REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA

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1 Librtd y Ordn REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA Atls d Vinto y Enrgí Eólic d Colombi Librtd y Ordn REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO ENERGÉTICA U P M E

2 ÁLVARO URIBE VÉLEZ, Prsidnt d l Rpúblic d Colombi MINISTROS DEL RAMO Luis Ernsto Mjí Cstro, Ministro d Mins y Enrgí Sndr Suárz Pérz, Ministr d Ambint, Vivind y Dsrrollo Trritoril INTEGRANTES DEL EQUIPO DE TRABAJO IDEAM Crlos Cost Posd, Dirctor Gnrl Mximilino Hnríquz Dz, Subdirctor d Mtorologí José Frnklyn Ruiz Murci, Físico, Espcilist y Msc Mtorologí UPME Crlos Arturo Flórz Pidrhít, Dirctor Gnrl Albrto Rodríguz Hrnándz, Subdirctor d Plnción Enrgétic Hnry Josué Zpt Lsms, Físico PROFESIONALES DE APOYO IDEAM Jimmy Ynly Mlo Frnco, Ing. Sistms, Espcilist n Informátic y Msc Mtorologí Emprtriz Espñol Plcios, Estdístico Olg Ccili Gonzálz Gómz, Ing. Gógrfo Esprnz Prdo Prdo, Ing. Agrónomo, SIG CONSULTORES ESPECIALISTA Jorg Aníbl Z Mzo, Mtorólogo TÉCNICOS DIGITADORES Angélic Glno Díz José Álvro Fjrdo Arévlo Avlino Suárz Rubio Grmán Andrés Frnco Aguirr Jorg Alonso Smm Lázro Suplno Cstlblnco Andrés Riño Flchs Moisés Vlnci Vlnci Zulm Inés Albrrcín Morls Kt Kthrin Polo Hrnándz Crlos Rmón Albrrcín Rmírz Cludi Johnn Cro Monroy José Mnul Rojs Hidlgo Dnil Augusto Glán Grzón Armint Vg Burgos Mnul Pñ Hurtdo El prsnt documnto s poyó n studios, dtos informción suministrdos por ntidds como l IDEAM, CENICAFE, CAR, SENAMI y MRI. Atls d Vinto y Enrgí Eólic d Colombi / 2

3 Agrdcimintos Agrdcimintos S hc un rconociminto l poyo d ls oficins dministrtivs y jurídics y n gnrl los funcionrios y x funcionrios d l UPME y l IDEAM qu prticipron n st proycto, sin cuyo port no hubis sido posibl l rlizción dl Atls. Asimismo, s hc un rconociminto l Dr. álvro Pinill, profsor d l Univrsidd d los Ands, l Msc Julio Mrio Rodríguz, x docnt d l Univrsidd Ncionl d Colombi y l Ing. Mcánico Luis Crlos Romro, d UPME, por sus oportunos y vliosos ports. D igul mnr ls ntidds qu hn rcopildo y gnrdo informción climátic d dircción y vlocidd dl vinto: CAR José Agustín Cortés Gómz, Subdirctor d Ptrimonio Ambintl Humbrto Hrnándz Ro CENICAFE Orlndo Guzmán Mrtínz, Ingniro Agrónomo y Agromtorólogo. METEOROLOGICAL RESEARCH INSTITUTE MRI (JAPÓN) Dr. Hiroki Kondo, Dirctor dl Dprtmnto d Invstigcions Climátics d MRI SENAMI (PERÚ) Myor Gnrl FAP Jun Ovido Mott, Jf d SENAMI y Rprsntnt Prmnnt d Prú nt l OMM 3 / Atls d Vinto y Enrgí Eólic d Colombi

4 y Enrgí Eólic d nto Co i v lom d s l bi At A s tl d tl A d Vinto rgí Eó En ls y Vinto y Enrgí sd E mbi Atls d olo V C i d d C d ombi ol lic y Enrgí Eólic d nto Co Vi lo m bi Enrgí Eólic mbi olo At C y to n óli c

5 Contnido Contnido PRÓLOGO 7 ATLAS DE VIENTO Y ENERGIA EÓLICA DE COLOMBIA 8 Introducción 11 Estructur dl Atls 11 Etps dl trbjo 13 Rsultdos 14 Conclusions 15 Rcomndcions 16 Cómo utilizr los mps d vinto y dnsidd d nrgí ólic? 16 CAPÍTULO I. VELOCIDAD DEL VIENTO EN SUPERFICIE 19 CAPÍTULO II. DESVIACIÓN ESTÁNDAR DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO EN SUPERFICIE 35 CAPÍTULO III. SESGO DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO EN SUPERFICIE 49 CAPÍTULO IV. DISTRIBUCIÓN HORARIA DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO EN ZONAS CON MAYOR APROVECHAMIENTO DE POTENCIAL EÓLICO 63 CAPÍTULO V. DENSIDAD DE ENERGÍA EÓLICA A 20 Y 50 METROS DE ALTURA 75 ANEXO 1. DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE VIENTOS EN LA ATMÓSFERA Los orígns dl vinto Prsión tmosféric L prsión con l ltur Isobrs Prsión obsrvd nivl dl mr Suprficis d prsión constnt Prsión y tmprtur Cntros d lt prsión Cntros d bj prsión Furzs qu moduln l vinto Furz dl grdint d prsión Furz d coriolis Furz d fricción Vintos locls / Atls d Vinto y Enrgí Eólic d Colombi

6 1.4 Fctors qu fctn l vinto n Colombi Vribilidd spcio-tmporl 120 Bibliogrfí 122 ANEXO 2. MEDICIÓN, PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN Y RED DE ESTACIONES QUE MIDEN VIENTO EN COLOMBIA Critrio pr l mdición dl vinto Vlocidd dl vinto Dircción dl vinto Mdición y unidds Utilidd d l vribl Procsminto d l informción d vintos pr l Atls Eólico Ncionl Evlución gráfics Estcions básics pr l mdición dl vinto Rd d stcions pr Atls Eólico Ncionl 129 Bibliogrfí 133 ANEXO 3. MODELOS ESTADÍSTICOS APLICADOS A LOS DATOS DE VIENTO Mtodologí pr l stimción d dtos fltnts n ls sris mnsuls d l vribl: dircción y vlocidd dl vinto Dscripción dl modlo Construcción dl modlo Idntificción dl modlo Estimción d los prámtros involucrdos n l modlo Critrios pr vlidción dl modlo Estimción d dtos fltnts Análisis probbilístico d l informción d l vlocidd dl vinto Análisis dscriptivo d l informción horri Distribucions d probblidd mpíric Modlo d probbilidd Wibull y prub d bondd d just Apliccions n l informción horri y mnsul Distribución d frcuncis d l vlocidd dl vinto Rsultdos d los prámtros lf y bt 143 Bibliográfi 148 ANEXO 4. MODELAMIENTO FÍSICO DEL VIENTO Y LA ENERGÍA EÓLICA Mtodologí pr l Atls d Vinto Intrpolción spcil dl vinto Corrcción dl vinto horizontl por orogrfí Crctrizción stdístic dl vinto Mtodologí usd pr l cálculo d l nrgí ólic Estimción d incrtidumbrs pr l cálculo d l dnsidd d nrgí ólic 167 Bibliográfi 168 Atls d Vinto y Enrgí Eólic d Colombi / 6

7 Prólogo Prólogo El sr humno h ido dmndndo cd vz más nrgí pr su dsrrollo, l myorí d ll gnrd prtir d combustibls fósils contminnts, qu contribuyn l fcto d invrndro y l cmbio climático. En los últimos ños ls nrgís rnovbls hn stdo cd vz más prsnts pro su uso s ún limitdo n l myorí d los píss. Hoy n dí s imposibl vivir sin nrgí. Es rqurid pr iluminción d vís y vivinds, l clfcción y rfrigrción, l cocción d limntos, n l comunicción y l trnsport y, n gnrl, n ls divrss ctividds humns. Al igul qu n l stisfcción d sts dmnds, s hc tmbién imprioso vnzr hci l logro d un mundo mnos contmindo n cumpliminto d ls mts dl llmdo dsrrollo sostnibl, qu nos v prmitir djrls ls nuvs gnrcions ls mjors condicions mbintls pr qu l vid continú sin tnts dificultds y contingncis y sin pligro pr l mism suprvivnci d los srs vivos y su propio hábitt. Ls funts rnovbls d nrgí, como l ólic, s constituyn hoy n dí n vliosos rcursos más limpios qu los origindos n ls funts fósils. Estos rcursos son cd vz más comptitivos, n spcil si s tom n considrción qu prmitn ugurr s dsrrollo más sostnibl n l Tirr. Colombi, por su posición n l frnj tropicl, con grn vribilidd n l structur físic d sus cordillrs y por su loclizción frnt l mr Crib y l océno Pcífico, dquir un condición privilgid n rcursos rnovbls d nrgí como l socid con l vinto. El Gobirno Ncionl, l tomr n considrción su rsponsbilidd n logrr un dsrrollo socil y conómico qu prmit consrvr l mdio mbint n sus mjors condicions d quilibrio sostnibl, h mtrilizdo n bun prt su grn intrés n st tm trvés d l Ly 697 d 2001 n l cul s ordn l rlizción d invntrios ncionls d los rcursos nrgéticos rnovbls con qu cunt l pís, con l fin d conocr ls potncilidds n s mtri. El Instituto d Hidrologí, Mtorologí y Estudios Ambintls, IDEAM, y l Unidd d Plnción Minro Enrgétic, UPME, n un sfurzo conjunto hn lbordo l prsnt Atls d Vinto y Enrgí Eólic d Colombi, qu ponn disposición d tod l socidd y, n spcil, d los plnificdors y d los tomdors d dcisions n progrms y proyctos d dsrrollo nrgético ncionl y rgionl. Crlos Arturo Flórz Pidrhít Dirctor Gnrl Unidd d Plnción Minro Enrgétic UPME Crlos Cost Posd Dirctor Gnrl Instituto d Hidrologí, Mtorologí y Estudios Ambintls, IDEAM 7 / Atls d Vinto y Enrgí Eólic d Colombi

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9 y Enrgí Eólic d nto Co i v lom d s l bi At A s tl d tl A d Vinto rgí Eó En ls y Vinto y Enrgí sd E mbi Atls d olo V C i d d C d ombi ol lic y Enrgí Eólic d nto Co Vi lo m bi Enrgí Eólic mbi olo At C y to n óli c