ASPECTOS DE INFLUENCIA Y MEJORA EN

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1 ASPECTOS DE INFLUENCIA Y MEJORA EN LOS ESTUDIOS DEL RECURSO EÓLICO Iván David Fernández García Dpto. Energías Renovables y Medio Ambiente Jornadas Técnicas, Wind Power Expo 2009 Zaragoza 22 de Septiembre

2 Dpto. Energías Renovables, Grupo ALATEC Breve presentación de Alatec Experiencia: Clientes principales: Equipo: Conocimientos: más de 15 años en servicios de consultoría en calidad de Asesor Técnico independiente promotores, inversores y entidades financieras dedicadas a las Energías Renovables multidisciplinar y multicultural de alta cualificación técnica promoción, ingeniería, procesos de fabricación y asesoría técnica. Especialidades Energías renovables Solar fotovoltaica y termoeléctrica Eólica on&off shore Biomasa, Biogás y Biocarburantes Minihidráulica, Marina y Geotermia Eficiencia Energética Medioambiente Residuos Sólidos Urbanos y Vertederos Desalación y depuración de aguas Impacto y riesgos medioambientales Contaminación y dispersión atmosférica Servicios Energías renovables Estudios de viabilidad técnico-económicos Evaluaciones de recursos naturales y proyectos técnicos Auditorías técnicas para entidades financieras e inversores Análisis y evaluación de ofertas y contratos EPC y O&M Control de subvenciones, permisos y licencias Asistencia técnica a la gestión de compras Supervisión del avance de obras Certificación de recepciones y pruebas de rendimiento Medioambiente Estudios de contaminación y dispersión de olores Evaluaciones de impacto y riesgos medioambientales

3 Dpto. Energías Renovables, Grupo ALATEC Síntesis de referencias por sectores Eólico 150 proyectos con una potencia total instalada de aprox MW realizados los últimos 10 años. Solar Fotovoltaico 120 proyectos con una potencia total instalada de aprox. 500 MW realizados en los últimos 5 años. Solar Termoeléctrico 10 grandes proyectos con una potencia total instalada de aprox. 430 MW realizados en los últimos 3 años. Biomasa, Biogás y Biocarburantes 45 plantas de biomasa y/o biogás, 7 plantas de biodiesel y 7 plantas de bioetanol en los últimos 10 años. Cogeneración y Minihidráulica 30 proyectos con una potencia total instalada de aprox MW realizados entre 1986 y RSU y Vertederos 40 proyectos de diferentes tamaños y aplicaciones realizados en los últimos 12 años. Desaladoras y Depuradoras 3 plantas desaladoras de agua de mar con una capacidad de m 3 /día y 6 estaciones depuradoras de aguas residuales realizados en los últimos 10 años.

4 INDICE Introducción Campaña de medición Estudio de largo plazo: Datos de estaciones representativas de Largo Plazo Obtención de datos de modelos de área local (mesoescala) Modelización del campo de vientos: Modelos estadísticos (WAsP, WindFarmer) Modelos de flujo complejo, CFDs (Meteosim, Meteodyn) Funcionamiento de los aerogeneradores: Curva de potencia Disponibilidad Aspectos de mejora de las partes implicadas Conclusiones

5 INTRODUCCIÓN Diferencias significativas entre la producción estimada en los estudios de recurso eólicos y la producción real de los parques eólicos en operación Según un reciente estudio de la revista Windpower Monthly, la reducción entre la producción real y la estimada es del 10% en Norte América y un 6% en Europa Los principales aspectos de influencia y con opciones de mejora en los estudios del recurso eólico: Campaña de medición Estudio de largo plazo Modelización del campo de vientos Funcionamiento de los aerogeneradores

6 CAMPAÑA DE MEDICIÓN Ubicación de las torres de medición Selección del número de estaciones meteorológicas Calibración de la instrumentación de medición Características y disposición de la instrumentación en la torre Disponibilidad de datos de viento y periodo de medición Validación y tratamiento de los datos (filtrado, análisis estadístico, etc.)

7 ESTUDIO DE LARGO PLAZO Preliminares Objetivo: Caracterizar el viento a largo plazo en el emplazamiento en estudio sirve para evitar la variabilidad de los ciclos anuales (estación, modelo) Para análisis del viento a Largo Plazo en el emplazamiento se aplica el método MCP (Medición-Correlación-Predicción) Los datos de viento representativos del largo plazo se pueden obtener de diversas fuentes: Estaciones de organismos estatales (AEMET, METEO FRANCE, NOAA, etc.), o de organismos regionales que dispongan de una red de estaciones de medición Datos generados a partir de modelos meteorológicos de escala local (mesoescala)

8 ESTUDIO DE LARGO PLAZO Fuente de datos AEMET (Agencia Estatal de Meteorología) Perteneciente al Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino Características: Dispone de una red de 90 observatorios y 260 estaciones automáticas de observación repartido en todo el territorio español Puntos fuertes a considerar: Disponibilidad de largas serie de datos (> 10 años) en un numerosas estaciones Accesibilidad a los datos relativamente rápida y a un coste moderado Puntos débiles a considerar: Calidad: en ciertos casos puede ser deficiente (disponibilidad, calibración) Emplazamiento: frecuentemente lejanos a la zona de estudio y con la existencia de obstáculos que perturban las mediciones de velocidad y dirección del viento Mediciones: normalmente a sólo a 10 m de altura.

9 ESTUDIO DE LARGO PLAZO AEMET Vista Oeste de la estación automática de la AEMET situada en termino municipal de Olmedo (Valladolid ). Fuente: ALATEC, Noviembre de 2008.

10 ESTUDIO DE LARGO PLAZO Fuente de datos Modelos de Mesoescala Modelo numérico para la caracterización de fenómenos meteorológicos locales. Características: Paso de malla (0,5-40 km) pequeño para caracterizar los efecto locales Datos horarios de dirección y velocidad de viento a diferentes alturas Parten de los datos del pasado (últimos años) de los modelos globales Fuentes para obtener este tipo de datos: METEOSIM, 3TIER, CENER, etc. Puntos fuertes: Representatividad del largo plazo local (periodo de datos > 10 años) Correlación con los datos del emplazamiento alta Puntos débiles: Tiempos y costes de obtención de datos mayores Productos relativamente nuevos (< 5 años), falta contratar los resultados

11 MODELIZACIÓN DEL CAMPO DE VIENTOS Preliminares Objetivo: Cálculo del recurso eólico en las posiciones de los aerogeneradores del parque eólico en estudio a partir de los datos de viento de la estaciones de medición. Información entrada modelos: datos de viento, orografía, rugosidad, otros parámetros técnicos. Para la modelización del campo de vientos para los estudios de recurso eólico se utiliza una serie de software disponibles a nivel comercial: - Estadísticos (WAsP, WindFarmer, etc.) - Flujo complejo o CFDs (Windsim, Meteodyn, etc.)

12 MODELIZACIÓN DEL CAMPO DE VIENTOS Modelos Estadísticos (WAsP, WindFarmer) Modelo numérico que caracteriza el campo de vientos a partir de una función de distribución estadística (Weibull) del régimen de viento. Puntos fuertes: Fácil manejo e implementación y rapidez en la obtención de resultados Más de 20 años de vida comercial Costes ajustados Puntos débiles: Modelo diseñado para terrenos no complejos No modeliza los efectos de la dinámica atmosférica

13 MODELIZACIÓN DEL CAMPO DE VIENTOS CFDs (Computacional Fluid Dinamics): Windsim, Meteodyn Modelo numérico que caracteriza el campo de vientos a partir de las ecuaciones de la dinámica de fluidos. Puntos fuertes: Modelo diseñado para terrenos complejos Modeliza los efectos de la dinámica atmosférica Puntos débiles: Mayor complejidad en el manejo e implementación Necesidad de mayor potencia de calculo y tiempo para la obtención de resultados Vida comercial limitada (inferior a 10 años) Costes superiores

14 FUNCIONAMIENTO DE LOS AEROGENERADORES Curva de Potencia Los tecnólogos garantizan (95-100%) de la curva de potencia pero es difícil medir el grado de cumplimiento de la misma En terreno complejo es difícil cumplir las exigencias de la norma de medición de curva de potencia (IEC ) para verificar el cumplimiento de la misma Metodología costosa para el promotor en recursos y tiempo Ejemplos de verificación de la curva de potencia sin aplicar la IEC : Fuente Elaboración ALATEC Fuente Elaboración ALATEC

15 FUNCIONAMIENTO DE LOS AEROGENERADORES Disponibilidad Los tecnólogos garantizan (95-97%) de disponibilidad anual de los aerogeneradores La disponibilidad de los aerogeneradores en un parque eólico depende principalmente de los siguientes factores: Adecuación del emplazamiento a la características del aerogenerador Madurez tecnológica del modelo de aerogenerador instalado Sistema de control del parque Operación y mantenimiento durante la explotación

16 ASPECTOS DE MEJORA DE LAS PARTES IMPLICADAS Promoción: Diseñar una campaña de medición exigente conforme las características expuestas. Elección del modelo de aerogenerador adecuado al emplazamiento del parque eólico. Optimizar la disponibilidad de los aerogeneradores: Asesoría: Implementación de sistemas de control actualizados Asignación de recursos suficientes a la operación y mantenimiento Establecer los requisitos técnicos para la elaboración de estudios de recurso eólico de calidad Colaborar en la mejora de las herramientas y su aprendizaje para aumentar la fiabilidad (predictibilidad) de los resultados de los estudios

17 CONCLUSIONES Campaña de medición: Obtención de una alta disponibilidad de datos de viento calibrados durante un periodo extenso (> 1 año) necesaria para elaborar un estudio de calidad Estudio de largo plazo: Contrastar las fuentes de datos para valorar la fiabilidad de las mismas Modelización del campo de vientos: Desarrollar los modelos para mejorar la caracterización de los efectos locales Contrastar los resultados obtenidos por varios modelos para su validación Funcionamiento de los aerogeneradores: Curva de potencia: facilitar la medición de la misma en los emplazamientos Disponibilidad aerogeneradores: mejoras en el sistema de control y la O & M Factores externos: cortes de red, limitación en la evacuación, meteorológicos, etc. Aspectos de mejora de las partes implicadas: Dedicar los recursos suficientes y desarrollar mejoras técnicas para aumentar la fiabilidad de los resultados de los estudios del recurso eólico

18 DATOS DE CONTACTO Gracias por vuestra atención Iván David Fernández García Responsable Técnico del Área de Energía Eólica Dpto. Energías Renovables y Medio Ambiente ifernandez@alatec.es C/ Jose Echegaray Nº Las Rozas (Madrid) Tel: Fax: