Parques eólicos en Puertos

Autor: Juan Di Iorio Publicado el 23rd Diciembre 2015 - Última Edición: 23 Diciembre, 2015

Introducción La Energía eólica, utiliza el movimiento del viento para generar electricidad. El principal medio para obtenerla son los aerogeneradores, “molinos de viento” de tamaño variable que transforman con sus aspas la energía cinética del viento en energía mecánica de rotación, utilizable para por ejemplo un generador, normalmente un alternador, que produce corriente eléctrica. La […]

Introducción

La Energía eólica, utiliza el movimiento del viento para generar electricidad. El principal medio para obtenerla son los aerogeneradores, “molinos de viento” de tamaño variable que transforman con sus aspas la energía cinética del viento en energía mecánica de rotación, utilizable para por ejemplo un generador, normalmente un alternador, que produce corriente eléctrica.

La energía eólica, fuente de energía renovable, tiene su origen en la radiación solar y el calentamiento no uniforme de la superficie terrestre y marina es el responsable de que se produzca el desplazamiento de masas de aire desde zonas de mayor presión a zonas de menor presión. La energía del viento puede obtenerse instalando los aerogeneradores tanto en suelo firme como en el suelo marino. La tecnología existente permite, hacer uso casi exclusivamente de los vientos horizontales. Aquellos que soplan paralelos y próximos al suelo y cuya velocidad esté comprendida en el rango de 3 m/s “cut-in speed”- 25 m/s “cut-out speed”. Un aerogenerador moderno en general tipo tripala y de eje horizontal, con una turbina de 850 KW suele estar colocado en una torre de 40 a 60 metros de altura. La electricidad producida es llevada por unos cables a un convertidor, transformada y colocada en forma optima sin fluctuaciones en la red eléctrica

Aspectos técnicos a considerar

La instalación de un parque eólico implica analizar múltiples aspectos, siendo el más importante la velocidad del viento, factor que determina la cantidad de energía que un aerogenerador puede transformar en electricidad. Para poder utilizar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la clase de ráfagas en espacios de tiempo breves, y los valores máximos ocurridos en series históricas de 20 años de duración histórica como mínimo.

El estudio de la velocidad del viento es mediante la representación de dicha velocidad como una variable aleatoria con una cierta función de distribución. La distribución de Weibull, es la mas utilizada. Es una distribución de dos parámetros: el factor de escala y el factor de forma. Esta distribución adopta la siguiente expresión:

f(x)= k/c(k/c)x-1exp(-(x/c)k) (k>0, x>0, c>1)

Donde k es el factor de forma y c es el factor de escala.
El factor de forma se define como la relación entre la energía obtenida en un año y la energía que se obtendría en ese año si la velocidad del viento se mantuviera constante e igual a la velocidad media. Un factor de forma elevado indica que las velocidades tienen tendencia a estar próximas a un determinado valor. En la mayoría de los casos los valores están comprendidos entre 1,3 y 4,3. Para determinar el valor del factor de escala se emplea la anterior expresión calculada a partir de la velocidad media y del factor de forma determinado.

Para conocer la velocidad de viento a emplear en un estudio de viabilidad así como los factores de forma y escala es necesario disponer de datos sobre la altura de posición del rotor. También es útil realizar correlaciones con datos a distintas alturas y ensayar los cálculos con varios tipos de aerogeneradores y alturas de torre. Para estimar el rendimiento de un aerogenerador es de importancia conocer las turbulencias del aire que disminuyen la posibilidad de utilizar eficazmente la energía del viento y provocan mayores roturas y desgastes en la turbina eólica. En áreas muy turbulentas el software de cálculo y diseño específico facilita el manejo modelos no lineales. La rugosidad del terreno afecta al régimen de vientos. En el caso de Puertos, resalta que los emplazamientos próximos a mar abierto o directamente en mar abierto (eólica offshore), tienen la ventaja de presentar rugosidades mínimas. La orientación óptima de los aerogeneradores, es ayudada mediante el empleo de rosas de los vientos en los emplazamientos seleccionados. Para evitar las sombras de viento y apantallamiento que pueden generar los aerogeneradores sobre los que se sitúan próximos a ellos, es necesario calcular la separación adecuada entre ellos. Con las curvas de potencia y características técnicas del equipo usado, que proporcionan los proveedores, empleando software específico(WASP o WindSim) y partiendo de datos de vientos, los parámetros de la distribución de Weibull y la rugosidad del terreno, pueden acercar estimaciones de la producción anual para condiciones atmosféricas estándar. Para culminar el calculo debe además corregir la estimación con aproximadamente un 8% por las pérdidas eléctricas por transformación, transporte y los efectos de escala , y aproximadamente un 10% por las perdidas debidas a la disponibilidad de las máquinas.

Aplicación de Energía Eólica en puertos

Resultan especialmente útiles en puertos los parques eólicos situados en los elementos fijos que estos contienen como diques y escolleras de abrigo así también como en la forma de offshore. Las ubicaciones de parques eólicos en los puertos cercanos a la orilla y marítima presentan ventajas destacadas como una mayor fuerza de los vientos por menor influencia de las rugosidades y obstáculos del terreno; una menor afección a la población y trabajadores del puerto en estas areas, que en emplazamientos en tierra firme dentro del propio puerto. Las desventajas de estas ubicaciones son el mayor costo de instalación tanto para las nearshore como las instalaciones offshore. Siendo las primeras en las que existe un soporte físico, de menor costo sobre las segundas donde las cimentaciones deben realizarse sobre la propia plataforma marina. Además ambos tipos de instalaciones tienen mayor costo de mantenimiento al ser más complejo su acceso, sumado los posibles efectos ambientales al paisaje y a la avifauna. Los precios de los aerogeneradores varían en función de sus características técnicas, altura de buje, potencia, etc. y el coste de su instalación también depende de múltiples factores. Para evaluar la viabilidad técnica y económica de emprender una actuación eólica en un puerto, es de utilidad considerar, aquellas ubicaciones que posean vientos en rangos apropiados, en las que es posible físicamente situar los aerogeneradores y en las que no existan impacto ambiental y a las personas significativos. Continuar con una realización de un estudio de vientos. Mediante torres con equipos de medida, anemómetros y veletas a distintas alturas en los emplazamientos elegidos, se estudian por un. periodo recomendado de un año, los valores del viento del sitio. Los datos resultantes así como factores de rugosidad, obstáculos, y otros factores del entorno, son modelizados mediante software para estimar la producción posible. Completan el estudio el presupuesto para la instalación, el análisis de rentabilidad, donde se calcula el periodo de amortización de la instalación y la valoración de condicionantes operativos, socioeconómicos y ambientales

Escrito por: Publicado en Ahorro de Energía, Economía, Inversiones, Opiniones | Etiquetado , , | Ver comentarios
TWITTEAR Compartir Linkedin Compartir por Email

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *