El Atlas Eólico Mexicano (AEM): Descripción del proyecto y resultados preliminares

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Vicenta Salinas Castilla
hace 6 años
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Denmark Agradecimiento especial a mis colegas:

1 El Atlas Eólico Mexicano (AEM): Descripción del proyecto y resultados preliminares Andrea N Hahmann (ahah@dtu.dk) Wind Energy Department, Technical University of Denmark Agradecimiento especial a mis colegas: Ricardo Saldaña Flores (IIE), Jens Carsten Hansen, Hans Jørgensen y Alfredo Peña Mexico WindPower, 25 Febrero

Introducción En 2014, los gobiernos de Dinamarca y México firmaron un acuerdo de colaboración bilateral dentro del Programa de Energía y Mitigación del Cambio Climático Dentro de este programa se

2 Introducción En 2014, los gobiernos de Dinamarca y México firmaron un acuerdo de colaboración bilateral dentro del Programa de Energía y Mitigación del Cambio Climático Dentro de este programa se creó el proyecto Atlas Eólico de México (AEM) El proyecto está enfocado en la planeación de la energía eólica y la identificación con mayor detalle de los lugares en los cuales se pueden desarrollar futuros proyectos de generación eolo-eléctrica en pequeña, mediana y gran escala.

Participantes y financiamento El proyecto AEM cuenta con la participación de un grupo multidisciplinario: Gerencia de Energías Renovables del Instituto de Investigaciones Eléctricas (GER-IIE),

3 Participantes y financiamento El proyecto AEM cuenta con la participación de un grupo multidisciplinario: Gerencia de Energías Renovables del Instituto de Investigaciones Eléctricas (GER-IIE), Gerencia de Estudios de Ingeniería Civil de la CFE (GEIC- CFE), Instituto de Geografía de la Universidad Nacional Autónoma de México (IG-UNAM), y el apoyo técnico de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU Wind Energy) El proyecto es financiado por parte del Fondo para la Transición Energética y el Aprovechamiento Sustentable de la Energía (FOTEASE) y el Gobierno Danés.

Fundamentos y principios rectores Datos en el dominio publico Metodología trazable y transparente Usa el standard de la industria Incluye una estimación de la incertidumbre Es una plataforma para

4 Fundamentos y principios rectores Datos en el dominio publico Metodología trazable y transparente Usa el standard de la industria Incluye una estimación de la incertidumbre Es una plataforma para desarrollo futuro El AEM sigue estos principios: Datos (observaciones y modelos), métodos, reportes y guías de uso estarán disponibles online con acceso gratis Los primeros datos observacionales estaran disponibles a mas tardar este año.

5 El proyecto AEM (cont) El proyecto AEM cuenta con 8 actividades de trabajo: A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Inventario de datos de observaciones y modelaciones Análisis de datos y verificación de modelación preliminar del modelo WRF. Campañas de medición Estudios de resolución a mesoescala. Atlas de viento numérico. Atlas de viento observacional. Atlas de viento extremo (alcance de los trabajos). Entrenamiento y educación

Requisitos de un atlas eólico: verificado con

6 Qué es un atlas eólico? Es mucho más que un simple mapa que contiene la velocidad media del viento (o la energía cinética) para una región de la tierra. Requisitos de un atlas eólico: verificado con observaciones incluye información direccional y a varias alturas es una base de datos que permite hacer otros cálculos más detallados

Modelaje de microescala (WAsP, otros modelos

con resolución espacial de 50-1 km) de una

7 Atlas eólico numérico los pasos del downscaling Global Regional Local G Global wind resources Modelaje de mesoescala KAMM/WAsP, MM5, WRF, etc. Modelaje de microescala (WAsP, otros modelos lineales o nolineales) Los datos de modelos globales de gran escala son usados para forzar modelos de mesoescala ( Weather models con resolución espacial de 50-1 km) de una forma continua (describiendo la situación de la atmósfera y su evolución por un periodo largo)

8 Los resultados de la simulación WRF En realidad no sólo son imagenes como estas sino una colección enorme de números Velocidad de viento simulado a 100 m Promedio Oct Sep 2015 Sin embargo

9 La resolución es clave! Simulaciones con un modelo de microscala aumentando la resolución del terreno Parque de 5 turbinas de 2 MW AEP = 55 GWh AEP = 39 GWh vel. viento (m/s)

10 Resultados preliminares del proyecto AEM Modelaje de mesoscala con el modelo WRF Compilación de observaciones de mástiles para verificación de la simulación del modelo Comparaciones preliminares entre los resultados de WRF y las observaciones Los resultados del WRF y las observaciones son usados para priorizar regiones para instalación de mástiles

11 WRF Model configuration Inner domain 5 km x 5 km WRF Version domains: 148 x 115 at 45 km 337 x 238 at 15 km 688 x 391 at 5 km 41 vertical levels Rotated to best cover Mexico ERA Interim reanalysis; 1/12 x 1/12 degree sea surface temperatures October 2005 September 2015 Hourly output

Etapas para verificación Observaciones 19 sitios IIE

Simulaciones con el modelo WRF Detalles de terreno y

en el modelo WRF WAsP WRF downscaling Climatologia del

12 Etapas para verificación Observaciones 19 sitios IIE Observaciones de viento de un mástil No comparables Simulaciones con el modelo WRF Detalles de terreno y rugosidad de la superficie Terreno, rugosidad y estabilidad en el modelo WRF WAsP WRF downscaling Climatologia del Viento observado generalizado = comparables Climatologia del Viento simulado generalizado

13 Dos exemplos de verificación TM02 Francisco Villa (estación del IIE) Viento generalizado, h=50m, z0=0.03 m Modelaje WAsP con las observaciones ( ) Viento generalizado, h=50m, z0=0.03 m Modelaje WRF ( ) Buena correspondencia entre modelo y observaciones

03 m Modelaje WAsP con las observaciones (2006-2007) Viento 03 m Modelaje WRF

14 Dos exemplos de verificación TM02 El Progresso (estación del IIE) Viento generalizado, h=50m, z0=0.03 m Modelaje WAsP con las observaciones ( ) Viento generalizado, h=50m, z0=0.03 m Modelaje WRF ( ) WRF sobrestima el viento en este sitio probablemente debido a la complexidad del terreno y errores en modelaje de mesoescala

15 Cuatro días en la vida del viento en México

16 Conclusiones Introducimos el Atlas Eólico Mexicano (AEM) Trabajamos en las actividades A1-A2 La verificación preliminar de las simulaciones con WRF muestra buena correspondencia: Los sitios con bajo viento anual también tienen vientos bajos en los resultados de WRF Los errores están en la faja 10-30% en los vientos generalizados en las 19 estaciones La verificación en algunos sitios no es tan buena; entender porqué es el objetivo del resto del proyecto Todavía mucho trabajo adelante Los resultados preliminares de las simulaciones seran usadas para priorizar regiones para instalación de mastiles

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