archivo de trabajo de este

proyecto.

Cálculo de la Producción de Energía Desajustada

La hoja de trabajo “Energy Model” debe ser completado en primer lugar. La hoja de trabajo “Cost Analysis” debe ser terminado, y finalmente debe ser comple c ompletada tada la “Financial Summary” . La “GHG Analysis and Sensitivity” es opcional. Esta hoja de cálculo se ofrece para ayudar al

Cálculo de la Producción de Energía Bruta

usuario respecto a la estimación del potencial de mitigación de los gases de efecto invernadero (GEI) del proyecto propuesto. La hoja de trabajo “Sensivity” se presenta para ayudar al usuario poder estimar la sensibilidad de los más importantes indicadores financieros en relación a los principales parámetros técnicos y financieros. En general, el usuario trabaja desde arriba hacia abajo de cada una de las hojas de trabajo. Este proceso puede repetirse varias veces a fin de ayudar a optimizar el diseño del proyecto de energía eólica a partir del uso de la energía y desde el punto de vista de costos.

Cálculo de la Energía Renovable Almacenada

Cálculo de la Energía Renovable Entregada

Cálculo de otras Cantidades Auxiliares

Figura 8: Diagrama de Flujo Energía Eólica ENERGIA EOLICA

14


Para ayudar al usuario a reconocer un sistema de energía eólica antes de evaluar su costo y rendim rendim iento iento energético, se proponen algunos valores, tales tales como “la tasa de absorción de energía eólica sugerida" para los proyectos localizados aisladadamente y desconectados de la red. Los valores sugeridos o estimados se basan en parámetros de entrada y se puede utilizar como un primer paso en el análisis y no son necesariamente los valores óptimos. En esta sección se describen los distintos algoritmos utilizados para calcular, en una base anual, la producción de energía eólica en los sistemas de RETScreen. El cálculo de la curva de la energía y la producción de energía no corregida se describe en la sección 2.1. La producción bruta de energía, que tiene en cuenta los efectos de la temperatura y la presión atmosférica, se calcula en la sección 2.2. Cálculo de la producción de energía neta (es decir, teniendo en cuenta las distintas pérdidas) y la energía renovable entregada se trata en la sección 2.3. La validación del proyecto de Energía eólica RETScreen se presenta en la sección 2.4. Entre las principales limitaciones del modelo es que requieren de almacenamiento de energía que actualmente no se ha evaluado, y que el modelo todavía no ha sido validado para el sistema de energía eólica “Vert “Vert ical Axis Axis Wind Turbine” Tur bine” (VAWT) . Además, el modelo aborda principalmente una tecnología de “baja penetración”. Para evaluar adecuadamente tecnología con un "alto grado de penetración ” en sistemas aislados actuales en el desarrollo para aplicaciones diesel de la red, el usuario tendrá que cuidadosamente evaluar la “tasa de absorción de energía eólica" utilizada y probablemente requiera más información. Sin embargo, para la mayoría de la capacidad de energía eólica que se está instalando en todo el mundo hoy, estas limitaciones son irrelevantes.

2.1 Producción de Energía Sin Ajustar RETScreen calcula la producción de energía sin ajustar de los aerogeneradores (turbinas eólicas). Esta corresponde a la energía que una o más turbinas producen en condiciones normales de temperatura y en presión atmosférica. El cálculo se basa en la curva de producción de energía de la turbina seleccionada (de la base de datos) y en la velocidad media del viento a la altura de eje en el sitio determinado. 2.1.1 Distribución de de la velo velo cida cida d del viento Cuando sea necesario en el modelo (véase la Sección 2.1.2), la distribución de velocidad del viento se calcula en RETScreen como una función de densidad probabilística de Weibull. Esta distribución se utiliza a menudo en la ingeniería de la energía eólica, ya que se ajusta bien a la distribución de velocidad media del viento observada a largo plazo en una serie de sitios. En algunos casos, el modelo también utiliza la la distribución distr ibución de velocidad del viento Rayleigh, Rayle igh, que corresponde co rresponde a un caso especial de la distribución de Weibull, donde el factor de forma (que se describe a continuación), es igual a 2. La función probabilística de la densidad de Weibull expresa la probabilidad p (x) para tener un viento de velocidad velocidad x durante el año, de la siguiente manera (Hiester y Pennell, 1981):

ENERGIA EOLICA

15


Esta expresión es válida para k> 1, x ≥ 0, y C> 0. k es el factor de forma ,

especificada por el usuario. El factor de forma normalmente es de 1 a 3. Para una determinada velocidad media del viento, un factor de formas más bajo indica una distribución de velocidades de viento relativamente amplio alrededor de la media, mientras que un factor de forma más alto indica una distribución más estrecha alrededor de la media. Un factor de forma bajo generalmente conduce hacia una producción de energía más alta para una determinada velocidad media del viento. C es el factor de escala, que se calcula a partir de la siguiente ecuación (Hiester y Pennell, 1981):

Donde es el valor promedio de la velocidad del viento y Γ es la función gamma. En algunos casos, casos , el modelo modelo cal c alculará culará la distribución de velocidad del vie v iento nto de acuerdo a la densidad de la potencia eólica en el sitio, más que de la misma velocidad del viento. Las relaciones entre la la densidad de potencia potenc ia eólica WPD y la la velocidad media med ia del de l viento son: son :

Donde ρ es la densidad del aire y p (x) es la probabilidad de tener una v elocidad x del viento durante el año.

ENERGIA EOLICA

16


2.1.2 Curva de energía Los datos de la curva de energía corresponden corresponden a la canti c antidad dad total de energía que una turbina tur bina produce por medio de una gama de velocidades promedios anuales del viento. En RETScreen, la curva de energía se s e especifica especifica con c on una velocidad anual promedio del de l viento dentro del rango de los 3 a 15 m / Data”. s, y se muestra gráficamente en la hoja de datos “ Equipment Data”. El usuario puede especificar los datos de la curva de energía, escogiendo entre las 3 siguientes fuentes de informac ión: “Estándar ”, ”, “Custom” y “User-defined ”. ”. Para los dos primeros casos, el modelo usa los datos de la curva de potencia de la turbina eólica ingresados por el usuario y la función probabilística Weibull para calcular los datos de la curva de energía. En e l tercer caso “User Defined”, el usuario directamente ingresa los datos para la curva de energía. En los los casos c asos estándar y personalizado, personalizado, el usuario especifica especifica la curva de potencia de la turbina turb ina eólica eólica como función de la velocidad velocidad del viento, en incrementos de 1 m / s, desde 0 m / s a 25 m / s. s. Cada punto de la curva cur va de la energía, , se calcula como: co mo:

donde signif signif ica la velocidad media del viento consid cons iderado erado (v = 3, 4, ..., 15 m / s), es la potencia de la turbina a la velocidad del viento x, y p (x) es la función de densidad probabilística de Weibull para la velocidad del viento x, calculado para una velocidad media del viento v. 2.1.3 Producción de energía sin ajustar La producción de energía sin ajustar corresponde a la energía producida por las turbinas en condiciones estándar de temperatura y presión atmosférica. El cálculo se basa en la velocidad media del viento en la altura del buje en el sitio propuesto. La velocidad del viento en la cabina en altura es significativamente más alta que la velocidad del viento medida por el anemómetro, debido a la cizalladura del viento. El mod model eloo utiliza ut iliza la sig s iguu iente iente ecuación de ley ley de energía para ca lcular lcular la veloci ve locidad dad media m edia del vie v iento nto en altura de buje [GIPE, 1995]:

Donde es la velocidad media del v iento en el centro cent ro de la altura H, es la velocidad del v iento que indica el anemómetro a la altura H0, y α es el exponente de cizalladura del viento. Valores de H, y α son especificadas por el usuario.

Una vez que el promed io anual anua l de velocidades veloc idades del de l viento en el centro cent ro de la altura es calculado, se procede proc ede a calcular la producción de energía desajust desajustada ada , por interpolación de la curva cur va de la energía de la Sección 2.1.2 2.1. 2 al valor .

ENERGIA EOLICA

17


2.2

Producción de Energía Bruta

La producción de energía bruta, es el total anual de energía producida por el equipamiento energético, considerando las pérdidas, a la velocidad del viento, presión atmosférica y temperatura en la localidad. Se utiliza en RETScreen para determinar la entrega de energía renovable (Sección 2.3). 2.3) . La producc ión de energía bruta brut a se calcula a través de:

Donde es la producción de energía sin ajustar, presión y la temperatura respectivamente. están dadas por:

son los coeficientes coef icientes de adaptación de la

Donde P es el el promedio anual de la presión pres ión atmosférica atmos férica en en el sitio, es la presión pres ión estándar estánd ar atmosférica atmos férica de 101,3 kPa, T es es el promedio anual de temperatura temperatu ra abso absoluta luta en el sitio, y es la la temperatura absoluta de la norma 288.1 K.

2.3 Entrega Entrega de ene e nerg rgíía Renovable Renovable El modelo de Proyecto de Energía Eólica RETScreen, calcula la entrega de la energía renovable a la red de suministro eléctrico, teniendo en cuenta las distintas pérdidas. En el caso especial de sistemas aislados a la red y fuera de la red, se considera también la cantidad de energía que puede ser consumida por la red o por la carga. 2.3.1 Reco Reco gida gida de energía renovable La energía renovable recogida es igual a la suma neta de la energía producida por el equipo de energía eólico:

ENERGIA EOLICA

18


Donde

es la producción de energía bruta, y

es el coeficiente coef iciente de pérdidas, dado por:

Donde λa son las pérdidas de la matriz, λs&i es la suciedad aerodinámica y pérdidas por heladas , λd son las pérdidas por el tiempo de inactividad, y λm son las diversas pérdidas (misceláneas). Coeficientes λa, λs&i, λd, y λm son especificadas por el usuario en la Hoja de trabajo “Energy Model”.

2.3.2 Tasa de absorc absor ción y entrega de de energía renovable El modelo mode lo calcula calcu la la energía eólica entregada

de acuerdo cu erdo a:

Donde Ec es la energía renovable recogida (véase la ecuación 10), y μ es la tasa de absorción de energía eólica. La tasa de absorció absorc iónn de la energía energía eólica es el porcentaj porc entajee de la energía, que puede puede recogerse recogers e al ser absorbido por un un sistema aislado a la red o fuera de la red de distribución (desconectada). Para las las aplicaciones en sistemas de red central, este tipo es siempre igual al 100% , ya que desde la red se supone que es lo suficientemente grande como para absorber toda la energía producida. Para sistemas sist emas aislados aislados de la la red y aplicaciones aplicac iones desconectadas desconec tadas a la la red, el usuario usu ario introduce introduc e el el valor de la la tasa de absorción. Para ambos caso cas os, el modelo modelo cal c alcula cula una tasa propuesta de absorción de energía eólica. eólica. Se encuentra por la interpolación en el cuadro 1, donde el nivel de penetración del viento (WPL) se define como:

Donde WPC es la capacidad de la planta eólica y PL es la carga máxima especificada por el usuario. WPC se obtiene multiplicando el número de turbinas eólicas por su capacidad nominal o de placa. (Potencia).

ENERGIA EOLICA

19


Como se ilustra ilustra en el Cuadro, la tasa de absorción de energía energía eólica eó lica propuesta varía varía según la la velocidad media del viento y el nivel de penetración del viento. Tenga en cuenta que se basa en la velocidad del viento en el centro centr o de la turbina a altura. altura. Los valores de la tabla tabla 1 se derivan de las las simulaciones realizadas para establecer la la cantidad cant idad de energía eó eó lica, lica, entregada de los parques eólicos eólicos instalados en lugares lugares remotos (es decir, aisl aislados ados de la red y aplicacion aplicac iones es desconectadas de la red). Las simulaciones consideran una combinación de régimen de vientos, perfiles de carga y curvas de rendimiento de los equipos. Los resultados se pueden encontrar en Rangi et al. (1992). El modelo sólo proporciona los valores sugeridos para los niveles de penetración del viento inferior a 25%. Sin embargo, si el viento tiene nivel de penetración superior al 30% y la velocidad del viento a la altura en el centro es de 8,3 m / s, o superior, entonces el modelo no proporciona los valores sugeridos. En estas circunstancias, los índices de absorción de energía del viento pueden variar ampliamente dependiendo de la configuración del sistema y en el control de las estrategias adoptadas. 2.3.3 El exceso exceso de energí ener gía a renovable disponible disponible El exceso exces o de energía renovable d isponible recogida rec ogida y entrega :

es simplemente la d iferencia entre la energía eólica

2.3.4 Rendimiento especific es pecifico o El rendimiento rendim iento específico espec ífico Y se obtiene obtiene dividiendo la energía renovable recogida rec ogida barrida de las turbinas:

por el área

Donde N es el numero de turbinas y A es el área barrida por el rotor de la turbina.

ENERGIA EOLICA

20


2.3.5 Factor de capacidad de la planta eólica El factor de capacidad de la planta PCF, representa la relación de la potencia media producida por la planta de más de un año a su capacidad de potencia nominal. Se calcula de la siguiente manera [Li y Priddy, 1985]:

Donde es la energía renovable renovab le recogida, rec ogida, expresada expres ada en kWh, WPC es la capacidad capac idad de la la p lanta eólica, expresada en kW, kW, y es el número de horas en un año.

2.4 Validación Validación Numerosos expertos han contribuido al desarrollo, a pruebas y a la validación del Modelo de Proyecto Proyec to de Energía Eólica Eólica RETScreen. RETScr een. Entre ellos se incluyen expertos en modelos de energía eólica, eólica, expertos en costos de la la ingeniería, ingeniería, especialistas especialistas en elaboración elaboración de modelos de gases de efecto invernadero, profesionales de análisis financiero, y científicos de estaciones y satélites meteorológicos. Esta sección presenta dos ejemplos de las validaciones completadas. En primer lugar, las predicciones del Modelo Proyecto de Energía Eólica RETScreen se comparan con los resultados de un programa de simulación horaria. Luego, las predicciones son comparadas con mediciones anuales en un proyecto real de energía eólica.

2.4.1 Valida Valida ción de de l modelo de energía eólica en e n comparación con el modelo modelo por horas (hourly model). model). En esta sección, las predicciones del Modelo de Energía Eólica RETScreen se comparan con un modelo de horario (Hourly Model). El Hourly Model usado es HOMER, un modelo optimizado para el diseño de sistemas de energía eléctrica independientes (NREL, 2001). HOMER utiliza simulaciones por hora (hourly simmulations) para optimizar el diseño de sistemas de energía híbridos. HOMER puede modelar cualquier combinación de turbinas eólicas, paneles fotovoltaicos, generación por diesel, y almacenamiento de las baterías. La validación actual no hace uso de las capacidades capac idades de optimización de HO HO MER; el programa progr ama se utiliza sólo como com o una herramienta de simulación. Se probaron dos configuraciones: un pequeño parque eólico conectado a un sistema aislado a la red y un gran parque eólico conectado a una red central.

ENERGIA EOLICA

21


Parque pequeño.

La configuración del sistema utilizado para la primera prueba se basa en un proyecto real de energía eólica eólica en Kotzebue, Alaska, una pequeña comuni com unidad dad c ostera a unos 50 km al norte del Círculo Polar Ártico (CADDET, 2001). El sistema consta de 10 turbinas con una capacidad nominal de 500 kW, es una empresa conjunta entre el departamento de Energía de los Estados Unidos, de la Electric Power Research Institute (EPRI), y la Autoridad de Desarrollo de Exportación y de Energía de Alaska (Alaska-industrial) (AEA / AIDEA). El sistema de servicios de una pequeña red local, con una población total de 3.500. El sistema está diseñado para satisfacer aproximadamente el 6% del total la demanda eléctrica de la ciudad. La configuración del sistema se resume en la Tabla 2.

La curva de potencia de salida de la AOC 15/50 se muestra en la Figura 9. Los mismos datos se utiliza util izaron ron para ambos programa progr ama de software. sof tware. Los datos del clima fueron obtenidos de los los datos online de RETScreen RETScr een para Kotzebue Kotzebue / W ien, ien, AK. AK. HOMER y RETSc RETScreen reen difieren difieren en el e l tipo de velocidad velocidad del vie v iento nto que necesita neces itan. n. HOMER requ requie iere re los valores mensuales de la velocidad del viento (que se muestra en el cuadro 3) y estimaciones estocásticas horarias de estos valores. RETScreen solo requiere de la media anual de velocidad del viento, lo que equivale a 5,8 m / s (todos los valores del viento son medidas a 9.4 metros). En ambos modelos, fue usada una distribución de Weibull, con un factor de forma 2.0. La presión atmosférica media anual es 101,1 kPa y la temperatura media anual de -6 ° C.

ENERGIA EOLICA

22


RETScreen requiere un exponente de cizalladura del viento para calcular automáticamente la velocidad del viento a la altura del buje. Se utilizó un exponente de 0,14, lo que lleva a que haya una velocidad del viento de 6,6 m/s en el centro a la altura. En HOMER el factor de velocidad del viento a escala tiene que ser introducido manualmente. El factor utilizado fue ajustado a 6.6/5.8 o 1,138 a fin de que ambos, RETScreen y HOMER, utilicen la misma velocidad media del viento a la altura de buje.

ENERGIA EOLICA

23


Tabla 3: Velocidades Media d el Viento en Kotzebue Kotzebue , AK. AK.

La comparación entre HOMER y RETScreen requiere el ejercicio de algún juicio porque los dos programas no requieren necesariamente las mismas entradas (inputs), ni necesariamente que sean correctos para los mismos fenómenos físicos. En muchos aspectos, RETScreen tiende a ser más exhaustivo en su descripción del sistema. Por ejemplo RETScreen calcula automáticamente el coeficiente de ajuste de la presión y el coeficiente de la temperatura de adaptación. En HOMER, estos valores han de ser introducidos manualmente en la forma de un factor de la curva de potencia a escala. Del mismo modo, RETScreen permite al usuario especificar una variedad de pérdidas, como las debidas a la suciedad o la aerodinámica del hielo, las pérdidas y el tiempo de inactividad, que no tienen equivalente en HOMER. Por último, RETScreen permite al usuario especificar una tasa de absorción de energía del viento, que en HOMER tampoco tiene se puede. Por estas razones, la comparación será más significativa si los valores de producción de energía desajustada calculados por RETScreen fueron usados, en vez de la energía renovable entregada.

La Tabla 4 se compara la producc ión anual de energía prevista por RETSc RETScreen reen y HOMER. HOMER. Como puede verse, la concordancia entre los dos programas de software es excelente. La sección 2.4.2 muestra que la concordancia con los datos experimentales es también aceptable en términos reales de la energía renovable entregada, es decir, una vez que la producción de energía se ajusta por diversas pérdidas, efectos de presión y temperatura.

Tabla 4: Comparación en la Predicción Anual de Producción de Energía en un Parque Pequeño.

ENERGIA EOLICA

24


Gran parque eólico.

La segunda configuración de prueba representa un gran parque eólico conectado a una red central. Los principales parámetros del sistema son los siguientes: 3. 4. 5. 6. 7. 8.

76 turbinas Vestas V47-600kW (con centro de 55 m de altura, diámetro de 47 m) Promedio anual de velocidad del viento: 8,1 m / s Temperatura media anual: 12 ° C Altitud del emplazamiento: 250 m, la presión atmosférica media anual: 98,4 kPa. Distribución de la velocidad del viento: Weibull, factor de forma: 1.8. Cizalladura del viento exponente: 0,14.

La potencia de salida de la curva de las turbinas Vestas V47-600kW se muestra en la Figura 10. Los mismos datos fueron utilizados para los programas de software. Según RETScreen la velocidad media del viento en la altura de buje es 10,3 m / s. Al igual que en el caso del pequeño parque eólico, la velocidad del viento a escala con un factor igual a 1,272 o 10.3/8.1 tuvo que ser introducidos manualmente en HOMER para que ambos programas usen la misma velocidad media del viento a la altura de buje. Al igual que antes, son usados los valores de producción de energía desajustada, calculados por RETScreen, en lugar de los valores reales entregados, a fin de facilitar la comparación con HOMER. La comparación se muestra en la Tabla 5. Una vez más, la concordancia entre los dos programas de software es excelente.

Tabla 5: Comparación en la Producción Anual de Energía Predicha en un Parque Eólico de Grandes Dimensiones

ENERGIA EOLICA

25


a d i l a s e d a i c n e t o P

Velocidad del Viento Viento

Figura Figura 10 : Curva de Potencia de Turbina Vestas V47-600 kW

2.4.2 Validación del modelo de energía eólica comparado con el modelo de monitoreo de datos Los datos monitoreados anualmente se han publicado para los sistemas de pequeños parques eólicos, descritos en la sección 2.4.1. Esto hace una breve validación experimental del Modelo de proyecto de energía eólica RETScreen. El sistema sist ema de 10 turbinas fue instalado en varias fases. fases . Las Las turbinas turb inas 1-3 podrán producir produc ir electricidad electricidad para los años 1998 y 1999; para las turbinas 4-10, están están disponibles dispo nibles a partir de ju ju lio de 1999 a junio de 2000. Las cifras de producción de electricidad se pueden encontrar en CADDET (2001). Bergey (2000) como también informes sobre el rendimiento del sistema para la 10 turbinas. Como advertencia advertencia en el uso de estos datos, datos , los los dos prime pr imeros ros años de la producción del sistema a veces veces puede no ser representativa, ya que a menudo son "incipiente" y presentan problemas de ajuste. Uno debe tener esto en cuenta a la hora de la lectura de la siguiente comparación.

El Monitoreo de las velocidades del viento, tal como se presentan en la Tabla 6, se utilizaron como entradas para RETSc RETScreen. reen. En la ausencia ausencia de información información adiciona adicional,l, se utilizaron utilizaron las s iguientes iguientes estimaciones: estimaciones: 95% en la tasa de absorción de energía eólica, 3% en pérdidas pérdidas determinadas, determinadas, 5% en la sucie suc iedad dad aerodi aerodinámica námica y / o pérdidas por heladas heladas y 5% para diversas divers as pérdidas. pérdidas. Las pérdida pérdidass de ENERGIA EOLICA

26


inactividad son difíciles de estimar. Según CADDET (2001) se dispone de las turbinas el 96% del tiempo, tiempo, sin s in embargo, embargo, esta cifra c ifra excluye muchos tiempos muertos para mantenimie mantenimiento nto programado y los fallos en la matriz, que debe incluirse en el valor utilizado por RETScreen. El parámetro "otras pérdidas pérdidas por t iempo iempo de inactividad" inactividad" de RETSc RETScreen reen se estima estima en aproximadamente aproximadamente 10%, lo que probablemente es todavía demasiado bajo, dada las duras condiciones a las que está sometido el sistema y el hecho de que el sistema está todavía en su "infancia".

Tabla 6 resume las predicciones de RETScreen versus a la producción de energía real. RETScreen razonablemente predice la producción de electricidad, excepto en 1999 cuando la producción de energía del proyecto monitoreado mon itoreado pareció haber tenido tenido un bajo bajo rendimiento. rendimiento. Por P or ejemplo, ejemplo, al comparar la producción de turbinas 1ra-3a en 1998 y en 1999, mostro que las 3 turbinas en realidad sólo produjeron un 23% menos de energía en 1999, aunque la media del viento fue 10% más que en 1998. Asimismo, el promedio prom edio de producción producc ión por turbina turb ina con co n una velocidad del viento de 5,4 5, 4 m / s fue de 69,5 69, 5 MWh en 1999 de acuerdo con el CA CADDET DD ET (2001) mientras que fue de 117,0 MWh (68% más) en 1999/2000 con la misma velocidad media del viento ( 5,4 m / s) en Bergey (2000). Una vez más estas diferencias pueden deberse a problemas experimentados por la instalación del sistema sist ema de energía energía eólico eólico en sus primeros años de funcionamiento, y resuelto desde desde entonces. entonces . La La comparación de predicciones entre RETScreen con datos reales es aceptable y esto, junto con la comparación modelo a modelo de la sección 2.4.1, confirma la adecuación de RETScreen para estudios previos de viabilidad de proyectos de energía eólica.

Tabla 6: Comparación de Predicciones RETScreen con los Datos Monitore ados en Kotzebue, AK.

ENERGIA EOLICA

27


3 ANA ANALISIS LISIS DE COSTO COSTO DEL DEL PROYECTO PROYECTO DE ENERGIA ENERGIA EOLICA RETSCREEN En esta sección del modelo, la Hoja de Trabajo Análisis de Costo es usada para ayudar a estimar los costos asociados con el proyecto de energía. Estos costos son dirigidos costo inicial, de investigación y de puesta en marcha, ya sea el anual o recurrente. Un ejemplo de la hoja de trabajo es ilustrado a continuación.

Hoja de trabajo 3 : Análisis de Costo.

ENERGIA EOLICA

28


De acuerdo a lo lo dispuesto en la estimación estimación de costos asoci asociados ados a la imp imple lementación mentación de un un proyecto de energía energía eólica, ha sido sido adoptada adoptada la siguiente clasif clasif icación. Las Las categorías de proyectos fueron creadas basadas en el número de turbinas funcionando en el parque eólico y en el tamaño de éstas. Clases Cl ases de Parque eóli eólico co

Número de Turbinas

Turbina individual

1

Parque Pequeño

2a5

Parque Grande

Más de 5

Tabla 2: Clasificación de Parques Eólicos.

Dimensión Turbina Eólica

Rango de Salida

Diámetro Rotor

Área barrida

[kW]

[m]

Micr Mi croo

0 a 1.5

Menos de 3

Menos de 7

Pequeña

1.5 a 20

3 a 10

7 a 80

Mediana

20 a 200

10 a 25

80 a 500

Grande

200 a 1500

Más de 25

Más de 500

Tabla 3: Clasificación en Dimensiones de Turbinas Eólicas

Estas clases de Parques Eólicos y Dimensiones de turbinas Eólicas no deben ser interpretados en estricto rigor. Sin embargo, el usuario debe asumir una suposición certera a cada categoría. En instancias, un parque eólico grande que consiste en 6 turbinas mostrará costos característicos cercanos a los de parques pequeños. Similarmente, una turbina eólica de 25 kW, que estará bajo de la media del rango de su categoría, presentará características cercanas a los de una turbina de 18 kW, inclusive cayendo a la categoría más baja. Micro turbinas, con salidas menores a los 1.5 kW, no son incluidas en este análisis.

3.1 Costos Iniciales

Los co c ostos ini iniciales ciales asocia asoc iados dos a la imp imple lementación mentación del proyecto son detal detalla lados dos a continu c ontinuación. ación. Entre las más importantes, incluyen los costos para preparar un estudio de factibilidad, la realización de las funciones de desarrollo del proyecto, las necesidades ingenieriles, adquisición e instalación del equipamiento de energía renovable, construcción de la planta de balance y otros costos misceláneos.

ENERGIA EOLICA

29


El equipamiento equipamiento de energía renovable r enovable y planta de balance son dos de las las categorías c ategorías que muestran la fuerte dependencia de número de turbinas que forman en el parque eólico. Por lo tanto, la dimensión de un parque es representado en gran medidas por estas dos categorías. La siguiente tabla sugiere algunos índices de costos relativos para la mayoría de las categorías de costos, de acuerdo a la clase de parque eólico que está siendo analizada [Conover, 1994], [Zond, 1994] y [Vesterdal, 1992]. Categoría de Principal Costo

Parque Eólico Eólico Grande [%]

Parque Eólico Pequeño

Turbina Individual [%]

[%] Estudio de Viabilidad

Menos de 2

1a7

Espec ificaciones del Especificaciones Proyecto

Desarroll Desarr olloo

1a8

4 a 10

“

Ingeniería

1a8

1a5

“

Equipamiento de RE

67 a 80

47 a 71

“

Balance de Planta

17 a 26

13 a 22

“

Misc Mi scelá elánn eos

1a4

2 a 15

“

3.1.1 Estudios de Viabilidad Una vez que el costo efectivo del proyecto energético haya sido identificado en el proceso de análisis de pre-viabilidad, se requiere un estudio de análisis de viabilidad más detallada. Este estudio generalmente incluye tanto ítems como sitios investigados, un asesoramiento de recursos de viento, un asesoramiento del medio ambiente, un diseño del proyecto preliminar y un costo detallado estimado al final del informe. El manejo del estudio de viabilidad del proyecto y el costo de viajes son normalme normalmente nte incurridos. Estos costos cos tos son detallados detallados en la siguiente siguiente sección. s ección.

Para un gran parque eólico, el costo de estudio de viabilidad no debería exceder el 2% del total del costo del proyecto. Para los pequeños, debería estar entre el 1 al 7%. En el caso de turbinas individuales, el costo es altamente dependiente de las circunstancias particulares del proyecto.

Para las siguientes sub-partidas el usuario debe notar que el nivel de esfuerzo (persona-día) y el costo asociado a cada ítem (por ejemplo el sitio de investigación) dependerán de un número de factores. El primer factor es usualmente la escala del proyecto. El tiempo requerido para preparar el estudio de viabilidad para grandes parques eólicos con múltiples turbinas, usualmente será mucho mayor al de un proyecto pequeño o individ individuu al. Otros Otr os factores, como la obtención de información del sitio (por ejemplo el monitoreo de la velocidad del viento) que está disponible, también afectará la cantidad de empeño necesario para completar el estudio de viabilidad.

ENERGIA EOLICA

30


Sitio de Investigación Investigación

Una vez que el área sea identificada para la instalación del proyecto, se requerirá una visita al sitio. Un experto en proyectos de energía eólica y en lo posible un meteorólogo, deben visitar el sitio para determinar las características generales y especificas del sitio y de la región, para identificar los datos esenciales requeridos y su disponibilidad, y establecer a gran acierto la localidad más aceptable para las turbinas eólicas. Una recolección de los datos preliminares, los cuales deben construir sobre los análisis de datos iniciales de pre-viabilidad, que deberían conducir a priori durante la visita al sitio. Una visita al sitio, la cual requerirá un día, bastará para conducir el estudio de viabilidad para la gran mayoría de los proyectos. El costo de la visita al sitio será influenciado por el número de personas consideradas necesaria para participar en la visita, la duración planeada y el tiempo de viaje (el costo es visto por separado) a y desde el sitio. El personal requerido para el almacenamiento de datos previo durante la visita generalmente es entre 2 a 8 personas al día. La tasa promedio del personal haciendo la visita esta en el rango de los 200 a 800 US$, dependiendo de su experiencia.

Asesoramiento Asesoramiento de los recursos eólicos

Los datos de recursos eólicos fiables del sitio del proyecto son críticos para preparar el estudio de viabilidad. Un asesoramiento de los recursos eólicos consiste en la instalación de uno o más torres meteorológicas meteorológicas en el sitio, la colección colecc ión y un análisi análisiss de los datos de recurso. Al Al menos m enos un año de mediciones es recomendado. Las características de los recursos eólicos, entre otros la velocidad media anual del viento, la temperatura, la distribución de la frecuencia de la velocidad del viento, intensidad de las turbulencias, heladas, dirección predominante, variabilidad diurna y temporal y la distribución y duración de los periodos de calma pueden ser necesarios para el diseño y asesoramiento de un proyecto de energía eólica. El costo de un año de asesoramiento generalmente está entre los 10 mil y 25 mil dólares por torre meteorológica (excluyendo gastos del viaje). El costo depende principalmente de la altura de la torre, el número y tipo de instrumentos montados en la torre, el clima, si el equipamiento es adquirido o rentado, etc. El número de torres varía de acuerdo al número de sitios considerados y en la escala del proyecto. Una o dos torres serán normalmente suficiente para una turbina sola o para pequeños parques eólicos. Por el otro lado, para grandes parques en complejos terrenos será justificado el uso de un número de torres meteorológicas correspondiente a la mitad del número de turbinas que formen el parque.

ENERGIA EOLICA

31


Asesoramiento Ambiental

Un asesoramiento ambiental es en esencia parte del trabajo de estudio de viabilidad. Mientras el proyecto pueda usualmente ser desarrollado en un ambiente aceptable (los proyectos podrían ser diseñados a mejorar las condiciones medioambientales), requiere de estudios de impactos potenciales potenc iales al medio amb ambiente iente del proyecto proyec to propues propuesto. to. En En el estudio estu dio de viabilidad, el impacto podría podr ía negar la implementación del proyecto. Impactos visuales y de ruidos como también los impactos potenciales sobre la flora y fauna deben de ser atendidos. El tiempo requerido para consultar las diferentes interesados, la recolección, el proceso de recolección de datos relevantes y la posible visita al sitio y comunidades locales generalmente están entre 1 a 8 personas por día. La tasa promedio al día de el personal haciendo el asesoramiento esta en el rango de los 200 a 800 dólares, dependiendo de sus experiencias.

Diseño Preliminar Preliminar

Un diseño preliminar es requerido en orden para determinar la capacidad de planta óptima, el tamaño y el layout de las las estructuras estr ucturas y equipamiento equipamiento y las las canti c antidades dades estimad estimad as de construcción cons trucción necesarias necesarias para el detalle del costo estimado. Junto a las investigaciones del sitio, el alcance de la tarea a menudo se reduce para proyectos pequeños tal como reducen los costos. En consecuencia, contingencias adicionales deberían permitir mejorar los riesgos adicionales resultantes de los excesos de costes durante la construcción. El costo del diseño preliminar es calculado en base a un estimativo, del tiempo que requiere un experto para que complete su trabajo. El costo de los servicios profesionales requiere, está dentro del rango de 200 a 800 dólares por persona. Así como las investigaciones del sitio, como el tiempo para completar el diseño preliminar dependerá, de gran manera del tamaño del sitio y correspondiendo al nivel aceptable. El número de personas al día debe ser entre 2 a 20 personas.

Estimación del costo detallado

La estimación del costo detallado para el proyecto propuesto, se basa en el resultado del diseño preliminar y en otras otras investigaciones llevadas durante el estudio estu dio de viab viabilidad. ilidad. El costo cos to de preparación del estimativo costo detallado es calculado basado en el estimativo del tiempo requerido por un experto para completar el trabajo necesario. Los servicios de ingeniería para completar el costo estimativo detallado del proyecto de energía eólica serán dentro de 200 a 800 dólares al día por persona. El número de personas requeridas para completar el costo estimativo es entre 2 a 20 personas dependiendo del tamaño del proyecto y el nivel de riesgo.

ENERGIA EOLICA

32


Prepa Pre paración ración del Informe Informe

Se debería preparar un informe resumen, que describa el estudio de viabilidad, sus objetivos y recomendac rec omendaciones. iones. El El informe escrito esc rito contendrá co ntendrá un resumen de los los datos, tablas, tab las, gráficos e ilustraciones el cual debe describir claramente el propósito del proyecto. Este informe debe ser lo suficientemente detallado en lo que se refiere a costos, interpretación y riesgos para permitir que los inversionistas y otros puedan evaluar el merito del proyecto. El costo de la preparación del informe es calculado basado en la estimación del tiempo requerido para que un experto complete la tarea. Preparando un informe del estudio de viabilidad entre 2 a 15 personas diarias con un rango entre 200 a 800 dólares por día.

Gestión del Proyecto

El costo de la gestión del proyecto debería cubrir los costos estimados en la gestión de todas las fases del estudio estud io de viabi viabilidad lidad para el proyecto, proyec to, incluyendo incluyendo el tiempo para las consultas cons ultas de interes interesados, ados, las cuales, en un proyecto dado son llamadas en función de fomentar el apoyo y colaboración hacia el proyecto, e identificar cualquier oposición a las primeras etapas del desarrollo. El costo de gestión del estudio de viabilidad es calculado basado en el tiempo requerido estimado por un experto para completar su labor. Este será entre 2 a 8 personas por día en un rango entre 300 a 800 dólares por persona al día. Además, el tiempo requerido para presentar el proyecto a los interesados no debería exceder un adicional de 3 personas diarias (el tiempo de transporte debe de ser agregado). agregado).

Alojamiento y transporte

Este ítem de costos, incluye todos los viajes relacionados (excluyendo el tiempo) que se requiere para preparar todas las secciones del estudio de viabilidad por vario de los miembros del equipo de estudio de viabilidad. Estos gastos incluyen las tarifas aéreas, arrendamiento de automóviles y los viáticos necesarios para cada viaje. Para los casos de comunidades remotas, las tasas para viajes aéreos variarán notablemente. Los pasajes aéreos cuestan generalmente el doble para distancias similares a áreas populares. En los viajes existen una gran cantidad de componentes del costo de hacer el trabajo en comunidades remotas y el rango de coso es muy variable, variable, es necesario necesar io contactar contac tar con una agencia de viajes con experiencia para organizarlo. Tasas de acomodación son generalmente el doble de caro que las tasas en acomodaciones modestas en áreas populares. Típicas tasas para cuartos en hoteles modestos pueden estar entre los 180 a 250 dólares al día en áreas desoladas.

Otros.

Los otros costos que requieren completar el estudio de viabilidad no han sido cubiertos. El usuario puede entrar una cierta cantidad y costo unitario. Este ítem ofrece permitir para el proyecto ENERGIA EOLICA

33


diferencias tecnologías y/o regionales no específicamente cubiertos en la información genérica ofrecida.

3.1.2 Desarrollo Una vez que el proyecto haya sido identificado mediante el estudio de viabilidad a ser implementada, las actividades continuaran. Para algunos proyectos, las actividades de estudio de viabilidad, desarrollo e ingenieriles, se pueden realizar en paralelo, dependiendo del riesgo y el retorno aceptable que propone el proyecto. Para proyectos de energía eólica, hay un número posible de proyectos de desarrollo. Actualmente, un enfoque común es por los desarrollos de potencia para privados para innovación y parques eólicos propios, propios , donde la la energía energía es vendida a clientes clientes en loc localidades alidades pequeñas o grandes de elect electricidad. ricidad. Para otros casos, las empresas de electricidad pueden desarrollar por las suyas sus parques eólicos. Hay además un número de situaciones en donde individuales turbinas eólicas son adquiridas por inversionistas o negocios y la energía es vendida de vuelta a la empresa de electricidad. Las actividades actividades del desarrollo desarrollo de d e proyectos de energía eólica eólica generalmente generalmente incluye incluye costos cos tos para c ada uno de los ítem tanto como la potencia adquirida en las negociaciones, permita y apruebe, derechos de tierra, sondeos en los terrenos, financiamiento del proyecto, legales y contabilizados, gestión del desarrollo del proyecto y costos de viaje. Estos costos son detallados a continuación.

Para parques eólicos grandes, el costo de desarrollo debería car entre el 1 al 8% del total del costo del proyecto. Para pequeños parques eólicos, debería estar entre el 4 al 10% y para el caso de turbinas solas, este costo es bien alto, dependiendo de las circunstancias particulares del proyecto.

Negocia Ne gociación ción PPA

La negociación para un acuerdo de adquisición de potencia (Power Purchase Agreement, PPA) es una de los primeros pasos requeridos para la etapa del desarrollo del proyecto para la no utilización de generadores. Una negociación PPA se requerirá si el proyecto fuera propio de los privados, bastante más que de servicios públicos y además implique asesoramientos profesionales legales y otros. otro s. El ámbito del trabajo traba jo envue envuelto lto en la la negociación PPA dependerá en el el clima o en condiciones con diciones de la escala de potencia que exista (por ejemplo, política del servicio público para adquirir potencia de privados). El costo de la negociación de el PPA es calculada basada en la estimación del tiempo requerido por expertos para completar el trabajo necesario. El número de personas al día requeridos pueden estar entre 0 y 30 personas al día o más, dependiendo de lo complejo que sea en contrato. El costo de servicios profesionales para la negociación de PPA estará entre 300 a 1500 dólares por persona al día.

ENERGIA EOLICA

34


Permisos y Aprobaciones

Un número de permisos p ermisos y aprobaciones se pueden requerir para la constru constr ucción cc ión del del proyecto. Estos, incluyen las aprobaciones medioambientalistas (federal, provincial), autorizaciones con respecto al uso de la tierra (provincial o local), tráfico aéreo (federal), permisos de construcción (provincial, local), uso de recursos hidrológicos (Provincial), uso de aguas navegables (federal) y acuerdos operacionales (provincial, local). Para grandes parques eólicos, las aprobaciones medioambientalistas son las autorizaciones más largas y costosas de obtener. El costo para adquirir los permisos necesarios y aprobaciones es calculado basado en un estimativo del tiempo requerido requ erido por un experto para completar com pletar el trabajo necesario. necesar io. Para proyectos de energía eólica, pueden integrarse entre 0 a 400 personas al día, dependiendo de la escala, locación y complejidad del proyecto. Rangos entre 200 a 800 dólares al día es lo que se usa comúnmente. Como ejemplo, los proyectos de parques eólicos de una escala de rango entre 50 a 100 MW pueden requerir más de 400 personas al día para obtener permisos y aprobaciones. Las leyes locales para distintas escalas de proyectos pueden además tener un gran impacto en la cantidad de tiempo requerido para recibir las las aprobaciones aprobac iones necesarias. Además, Además, el número de propietarios de tierra tierra que están envuelto en el proyecto pueden tener también un gran impacto en el tiempo de desarrollo del proyecto. Por el otro lado, los proyectos de parques pequeños y/o turbinas individuales pueden requerir solo un mínimo esfuerzo para obtener los permisos y aprobaciones.

Derechos de Tierra

Los derechos de tierra requerido para por el terreno en el cual es localizado el proyecto energético, incluye el camino de servicio, líneas de almacenamiento y transmisión, subestaciones y edificios O&M. La infraestructura requerida por el terreno el proyecto debe ser arrendada o adquiridas.

El usuario entra el costo total estimado de adquisición del terreno requerido que no puede ser rentado o usado bajo acuerdos de palabra. El costo debe incluir asignación de honorarios de abogados. Notar que el costo estimado de negociación de arrendamiento de cualquier tierra y acuerdos de palabra debería ser incluido bajo la sección “permisos y aprobaciones “descrita.

Para grandes parques eólicos, el terreno generalmente es arrendado. En este caso, el costo de los derechos de los terrenos debe publicarse como un pago anual en la sección de costos anuales, el usuario entra 0 como el costo inicial en los derechos de los terrenos. En el caso de turbina individual, el propietario de la turbina es generalmente el dueño del terreno. Si no lo fuera, el costo que se incurre para adquirir la tierra debe ser entrado por el usuario. Para parques pequeños puede ser uno u otro, arrendado o adquirido.

ENERGIA EOLICA

35


Reconoc Re conocim imiento iento del terreno

El requerimiento para reconocer el terreno dependerá en gran parte en el status del la propiedad, zonificación y planificación del uso del suelo, locación, tamaño y posibles problemas legales. Generalmente, el costo del reconocimiento de terreno entre 1 a 10 hectáreas están en el orden de los 750 dólares. Parques grandes y pequeños generalmente requieren de 13 a 20 hectáreas por MW y las turbinas individuales requieren menos de 1 hectárea de terreno. [Gipe, 1995]. El costo puede variar si los costos de viajes y alojamiento son facturados por un inspector. Dependiendo del tamaño del proyecto energético y el número de lotes envueltos, el topógrafo puede tomar aproximadamente entre 0 a 100 días completar al día una tasa entre 400 a 600 dólares diarios.

Financiamiento Financiamiento del de l proyecto

El tiempo y el esfuerzo requerido para organizar el financiamiento del proyecto pueden ser significantes, incluso para pequeños proyectos. Proyectos de energía eólica generalmente son de capital de inversionistas, con inversiones a largo plazo. El costo del financiamiento estará compuesto por la obra requerida requerida por expertos expertos que hagan los los arreglos, inversionistas inversionistas identif identificados icados y fondos solicitados. Las tasas típicas de este tipo de trabajo se fijan en un porcentaje de la cantidad financiada y pueden incluir como un inicio de pago. El costo del financiamiento del proyecto es calculado en base de una estimación de los servicios requeridos requeridos tanto para garant izar izar la d euda y los compromisos. Con la la adquisici adquis ición ón del f inanciamie inanciamiento nto del proyecto, involucrara entre 3 a 100 personas diarias con una tasa de pago entre 500 a 1500 dólares por persona al día dependiendo de la complejidad de la estructura financiera propuesta. Como una regla general, el costo de adquisición, el financiamiento necesario del proyecto debería estar cerca del 1.5% del total del proyecto. Jurídico y contable

El soporte jurídico y contable requerirá requerirá diferentes diferentes puntos entre las las etapas etapas del desarrollo del proyecto. Este costo permite al usuario dar contabilizar los servicios contables y jurídicos no incluidos en la parte de otros costos del desarrollo como para el establecimiento de una empresa para desarrollar el proyecto, preparar las declaraciones financieras anuales y mensuales, para la contabilidad del proyecto, etc. El requerimiento para soporte legal dependerá de los arreglos para el financiamiento, propiedad, seguro, asunción de la responsabilidad y complejidad de los contratos y acuerdos. El costo del soporte legal y contable es calculado basado en un estimativo del tiempo requerido por expertos que ofrecen estos servicios del desarrollo del proyecto. Estos soportes involucraran entre 3 a 100 personas al día, con una tasa de pago entre 300 y 1500 dólares por persona al día, dependiendo de la complejidad y envergadura del proyecto.

Gestión Ge stión de de proyecto proyecto ENERGIA EOLICA

36


El costo de la gestión del proyecto debiera cubrir las expensas estimadas del manejo de todas las fases del desarrollo del proyecto (excluyendo construcción y supervisión). Las relaciones públicas son también incluidas como parte del costo de la gestión del proyecto. Las relaciones públicas también pueden ser un elemento importante para la implementación exitosa del proyecto. El t iempo iempo transc urrido para el desarrollo desarrollo de un proyecto proyec to de energía eólica eólica puede ser s er mayor a 4 años. El tiempo de gestión del proyecto (sin incluir el tiempo de gestión del estudio de viabilidad) involucrará entre 0 a 4 personas al año, con una tasa entre 130 y 180 mil dólares por persona anual, dependiendo de la escala del proyecto. Una estimación razonable de la gestión del proyecto es 10% del costo de las actividades en la localidad de desarrollo. Sin embargo, la inversión en relaciones públicas dependerá del nivel de soporte local local necesario para lograr una implementac implementac ión ión sati s atisfac sfactoria toria del proyecto. Para grandes parques eólicos, se deben traer consigo muchos interesados, como abogados y requiere de un gran número de permisos y aprobaciones, además de relaciones publicas relacionados relacionados a la gestión del proyecto, todo t odo esto con un costo que sobrepasa los los 150,000 150, 000 dólares dólares por año.

3.1.3 Ingeniería La fase de ingeniería incluye el costo de las turbinas de energía eólica, ubicación, diseño tanto mecánica, eléctrica como civil, ofertas y contactos y la supervisión de la construcción. Estos costos son detallados a continuación. Para grandes parques eólicos, los costos de ingeniería caben dentro del 1 al 8% del total del costo del proyecto. Para pequeños parques eólicos, debería caer entre el 1 al 5% y para el caso de turbinas individuales, este costo es más alto, dependiendo de las circunstancias particulares del proyecto.

Ubicación Ubicación de las turbinas

Una de las decisiones para construir el proyecto de energía eólica al término del estudio de viabilidad, la ubicación de la turbina eólica individual debe ser requerida debido a las variaciones especificas de los vientos del sitio debido a su topografía, terreno, obstrucciones, superficie, etc. Para proyectos de gran escala, la gran masa del costo reside en el tiempo invertido por el equipo de “micro-siting”. Se pueden incluir ingenieros de energía y civiles, meteorólogos, expertos en simulación computacional y dibujantes. El costo además incluye el costo por mapas necesarios y datos topográficos y puede incluir además topografías adicionales. Dependiendo de la exactitud y conveniencia de los datos del recurso eólico, puede ser necesario incluir el costo por expertos en modelación para preparar el informe de asesoramiento del sitio. El costo del modelado será influenciado por la disponibilidad de los mapas topográficos digitalizados y los datos de velocidad del viento histórico y/o reciente para el sitio y región. El costo de la ubicación de las turbinas debe ser basado en la estimación del tiempo requerido por expertos para completar el trabajo necesario. Puede involucrar entre 0 a 300 personas al día, con tasas entre 200 y 800 dólares dependiendo de la complejidad, desde un punto de vista de la decisión de ubicación, del proyecto propuesto.

ENERGIA EOLICA

37


Diseño Mecánic Me cánico o

La mayor tarea del ingeniero mecánico estará asociada con el diseño y planeamiento del montaje y levantamiento del equipamiento. El costo del ingeniero mecánico debería basarse en un estimativo del tiempo requerido por expertos para completar el trabajo necesario. Puede involucrar entre 2 a 150 personas al día, con una tasa entre 200 y 800 dólares.

Diseño eléctrico

La mayor tarea del ingeniero eléctrico estará asociada con el diseño y planeamiento de la constru cons trucc cción ión de los los sistemas s istemas de control y protección protecc ión eléctrica eléctrica y la interconexión interconexión eléctrica con la red eléctrica existente. El nivel de esfuerzo será influenciado por la disponibilidad de información del diseño apropiado de proveedor de la turbina y los requerimientos de interconexión de los servicios públicos. El costo del ingeniero eléctrico debería basarse en un estimativo del tiempo requerido por expertos para completar el trabajo necesario. Puede involucrar entre 3 a 300 personas al día, con una tasa entre 200 y 800 dólares, dependiendo de la escala y complejidad del proyecto.

Diseño civil

La mayor tarea del ingeniero eléctrico estará asociada con el diseño y planeamiento de la construcción de las fundaciones, caminos de accesos y otros sistemas en el terreno. El nivel de esfuerzo será influenciado por la disponibilidad de información de diseños aprobados de los proveedores e información específica del sitio de los accesos al terreno, condiciones del suelo, drenaje drenaje superfici s uperficial al y otras condici c ondiciones ones físicas. físicas. El costo del ingeniero eléctrico debería basarse en un estimativo del tiempo requerido por expertos para completar el trabajo necesario. Puede involucrar entre 3 a 300 personas al día, con una tasa entre 200 y 800 dólares, dependiendo de la escala y complejidad del proyecto

Licitaciones y contrataciones

Una de las varias tareas de ingeniería, documentos de licitación generalmente preparados con el propósito de seleccionar los contratistas que llevan a cabo el trabajo. Una vez que los contratos se realizan, el proceso de contratación es requerido tanto para negociar como establecer los contratos para la culminación del proyecto. El costo del proceso de contrato y licitación debería basarse en un estimativo del tiempo requerido por expertos para completar el trabajo trabajo necesario neces ario.. Puede involu involucrar crar entre 4 a 300 personas al día, día, con una tasa entre 200 y 800 dólares, dependiendo de la escala y complejidad del proyecto.

ENERGIA EOLICA

38


Supervisión de la construcción construcción

El costo de la supervisión de la construcción resume el costo estimado asociado con garantizar que el proyecto sea con c onstruido struido como c omo se haya diseñado. diseñado. La supervisión de la c onstrucción es ofrecid ofrec idaa por el consultor de la supervisión o los proveedores del equipamiento, o el gerente del proyecto. La supervisión de la construcción involucra visitas regulares al sitio de trabajo para inspeccionar la instalación. La supervisión de la construcción involucrará entre 0 a 2 personas en un rango de 130 a 180 mil dólares por persona, dependiendo de la duración del programa de construcción del proyecto. Por ejemplo, la instalación de una pequeña turbina individual no requiere más de 0.02 personas al año (7 días) de supervisión. El tiempo de viaje para la supervisión de la construcción esta agregado al rango dado. El costo de los viajes debería incluirse en la sección de desarrollo.

3.1.4 Equipamiento de la la Energía Renovable El equipamiento de la energía renovable que es definida acá, incluye la turbina eólica, repuestos y costo cos toss de transportación. transportación. Estos costos cos tos son detalla detallados dos a continua c ontinuación. ción.

Para grandes parques eólicos, el costo de equipamiento de energía renovable es por lejos el ítem más costo cos toso so del proyecto. proyecto. Debe estar entre el 67 al 80% del de l total; total; para pequeños parques eólicos, debería estar entre el 47 al 71% del costo total. En el caso de las turbinas individuales, el costo es altamente dependiente de las circunstancias particulares del proyecto.

Turbina(s) Tur bina(s) Eólica(s). Eólica(s).

Una turbina eólica consiste de todos los componentes, considerando las fundaciones, la torre y el sistema de control a la interfaz a un sistema de distribución público mediante un transformador o switch desconectado. Las torres son la parte integral de la turbina, y muchos fabricantes ofrecen un rango de alturas de las torres, tipos configuraciones ya sean de enrejado o tubulares. El costo genérico (o precio) de un sistema de turbina eólica es bien expresada en términos de dólar por metro cuadrado de área barrida por las aspas ($ per m^2). La Tabla 5 da el costo especifico de diferentes tamaños de turbina basados en [Winkra-Recom, 1995/96] (97/07-1 CDN=1.26 DM). El costo sugerido generalmente incluye un 1 a 5 años de garantía, dependiendo del fabricante.

ENERGIA EOLICA

39


Tamaño de Turbina Eólic Eólicaa

Área Barrida [m^2]

Costto Es Cos Esppe cif cifico ico [$/m^2]

Pequeña

7 a 80

500 a 1000

Mediana

80 a 500

470 a 710

Grande

Más de 500

440 a 670

Tabla 5: Costos de Turbinas Eólicas. El precio de un sistema de turbina eólica debe ser obtenido del fabricante o agente. La cotización debe incluir el requerimiento por rompimiento relativo a otro dato de entrada de costo tal como las partes de repuestos, garantía extendida, erección del equipamiento, programas de entrenamiento y transporte.

Repuestos

Los repuestos necesarios para proveer la turbina eólica deben ser incluidos en el costo del proyecto. El precio de post adquisición deberá sr a menudo significativamente mayor. La medida del inventario requerido dependerá de la rentabilidad de las turbina, garantía, número de maquinarias en el sitio, dificultad de transportación y disponibilidad de los componentes. El costo de los repuestos debe ser generalmente requerido como un elemento del precio de adquisición del fabricante. El costo asignado para los repuestos es mejor descrito en porcentaje sobre el total del costo de la turbina. Para grandes parques, operando a condiciones normales, un inventario de repuestos representa a lo más el 1.5% del total del costo de la turbina [Lynette, 1992]. Para pequeños parques y turbinas turbinas individuales, individuales, el costo de repuestos repuestos iniciales iniciales puede representar s obre el 30% del costo de una maquina individual.

Transportación

Los costos por transportación para el equipamiento y materiales de construcción variaran ampliamente ampliamente dependiendo del modo de transporte trans porte disponible y la locació locac iónn del de l sitio del proyecto. En muchas instancias el costo dependerá de la distancia basada en la relación volumen/peso. El costo de el manejo de los materiales al recibirlo debe ser considerado. En aéreas remotas, muchas comunidades reciben envíos de lotes solo cada 1 año mediante barcaza o durante los meses de invierno por los caminos con nieve o algunas veces solo por vías aéreas. El control logístico es extremadamente importante aquí. El costo de transporte debe ser obtenido por agencias de trasporte cuando el ámbito del proyecto, equipamiento y materiales este determinado. La Tabla 6 ofrece pesos típicos de los mayores componentes de varios tamaños de turbinas eólicas en el mercado. Para grandes turbinas, la torre es a menudo transportada en 2 o 3 segmentos y montada en el sitio. [Winkra-Recom, 1995/96].

ENERGIA EOLICA

40


Tamaño de Turbina Eólica [ ]

Peso Típico [kg] Góndolla Góndo

Torre

Set de Aspas

7

70

175

6

20

250

300

25

40

400

500

60

150

2000

2500

450

600

8000

18000

2000

1500 25000 50000 Tabla 6: Peso de los componentes de la Turbina Eólica

6000

3.1.5 Balance de Planta

El balance de planta para un proyecto de energía eólica generalmente incluye un número de ítems. Estos ítems incluye la(s) fundación(es) de la(s) turbina(s) y erección, construcción de caminos, líneas de transmisión y subestación, control, construcción O&M y costos de transportación. Estos costos son detallados a continuación. Para grandes parques eólicos, los costos de balance de planta pueden estar entre 17 y 26% del total del de l c osto del proyecto. proyecto. Para pequeños pequeños parques, parques, pue pue den estar e ntre ntre el 13 y e l 22%. 22%. En el caso de turbinas individuales, el costo es altamente dependiente de las circunstancias particulares del proyecto.

Fundación(es) Fundación(es) de la turbina(s)

Las fundaciones incluyen la labor y material, tal como las formas, concreto, marcos de acero y anclas, estacas y partes fabricadas. Las fundaciones de la turbina eólica serán específicas a la turbina y al sitio. Al fabricante se le debe requerir que entregue información del diseño y datos de carga para el diseño de las fundaciones. Costos estimativos para las fundaciones y materiales deben ser requeridos de los contratistas en el área de proyecto. En algunas ocasiones el tipo de fundaciones usada en una comunidad remota será muy diferente que la que podría ser utilizada en esa comunidad, donde la construcción de las bases concreto es una práctica estándar. Transportación del material puede llevarse una gran parte del costo.

Para grandes parques eólicos, eólicos, el costo de fundación fundación generalmente generalmente cae entre 10 y 50 mil dólares por turbina. Para parques medianos, generalmente el rango está entre 7 a 25 mil dólares por turbina. Una estimación más precisa se puede obtener una vez que el geomensor haya llevado a cabo su labor. Los costos de las fundaciones también dependen den numero y tamaño exacto de las turbinas, el tipo de ENERGIA EOLICA

41


torre usado y la accesibilidad del sitio. Por lo tanto, el costo sugerido puede ser significativamente mayor para proyectos en sitios aislados [Lynette 1992] y [Reid, 1996].

Para grandes parques eólicas, generalmente las fundaciones representan el 4 al 9 % del total del costo de equipamiento de energía renovable y balance de plantas [Conover, 1994] y [Vesterdal, 1992].

Posicionam Posicionamiento de la(s) turbina(s) eólica e ólica

El posicionamiento de las turbinas incluye de la adquisición del equipamiento respectivo. Este equipamiento podría ser las grúas y vehículos pesados de pesos especiales, poleas y otros equipamientos específicos que sean considerados. Para proyectos en sitios remotos, usualmente es mayor el costo efectivo de rentar las herramientas y equipamiento, dependiendo de la disponibilidad, bastante más que la adquisición y su transporte. El costo de renta del equipamiento puede ser bien alto. Se requiere de una buena planificación. Muchas veces ofertas se puede trabajar para la reventa del equipamiento en la comunidad después de su uso. El usuario necesitará verificar por la disponibilidad y los costos caso por caso. A menudo, los contratistas de la construcción incluirán estos costos en sus ofertas para asegurarse. La mano de obra calificada para construir grandes parques eólicos puede que no esté disponible en todas las locaciones del proyecto. El costo de la calificación y la no calificación en comunidades remotas es generalmente el doble del rango encontrado en locaciones pobladas. La producción puede ser a menudo considerablemente baja por un número de razones, tales como las condiciones del clima, habilidades, etc. Los costos en viajes tendrán que agregarse para la mano de obra requerida desde fuera del área del proyecto. Para grandes parques eólicos, el posicionamiento del la turbina eólica generalmente representa el 4% del total del costo de equipamiento de energía renovable y balance de planta [Zond, 1994]. Esta proporción aumenta el caso de pequeños parques eólicos y en la instalación de turbinas solitarias, debido a economías más pequeñas en escala.

Construcción de accesos

Un camino de acceso acces o para la la construcción y para el servicio ser vicio en en curso normalmente es requerido a medianas y grandes escalas de proyectos de energía eólica. Estos requerimientos dependerán en la selección del sitio y de la naturaleza del terreno. Puede haber limitaciones de temporada que se presenten en la construcción y al usar las vías para el transporte del equipamiento. En algunos sitios quizás no sea necesario construir caminos, incluso el sitio seleccionado puede que no existan calles. La ubicación de los caminos existentes es una consideración que se debe tener durante la selección del sitio. Los costos de la construcción de los caminos generalmente están dentro de los 0 a 80000 dólares por kilómetro, pero incluso puede llega a los 500 mil dólares si se requiere de un puente. El largo del camino requerido comprende el largo del camino de acceso al sitio y el largo del servicio en el sitio, ENERGIA EOLICA

42


vinculando las turbinas, si hay más de una. El largo anticipado del acceso requerido y vías de servicio pueden ser determinados por medio de mapas topográficos. Para grandes parques eólicos, los accesos generalmente representan entre el 1 al 3 % del total del costo de equipamiento de energía renovable y el balance de panta [Conover, 1994] y [Zond, 1994]

Línea de transmisión y subestación

Los costos de líneas de transmisión y de la subestación asociada son especificaciones del sitio y dependen del tipo, largo, tensión y locación de la línea y de la capacidad instalada de la planta de potencia que se haya desarrollado. Equipamiento auxiliar de electricidad pueden incluir algunos ítems tal como vertedero de carga y calentadores, bancadas de capacitores, equipamiento de monitoreo y sistemas de control tupo SCADA o integrado. La tabla 7 entrega una indicación del costo aproximado envuelto, asumiendo acceso razonable. En un parque normalmente son usadas las líneas bajo tierra para conectar las turbinas en una fila dada. Sus costos pueden ser 2 a 4 veces más alto que el equivalente vía aérea. Los siguientes costos deben de ser ajustados basados en las condiciones del sitio.

Capacidad Capa cidad

Tensión

Costo/Km

Subestación

Distanc Di stancia ia [km]

0-2 MW

25 kV

$55,000

$250,000

< a 50 km

2-5 MW

44 kV

$65,000

$600,000

< a 70 km

Mayor a 5 MW

115 kV

$100,000

$2,000,000

Mayor a 70 km

Tabla 7: Costos Estimados de la Subestación y Línea de Transmisión. El usuario debe calcular el costo total basado en l largo de la línea de trasmisión [km] y el costo específico para subestaciones y otro equipamiento eléctrico auxiliar. En este caso la cantidad será igual a 1 con el costo unitario siendo igual al costo total. Para proyectos de pequeña escala cercanos a la red de distribución electica comunal, los los costos de subestación serán más más bajos bajos a los los presentados en la tabla. En áreas de capas de hielo, las condiciones del suelo especiales pueden incrementar significativamente el costo de la línea de extensión. Puede que se requieran los consejos venidos de un experto especialista en el diseño o construcción de líneas de transmisión local, para estimar el costo en este ámbito. Para grandes parques eólicos, la infraestructura eléctrica y el equipamiento de interconexión generalmente representa el 9 a un 14% del total del costo en equipamiento de energía renovable y balance de planta [Conover, 1994] y [Zond, 1994].

Control y edificación de O&M

Un edificio de control pude o no puede ser necesario, debido a los costos de estas edificaciones, el desarrollador del proyecto debe de tratar de evitar este requerimiento donde es práctico evitárselo. Una sala de control puede además servir como la locación para el trabajo de mantención y bodega de ENERGIA EOLICA

43


los repuestos y materiales. Las turbinas eólicas modernas pueden ser controladas a distancia, lo cual eliminaría la construcción de esta. Los servicios públicos de la localidad podría ser una alternativa. Los costos de construcción para estas edificaciones serán bien altos en algunas comunidades. Generalmente un constructor local será capaz de dar un estimativo rápido para el costo de una adecuada nueva estructura o la renovación de un espacio existente. Para proyectos energéticos a gran escala, la sala de control O&M generalmente representa el 1% del total del costo del equipamiento de energía renovable y balance de planta. [Vesterdal, 1992].

Transportación

Ver la descripción de “Transportación “cubierta antes. Notar que algún costo de ítem podría incluir costos de transporte cuando es realizado por contratistas locales, así el usuario debe ser cuidadoso de no agregarlo dos veces.

3.1.6 Misceláneos Esta categoría es para los costos misceláneos que ocurren durante un proyecto y no deben ser tomados en las cuentas de las secciones previas. Para proyectos de energía eólica estos costos pueden inc incluir luir la la capacitación, intereses durante la la construcción y conti co ntingenc ngencias. ias. Para grandes parques eólicos, los costo misceláneos, excluyendo las contingencias, deben caer entre el 1 al 4% del total del costo del proyecto. Para pequeños parques, debería estar entre el 2 al 15%. En el caso de turbinas individuales, este costo es altamente dependiente de las circunstancias particulares particulares del proyecto.

Capacitación

Los costos asociados con la capacitación de los operadores de la planta y personal de mantención dependerán del tamaño, complejidad y de lo remota que se ubique la instalación. Para locaciones remotas, habrá una gran necesidad de capacitación técnica con el fin de evitar demoras en la reparación. Para grandes parques eólicos eólicos,, se neces necesitaran itaran sobre 6 técnicos mantenedores por sección secc ión de 50 turbinas, turb inas, además de 3 operadores. Para turbinas turbinas indiv indiv iduales y parques pequeños, un técnic técnicoo operador/mantenedor puede desempeñar las operaciones diarias y tareas de mantención. Sin embargo, algunas de las reparaciones periódicas (por ejemplo el reemplazo de la caja de cambios) requerirán de la labor de especialistas. Los costos de capacitación incluyen tasas profesionales. Cualquier gasto en viaje se puede entrar en la sección “Viaje y Alojamiento”. La capacitación involucrará entre 2 a 10 personas por 1 a 20 días en un rango entre 200 a 800 dólares por persona al día dependiendo del tamaño del proyecto.

ENERGIA EOLICA

44


Intereses durante la construcción.

Los intereses durante la construcción (financiamiento de la construcción a corto plazo) variaran dependiendo de la duración de la la construcción cons trucción y el valor de la la moneda. Aunque la construcción cons trucción del parque eólico puede tomar un año, normalmente no más de seis meses son requeridos entre la entrega de las turbinas (el ítem más costoso) y el encargo del parque. Los costos de los intereses durante la construcc con strucción ión son est estimados imados en base del porcentaje seleccionado selecc ionado del usuario usuar io del subtotal subt otal de todos los costos del proyecto excluyendo los costos misceláneos.

Contingencias.

La asignación para gastos imprevistos depende del nivel de exactitud del costo estimativo. Las contingencias son estimadas basados a un porcentaje puesto por el usuario del subtotal de todos los costos del proyecto, excluyendo los misceláneos. La asignación de partidas debe estar basada del nivel de exactitud asociado con la estimación de previabilidad de RETScreen de los costos del proyecto. Generalmente, un análisis de costo a nivel de pre-viabilidad debería estar exactamente dentro del 40 al 50%. Sin embargo, esta exactitud dependerá en la experticia del equipo de estudio, la escala del proyecto que se ha considerado, el nivel de empeño puesto para completar el estudio de pre-viabilidad y de la disponibilidad de información exacta. Es ciertamente posible que el usuario experimentado de RETScreen con desarrollos de proyecto de energía eólica pudiera estimar los costos con un rango de 5 a 40% del total de los costos iniciales (excluyendo los costos misceláneos).

3.2 Costos Cost os Anuales Anuale s Habrá un número de costos anuales asociados con la operación del proyecto de energía eólica. Estos incluirán el arrendam iento de tierras, impuestos de propiedad propiedad y seguros, seguros , mantención de la la línea línea de transmisión, trans misión, repuestos, repuest os, faena de O&M, viajes, viajes, alojamient alojamientos os y gastos administrativos y además de los costos c ostos de contingencia. contingencia. Estos costos son detallados detallados a continuación.

Arrendam rre ndamiento iento del terreno.

El usuario entra un porcentaje de los ingresos del proyecto asignados por los costos de arrendamiento. Es necesario negociar el uso de la tierra donde sea implementado el proyecto. En algunos casos un acuerdo puede quedar establecido que el proyecto de energía es un uso deseable del uso de la tierra, y el gasto de no uso de las tierras puede ser cargado a los costos del desarrollo del proyecto. Como ejemplo, en el caso en tierras fiscales. Sin embargo, en muchos casos el terrateniente requiere de una compensación por el uso de la tierra durante un periodo de tiempo. Un ejemplo típico es el caso de los granjeros, quienes pueden seguir usando la tierra en y cercan a las dependencias del sitio del proyecto. Como regla, el costo anual de arrendamiento de tierra para proyectos de energía eólica generalmente está entre el 1 al 5% de los ingresos totales del proyecto [Conover, 1994], [Johansson, 1993], [Zond, 1994] y [Gipe, 1995]. ENERGIA EOLICA

45


Impuestos Im puestos a la Propiedad

El usuario entra un porcentaje de los ingresos del proyecto asignados por costo de los impuestos a la propiedad.; estos pueden ser recaudados en el proyecto, dependiendo de la jurisdicción. Los impuestos a la propiedad aplicables tienen que ser estimados en la base de sitio por sitio y dependan del valor de la propiedad del proyecto y/o los ingresos generados por el proyecto. Como regla, el costo anual de los impuestos a la propiedad para un proyecto de este tipo representan entre el 0 al 2% del total de los ingresos del proyecto.

Prima de seguros

El usuario entra el porcentaje de los ingresos del proyecto asignados a la prima de seguro. Como base, el seguro es requerido para responsabilidad civil, daños a la propiedad, falla de equipamiento e interrupción de los ejercicios comerciales. Los costos anuales por seguro puede ser significante para los proyectos de energía eólica y deben de ser estimados por el contacto de un corredor de seguros. Como regla, el costo co sto anual de los los seguros s eguros para un proyecto de este tipo representan entre el 2 al 4% del total de los ingresos del proyecto [Conover, 1994] y [Zond, 1994].

Mantención de la línea de trasmisión

El usuario entra un porcentaje de los costos de capital asociados con los costos de la mantención de la línea de transmisión, asociados con el proyecto energético, el cual, involucrará periódicas limpiezas de arboles y reemplazo de partes (por ej. Polos, conductor, aisladores) que podrían dañarse debido a impacto u otros motivos. El costo co sto anual de la la mantención mantenc ión de las las líneas de transmisión es estimado est imado en base a los los costos cos tos de capital de la línea de transmisión y de la subestación. Los costos anuales generalmente están en el rango del 3 al 6% de los costos de capital dependiendo de la locación y de la comunicación que tenga el equipamiento equ ipamiento requerido (facili (fac ilidad dad de acceso, acces o, presencia presencia de arboles, arboles, redes de radio radio VHF, VHF, etc.)

ENERGIA EOLICA

46


Piezas y mano de obra

Los costos cos tos de las las piezas y mano de obra resumen el costo de los los repuestos r epuestos y la mano de obra anual requerida para la rutina y mantención de emergencia y la operación de las turbinas eólicas. La operación incluye monitoreo, inspección regular del equipamiento (incluyendo la lubricación de rutina y ajust ajustes), es), y la eliminación de nieve, hielo y suciedad, mantenc m antención ión de la operación operac ión (inspección interna y mantención de las turbinas, etc.) Los costos de la mano de obra en comunidades remotas son generalmente del doble del rango encontrado al sur de Canadá. La producción a menudo es menor. Las tasas propuestas deben ajustarse acordándolo a lo apropiado. El costo por piezas y mano de obra está bien expresado en términos de dólares por kWh producida por el proyecto de energía eólica. Para grandes parques eólicos, este costo está entre 0.007 y 0.024 $/kWh con un promedio alrededor del 0.014 $/kWh [Gipe, 1995]. Para pequeños parques y turbinas individuales, un costo de 0.015 $/kWh es una buena primera aproximación.

ENERGIA EOLICA

47


3

anexos

Anexo 1: Modelo de Aerogeneradores Aerogeneradores con sus respectivas característi características cas y valores nominales

Generador

Marca/M odelo

Alt ur Pote a ncia Ro Diám Nom tor etro inal [m Rotor [kW] ] [m]

Atlantic Orient/AOC 50 15/50 Bergey WindPower 10 /BWC EXCEL Clipper WindPower 2500 /Liberty Wind

DeWind/D6

DeWind/D8 Enercon/E3 3-E44-E48 Enercon/E5 3-E70-E82 Energie PGE/20/50 Energie PGE/20/35 Entegrity WindSyste m/EW50 Eoltec SAS/Scirocc o E5,6-6

[V]

Frecu encia Red [Hz]

59,5

480

50/60 50 /60

54

240 ó 220

60 (***)

Embedded 1320 Motorola Power VDC PC

50 ó 60 -+3

4,6

15

(** )

6,7

3,4

13,8

80

89-9396100 (****)

4

13

12,5

25

25

55,348,950,5

Inducción, doble alimentación

690

Pitch Pi tch

50

13,5

25

25

57,4

Inducción, doble alimentación

690

Pitch Pi tch

50

28-34

Sincrónico Sincrónico en Antillas ENERCON

ENERCON

28-35

Sincrónico Sincrónico en Antillas ENERCON

ENERCON

22,4

Synchronous Permanent Magnet

3,5

11

25

52,5

Ind ucción Trifásico

35

19,2

3

11

25

52,5

Inducción o sincronizado

15

4

11,3

25

59,5

Trifásico/4Polos asincrónico

5,6

2,7

12

60

6

Gamesa/G 58

850

2000

2000

Tipo

15

19,2

50

Tens ión

Tipo

50

800

Gamesa/G 87

Veloci dad Peak (Survi val) [m/s]

25( *)

6568- 62-641250 91, 64 5 802000 10 80 0 330- 3733,4900- 4544-48 800 50 800- 6052,92300- 5771-82 2000 78

Gamesa/G 52

Gamesa/G 80

Velo cidad Velo Míni cidad Velocid ma Nomi ad (Cut nal máxim in) a (Cut [m/s [m/s out) ] ] [m/s]

Controlador

31, 1 18 a 24 44 a 65 44 a 71 60 a 10 0 67 a 10

480600 240480600

Pitch

60-50

Sistema Pitch PGE

60-50

415600

PLC e Interface Interface de Texto

60

Sincrónico con múltiples polos

230

Método aerodinámico

50 / 60

52

14,616,2

Generador con doble alimentación

690

50 / 60

58

14,616,2


690

50 / 60

80


690

50 / 60

87


690

50 / 60

ENERGIA EOLICA

48

Capítulo Anális Análisis is de Proyecto Proyecto de de En Energí ergía a Eólica Eólica 0

Gamesa/G 90

67 a 10 0 65 a 80 758510 0 De pe nd e del siti o

77

3,5

14

100

3,5

111

2000

80

82

1320

60

61

1000

60

2400

1500

2000

1500 GE/1,5 2500 GE/2,5

3600

GE/3,6 Lagerway/2 ,0 Made/AE61 Mitsubishi/ MWT-1000 Mitsubishi/ MWT95/2, 4 Nordex/S7 0 Nordex/S7 7 Nordex/N8 0

1500

2500

2300 Nordex/N9 0

Nordex/N1 00 Northen Power/Nor thwind 100

RePower/5 M

RePower/ MM92

690

25

GE

690

Active blade Pitch Control

50 / 60

12,5

25

GE

690

Active blade Pitch Control

50 / 60

3,5

14

27

Generador Asincrónico Asincrónico de doble doble alimentación

2,7

12,5

25-28

Lagerway Sincrónica multipolo

57

4

13,5

2525 -30

80

95

3

12,5

25

6585

70

3

25

77

3

80

3

80

3

859010 0 607080 708010 010 5

2500

10 0

100

3

100

37

21

3,5

11 785 a 5000 95 Off sho re

3300 RePower/3, XM


90

78 a 10 0

68, 5/7 2050 8,5 /80

126

104

92,5

3,5

3,5

3

50 / 60

50 / 60

IGBT

50 / 60

Inducción Ind ucción de 4 polos

600 / 690

50 / 60

Asincrón Asinc rónico ico con

600 / 690

50 / 60

59,5

Asincrónico con doble alimentación, alimentación, ref. po r aire

690

Microprocesado r

2020 -25

52,5

Asincrónico con doble alimentación, alimentación, ref. po r aire

690

Microprocesado r

15

25

70

Asincrónico con doble alimentación alimentación re f. por liquido

660

PLC, RFC

13

25

59,5

Asincrónico con doble alimentación alimentación re f. por liquido

660

PLC, RFC

5 2,5

Asincrónico con doble alimentación con convertidor de frecuencia frecuencia parcial parcial

660

PLC, RFC

Permanent Permanent magnet, magnet, passively cooled

480 VAC

13

13

12,5

12,5

20

25-30 Offshore

70

Asincrónico con doble alimentación 6 polos

660

25

Asincrónico con doble alimentación

10/2 0/30 kV

24

Asincrónico con doble alimentación 4polos (50 Hz) y 6 polos (60hz)

690 (50 Hz)575

60

Pitch y control control de velocidad velocidad-Ajuste e léctrico léctrico de ángu án gulo lo de aspas Pitch y control control de velocidad velocidad-Ajuste e léctrico léctrico de ángu án gulo lo de aspas Pitch y control control de velocidad velocidad-Ajuste e léctrico léctrico de ángu án gulo lo de

ENERGIA EOLICA

50

50-60

49

Capítulo Anális Análisis is de Proyecto Proyecto de de En Energí ergía a Eólica Eólica /10 0

RePower/ MM82 Siemens/S WT-3,6-107 Siemens/S WT-2,3-101 Siemens/S WT-2,3-93 Siemens/S WT-82VS Suzlon/S88 Suzlon/S82

Suzlon/S66

Suzlon/S64

82

3,5

14,5

25

3600

80

107

3a5

1313 -14

25

55/ 55 /70

Asincrón Asinc rónico ico

690

2300

80

101

4

13 a 14

25

55/ 55 /59,5


690

2300

80

93

4

1313 -14

25

55/ 55 /59,5


690

2300

80

82,4

3a5

13 a 14

25

55/ 55 /70


2100

79

88

4

14

25

59,5

Asinc rónico de 4 polos

690/ 600

1500

76

82

4

14

20

52,5

Sing Sin gle speed induction

690

Suzlo control system

50

66

3

14

22

52,5

Asincrónico, inducción de doble doble velocidad velocidad

690

Suzlon co ntrol ntrol system

50

64

3,5

14

25

59,5

Asincrónico, inducción de doble doble velocidad velocidad

690

Suzlon co ntrol ntrol system

50

13

25

59,5

Single speed i nduction nduction (Asincrónico)

690 400

54/ 1250 63/ 72 54/ 1250 63/ 72

Asincrónico con doble alimentación 4polos (50 Hz) y 6 polos (60hz)

73

52

4

Vergnet/GE V MP MP

275

55 / 60

32

3,5

20

De dos velocidades

Vergnet/GE V HP

1000

70

62

3

25

Asincrónico con jaula de ardill a rdilla. a. Velocid Velocidad ad variable por tiristones

850

44/ 49/ 55/ 65/ 74

52

4

25

Asincrónico Asincrónico c on OptiSpeed

Vestas/V52

78/ 1650 7080

16

2000 Vestas/V80

Vestas/V90 -2,0 M Vestas/V90 -3,0 M Vestas/V10 0

Vestas/V11 2 Wind Energy

1800

2000

3000 1800 3000

2,5

60/ 67/ 78/ 10 0 80/ 95/ 10 5 80/ 95/ 10 5 80/ 10 5 80/ 95 84, 94/ 11 9 12, 25

Pitch y control control de velocidad velocidad-Ajuste e léctrico léctrico de ángu án gulo lo de aspas Microprocesado r Microprocesado r Microprocesado r Microprocesado r

50-60

Variab le 50 50

50 / 60

Suzlon co ntrol ntrol system Industrial automation Siemens

50 50 / 60

690

Microprocesado r

50 / 60

50 /60

82

3,5

13

20

Asincrónico refrigerado por agua

690/ 600

Basado en ordenador de todas las funciones del aerogenerador

80

4

15

25


690

Microprocesado r

50 / 60

90

3,5

12

25


690

Microprocesado r

50 / 60

90

2,5

13

25/21


690

Microprocesado r

50 / 60

90

4

15

25


1000

Microprocesado r

50

100

4

12

20

Asincrónico con rotor devanado

Pitch

50 / 60

112

3

12

25

Generador magnético permanente

5

3

9

20

Vestas/V82

Vestas/V90 -1,8 M

aspas

59/ 69/ 2050 80/ 10 0

600

Suzlon/S52

(60 Hz) 690 (50 Hz)575 (60 Hz)

59,5


50 / 60 400

ENERGIA EOLICA

50 / 60 50

Capítulo Anális Análisis is de Proyecto Proyecto de de En Energí ergía a Eólica Eólica Solution/W ES5 tulipo Wind Energy Solution/W ES18 mk1 Wind Energy Solution/W ES 30 k1 Wind Energy Solution/H YBRID Wind Energy Solution/H YBRID WINDTEC/ WT1650df. CLASE II WINDTEC/ WT1650df. CLASE I

/6, 25 80

183040

18

3

12

25

60


400

50 / 60

250

3151

30

3

12

25

60


400

50 / 60

80

1840

18

3

12

25

60


400

50 / 60

250

3151

30

3

12

25

60


400

50 / 60

1775

65 70

70

3,5

17,5

25

70

Inducción doble alimentación

50 / 60

1775

7080

77

3,5

12

20

59,5

Inducción doble alimentación

50

WINDTEC/ WT2000fdT CI

2225

70

76

3,5

12,5

25

WINDTEC/ WT2000fdT C II

2225

70/ 80

86

3,5

11,5

25

WINDTEC/ WT2000TC III

2225

80/ 10 0

93

3,5

11

20

Inducción Inducción de doble doble alimentación/Sincróni co de magnetismo magnetismo permanente/Sincrónic o Inducción Inducción de doble doble alimentación/Sincróni co de magnetismo magnetismo permanente/Sincrónic o Inducción Inducción de doble doble alimentación/Sincróni co de magnetismo magnetismo permanente/Sincrónic o

50 / 60

50 / 60

50 / 60

(*): (*): También existe existe de 30 [m] (**):18,3-24,4-30,3-36,3 m (***): (***): 50 5 0 Hz c on inversor GridTek GridTek (****) (****) : Cl ases C89-C93-C C 89-C93-C96-C100 96-C100 respectivo respectivo a cada uno de los diámetros diámetros de rotor Últimos tres modelos de aerogeneradores, corresponden a los modelos WT2000df, WT2000fc y WT2000sg respectivamente

ENERGIA EOLICA

51


Anexos 2 Anexos 2: Potencia en función de la velocidad del viento para cada modelo

MAR CA MO DEL O

Atlantic Orient/AOC 15/50

Bergey De De WindPow Win Win Ene Ene Ene Energi er d d rcon rcon rcon e PGE

Energi e PGE

Entegrity Wind System

Eoltec SAS

Ga Ga Ga mes mes mes a a a

Scirocco E5,6E5,6 -6 G52 G58

AOC 15/50 15 /50

EXCEL

D6

D8

E33

E48

E70

20/ 20 /50

20/35 20 /35

EW50

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

2

2

0

0

0

0

0

0

0

4

0

0

0

3

5

12

18

2

2

0

0

0

10

4

5

0

0

80

20

14

32

56

5,8

5,8

0

0

17

31

66

6

4

1

150

80

30

66

127

14,3

14,3

2

1

50

78

152

7

9

2

200

200

55

120

240

25,3

25,3 25, 3

8

1

105

148

280

8

16

3

350

400

92

191

400

33,8

33,8

15

2

189

243

457

9

24

4

450

600

138

284

626

41,3

41,3

25

3

286

369

690

10

33

5

600

196

405

46,5

32

4

409

525

44

6

250

555

50,9

50,9

41

5

534

695

12

50

8

293

671

52,9

52,9

48

6

662

797

13

55

9

320

750

53,5

53,5

55

6

751

836

14

58

10

335

790

51,7

51,7

63

6

788

847

15

62

10

335

810

49,7

49,7

65

6

794

849

16

64

10

335

810

47,6

47,6

65

6

800

850

17

66

6

335

810

46

46

65

6

800

850

18

65

3

335

810

65

6

800

850

19

64

3

335

810

65

6

800

850

20

64

3

900 120 0 125 0 125 0 125 0 125 0 125 0 125 0 110 0 100 0

335

810

65

6

800

850

21

64

3

950

335

810

65

6

800

850

22

63

3

800

335

810

6

800

850

23

63

3

650

335

810

6

800

24

63

3

600

335

810

892 122 3 159 0 183 0 195 0 205 0 205 0 205 0 205 0 205 0 205 0 205 0 205 0 205 0 205 0

46,5

11

750 120 0 180 0 199 0 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0

6

800

978 129 6 159 8 181 8 193 5 198 0 199 5 199 9 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0 200 0

ENERGIA EOLICA

G80

52

Capítulo Anális Análisis is de Proyecto Proyecto de de En Energí ergía a Eólica Eólica MARC A MODE LO

Game Game sa sa

GE

GE

GE

Lagerw Mad Mitsubish Mitsubis ay e i hi AEMWTMWT2 61 95/2,4 1000

Nord ex

Nord ex

Nord ex

Nord ex

S70

S77

N80

N90

Nothern Power Northwind 100

G87

G90 G9 0

1,5

2,5

3,6

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0

21

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

79

85

50

80

100

80

5

0

0

0

0

0

0

0

5

181

197

300 280 400

200

32

200

50

24

44

15

70

0

6

335

364

400 380 500

280

81

300

100

86

129

120

183

4

7

550

595

500

165

500

240

188

241

248

340

11

8

832

901

750

284

1000

400

326

396

429

563

20

9

1175

1275

1000

431

1500

450

526

594

662

857

30

10

1530

1649

1250

598

1800

600

728

846

964

1225

41

11

1816

1899

1700

772

2100

750

1006

1100

1306

1607

52

12

1963

1971

1900

850

1271

1318

1658

1992

63

1988

1991

2400

950

1412

1467

1984

2208

73

14

1996

1998

2400

1000

1500

1502

2269

2300

81

15

1999

2000

2400

1000

1500

1508

2450

2300

89

16

2000

2000

2400

1000

1500

1514

2500

2300

95

17

2000

2000

2400

1000

1500

1515

2500

2300

99

18

2000

2000

2400

1000

1500

1504

2500

2300

101

19

2000

1906

940 109 0 121 1 129 5 134 1 135 1 133 7 132 0 130 8 130 0 129 5 130 0 130 1

2400

13

720 120 0 125 0 145 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0 150 0

2400

1000

1500

1509

2500

2300

99

2400

1000

1500

1511

2500

2300

97

2400

1000

1500

1511

2500

2300

93

2400

1000

1500

2500

2300

89

2400

1000

1500

2500

2300

87

2400

1000

1500

2500

2300

89

20

1681

21

1455

22

1230

23 24

750 800 120 980 0 140 180 0 0 189 210 0 0 235 300 0 0 250 345 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 360 0 0 250 0

1995 2000 2000 2000 2000 2000 2000

ENERGIA EOLICA

53

Capítulo Anális Análisis is de Proyecto Proyecto de de En Energí ergía a Eólica Eólica RePow er

RePow er

RePow er

RePow er

Suzlo n

5M

3,XM 3,X M

MM92

MM82

S52

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

4

0

100

20

0

0

16

17

5

126

400

94

64

50 50

38

6

352

500

205

159

100

7

648

1000

391

314

8

1081

1500

645

9

1638

2 080

10

2335

11

MARCA MODEL O

Suzlo Suzlo Suzlo Suzlo Vergne Vergn n n n n t et GEV GEV S64 S66 S82 S88 MP HP

Vesta Vesta Vesta s s s V52

V82

V80

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

7

0

0

0

40

1

14

4

43

26

66

44

100

106

99

138

20

95

67

147

135

180

181

193

263

312

38

168

125

277

261

511

2 80

287

306

466

546

64

269

203

456

437

979

767

380

452

481

709

840

101

399

304

719

669

2850

1375

1096

480 4 80

645

687

974

1180

145

560

4 25

1025

957

3170

3300

1795

1439

580

861

917

1219

1535

194

731

554

1313

1279

12

4017

3300

2000

1700

599

1085

1156

1382

1856

2 34

859

671

1523

1590

13

4755

3300

2000

1912

600

1250

1250

1438

2037

2 57

929

759

1612

1823

14

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

1473

2088

2 70

969

811

1646

1945

15

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

1500

2100

2 74

990

836

1650

1988

16

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

1500

2100

275

1000

846

1650

1998

17

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

1500

2100

275

1000

849

1650

2000

18

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

1500

2000

275

1000

850

1650

2000

19

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

1500

2000

275

1000

850

1650

2000

20

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

1500

2000

275

1000

850

1650

2000

21

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

1500

2000

275

1000

850

1650

2000

22

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

2000

1000

850

2000

23

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

2000

1000

850

2000

24

5000

3300

2000

2000

600

1250

1250

2000

1000

850

2000

ENERGIA EOLICA

54


MARC A MODE LO

Vesta s V901,8

Vesta s V902,0

Vesta Vest Vest s as as V903,0 V100 V112

Wind Energy Solutions



1

0

0

0

0

2

0

0

0

3

0

0

4

0

5

WINDTE WINDTE C C WT1650 WT 2000 df df

WES 5 tulipo tuli po

WES 18 mk1

WES 30 mk1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

50

0

0

0

0

250

0

1

0

100

0

56

56

106

200

450

0

3

4

200

80

6

165

165

243

400

700

1

6

15

380

200

7

339

339

417

800

1250

1

11

29

580

390

8

570

570

640

1200 2000

2

18

56

820

600

9

863

863

940

1400 2750

2

27

77

1200

880

10

1195

1215

1285

1790 2950

2

39

116

1560

1400

11

1523

1606

1659

1800 3000

3

51

145

1600

1800

12

1752

1878

2052

1800 3000

3

64

179

1600

2000

13

1795

1974

2447

1800 3000

3

74

222

1600

2000

14

1800

1995

2736

1800 3000

3

80

241

1600

2000

15

1800

2000

2923

1800 3000

2

82

257

1600

2000

16

1800

2000

3000

1800 3000

2

83

259

1600

2000

17

1800

2000

3000

1800 3000

2

83

258

1600

2000

18

1800

2000

3000

1800 3000

2

83

257

1600

2000

19

1800

2000

3000

1800 3000

1

83

259

1600

2000

20

1800

2000

3000

1800 3000

1

83

260

1600

2000

21

1800

2000

3000

1800 3000

1

83

260

1600

2000

22

1800

2000

3000

1800 3000

83

260

1600

2000

23

1800

2000

3000

1800 3000

83

260

1600

2000

24

1800

2000

3000

1800 3000

83

260

1600

2000

ENERGIA EOLICA

55


4 REFERENCIAS Bergey, M ., Small Wind Systems Bergey, Systems For Fo r Rural Energy Supply , Village Power 2000, Washington, DC, USA, 2000. Brothers, C., Wind Gener G eneration ation Syst System emss for Re mote Communities - Market Assessment Assessment and Guide Gui delines lines for Wind Turbines Selection Selection , Canadian Electrical Association, Project no. 9123 G 880, 1993. CADDET, Tec Technical hnical Bulletin no. 143 , 2001. Canadiann Wind En Canadia En ergy Association A ssociation (CanWEA), (CanWEA), Win Windd Energy Energy Basic Information , Backgrounder Published with Support from CANMET, 1996. Conover, K., Win Ly nett ttee & Associates, Seminar on Windd Energy Energy Finan Financial cial Due Diligence, R. Lyne Opportunities for Finance and Investment in Wind Energy, 1994. Elliot, Ell iot, D. D . et al., Win Windd Energy Resource Resource Atlas of the Uni ted States, SERI, 1986. Gipe, P., Wind Energy Comes of Age , John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, USA, 1995. Hiester, T.R. and Pennell, W.T., The Siting Siti ng Handbook for Large Large Wind Win d Energy Systems Systems , , WindBooks, New York, NY, USA, 1981. Le Gouriérès, D., Wind Power Plants: Theory and Design , Perga Pergamon mon Press, 1982. Leng, G., Dignard-Bailey, L., Bragagnolo, J., Tamizhmani, G. and Usher, E., Overview of the Worldwide Photovoltaic Indus I ndustr tryy, Report no. 96-41-A1 (TR), CANMET Energy Diversifi cation Researchh Laboratory , Natural Resources Canada, Varennes, Researc Varennes, QC, Canada, Canad a, J3X 1S6, 1996. Li, K.W. and Priddy, A.P., Power Plant System Design, John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, USA, 1985. Lynette, R. and Ass., Tec Techni hnica call and Economic Potential for Wind Energy Development Development in Ontario, Prepared for Independent Power Producers’ Society of Ontario, 1992. NREL, HOMER , The Hyb Hyb rid Optimizat Optimi zation ion Mode Modell for Electric Electric Renewables Renewable s , , Available from National Renewable Energy Laboratory, 1617 Cole Boulevard, Golden, CO 80401-3393, USA, 2001. Rangi, R., Templin, J., Carpentier, M. and Argue, D., Canadian Wind Energy Technical and Energy , M ines and Resources Canada, Canada, 1992. Market Potential , EAETB, Energy Reid, R., Application de l’éolien aux réseaux non -reliés , , Hydro-Québec, Congrès de l’ACFAS, M ontreal ontreal,, QC, Canada, 1996. SunMedia GmbH, Win Windd Turbine Market: Market: Types, Tec Techni hnical cal Charac Ch aracterist teristic ics, s, Prices , , 1999. Vesterdal, J., The Potential of Wind Farms , , ELS ELSAM AM , 1992. WECTEC, Évaluation du potentiel potentiel éolien du Québec , , Report Prepared for the Ministère des Ressources naturelles du Québec, 1996 Wind Power Monthly , The Windicator-Oper Windicator-Operational ational Wind Power Capacity Capacity Wo rldwide, 2001. Winkra-Recom, Wi Wind nd Turbine Market - Types, Technical Charac Characterist teristics, ics, Prices , , 1995/96. Zond, Wind Power Economics, Seminar on Op portunities for Finance and Investment Investment in Wind Wind Energy, 1994.

ENERGIA EOLICA

56

Proyecto de Energia Eolica6

Recommend Documents