El Trabajo ENERGÍA EÓLICA 2

Materia V

Trabajo 6

ENERGÍA EÓLICA

ÍNDICE

1. DATOS DE PARTIDA 3

2. ESTUDIO DE LAS DIFERENTES OPCIONES 5

2.1. ESTIMACION DE LA PRODUCCION ANUAL DE LOS AEROGENERADORES 9

2.2. ESTIMACION DEL COSTE DE INVERSION DE LOS AEROGENERADORES 10

2.3. ESTIMACION DE INGRESOS DE LOS AEROGENERADORES 11

2.4. BENEFICIO TARIFA REGULADA 14

2.5. BENEFICIO TARIFA MERCADO 15

3. CONCLUSIONES 16

1. DATOS DE PARTIDA

Un profesor de la localidad madrileña de Moralzarzal, tras completar su máster en Energías Renovables, está sopesando la idea de instalar un sistema eólico de baja potencia a las afueras del pueblo donde reside. La intención del profesor es ahorrarse un dinero con la venta de energía eléctrica a la red y mejorar los conocimientos adquiridos durante el curso. Por otro lado, le interesaría conocer el supuesto ahorro respecto a la factura actual que paga. (Suponiendo el consumo tipo de un hogar español).

Debido a la estructura de la casa, tendrá que colocar el aerogenerador a unos 25 metros de altura. El tipo de terreno aguas arriba, se puede definir como rugoso, con numerosos árboles.

Cerca de la zona donde vive, hay una estación meteorológica, que es el lugar donde ha recogido los datos. Tras su análisis documental, ha descartado varias alternativas, aunque aún sigue dudando entre tres opciones.

Es necesario realizar los cálculos técnicos y económicos, para determinar cuál de las opciones interesa más y por qué. El proyecto tendrá una vida en torno a los 25 años.

NOTA: Se tendrá en cuenta, además de las tablas que vienen a continuación, los datos de tarifas y precios que vienen recogidos en el R.D. 661/2007.

Habrá que estimar costes adicionales según tu criterio (obra civil, administrativos, ingeniería, materiales, financiación…)

ANEXOS

Distribución de velocidades recogidas de la estación meteorológica situada a 10 metros de altura.

2. ESTUDIO DE LAS DIFERENTES OPCIONES

A continuación se procede a realizar el estudio de las diferentes opciones que se le plantean al profesor. A partir de la gráfica del enunciado referente a la frecuencia y la velocidad del viento a 10m de altura, se obtiene la velocidad del viento a la altura del aerogenerador de 25m.

Para ello utilizamos la siguiente fórmula:

Donde:

-V es la velocidad del viento a la altura y.

-y0 es la altura de referencia a la que la velocidad es conocida.

-V0 es la velocidad conocida.

 es el llamado “coeficiente de rugosidad”, exponente que depende fuertemente de la orografía. Sus valores varían típicamente entre 0,1 y 0,4, siendo mayor cuanto más compleja es la orografía. Los valores de  se reflejan en la siguiente tabla:

Tomamos un valor de  de 0,2.

Con los datos de velocidad a 25m de altura calculados y de distribución de velocidades recogidas de la estación meteorológica obtenemos la siguiente tabla:

Velocidad(10) Velocidad(25) Frecuencia HORAS AÑO

1 1,201 0,050 438,000

2 2,402 0,090 788,400

3 3,603 0,125 1095,000

4 4,804 0,139 1217,640

5 6,006 0,137 1200,120

6 7,207 0,123 1077,480

7 8,408 0,102 893,520

8 9,609 0,077 674,520

9 10,810 0,057 499,320

10 12,011 0,037 324,120

11 13,212 0,025 219,000

12 14,413 0,016 140,160

13 15,615 0,012 105,120

14 16,816 0,008 70,080

15 18,017 0,002 17,520

16 19,218 0,000 0,000

17 20,419 0,000 0,000

18 21,620 0,000 0,000

19 22,821 0,000 0,000

20 24,022 0,000 0,000

TOTAL 1,000 8760,000

Con los datos del fabricante obtenemos las curvas de potencias de los aerogeneradores.

OPCION A P=15kW OPCION B P=12kW OPCION C P=6kW

Velocidad Potencia (kW) Potencia (kW) Potencia (kW)

1 0,000 0,000 0,000

2 0,000 0,000 0,000

3 0,000 0,000 0,000

4 0,200 1,300 0,900

5 0,600 3,000 1,500

6 1,200 4,000 2,000

7 2,000 6,000 3,000

8 2,800 7,500 3,700

9 4,000 9,000 4,500

10 5,300 10,000 5,000

11 6,400 11,000 5,500

12 8,200 12,000 6,000

13 9,800 12,250 6,250

14 11,200 12,600 6,400

15 13,200 0,000 0,000

16 15,000 0,000 0,000

17 18,600 0,000 0,000

18 0,000 0,000 0,000

19 0,000 0,000 0,000

20 0,000 0,000 0,000

A través de las curvas de potencias obtenemos las potencias de los aerogeneradores para las velocidades de viento a 25m de altura. Para ello entramos en las gráficas con los valores de velocidad y obtenemos la potencia para esa velocidad. Representamos los valores en rojo en la siguiente tabla:

OPCION A P=15kW OPCION B P=12kW OPCION C P=6kW OPCION A P=15kW OPCION B P=12kW OPCION C P=6kW

Velocidad(10) Velocidad(25) Potencia (kW)(10) Potencia (kW)(10) Potencia (kW)(10) Potencia (kW)(25) Potencia (kW)(25) Potencia (kW)(25)

1 1,201 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

2 2,402 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

3 3,603 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

4 4,804 0,200 1,300 0,900 0,522 2,667 1,382

5 6,006 0,600 3,000 1,500 1,203 4,050 2,030

6 7,207 1,200 4,000 2,000 2,166 6,311 3,150

7 8,408 2,000 6,000 3,000 3,289 8,112 4,026

8 9,609 2,800 7,500 3,700 4,792 9,609 4,805

9 10,810 4,000 9,000 4,500 6,191 10,810 5,405

10 12,011 5,300 10,000 5,000 8,250 12,011 6,010

11 13,212 6,400 11,000 5,500 10,097 12,324 6,282

12 14,413 8,200 12,000 6,000 12,026 7,396 3,756

13 15,615 9,800 12,250 6,250 14,307 0,000 0,000

14 16,816 11,200 12,600 6,400 17,937 0,000 0,000

15 18,017 13,200 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

16 19,218 15,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

17 20,419 18,600 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

18 21,620 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

19 22,821 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

20 24,022 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

2.1. ESTIMACION DE LA PRODUCCION ANUAL DE LOS AEROGENERADORES

Con la potencia obtenida de las curvas de potencia del aerogenerador a la velocidad de viento a 25m de altura y con la distribución de velocidades, podemos calcular la energía generada en un año por cada aerogenerador. Para ello multiplicamos el número de horas anuales por la potencia del aerogenerador. Obtenemos los siguientes valores:

OPCION A P=15kW OPCION B P=12kW OPCION C P=6kW OPCION A P=15kW OPCION B P=12kW OPCION C P=6kW

Velocidad Velocidad(25) Frecuencia HORAS AÑO Potencia (kW)(25) Potencia (kW)(25) Potencia (kW)(25) Energía(kWh)(25) Energía(kWh)(25) Energía(kWh)(25)

1 1,201 0,050 438,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

2 2,402 0,090 788,400 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

3 3,603 0,125 1095,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

4 4,804 0,139 1217,640 0,522 2,667 1,382 635,121 3247,446 1683,266

5 6,006 0,137 1200,120 1,203 4,050 2,030 1443,744 4860,486 2436,244

6 7,207 0,123 1077,480 2,166 6,311 3,150 2333,391 6799,438 3394,062

7 8,408 0,102 893,520 3,289 8,112 4,026 2938,787 7248,234 3597,669

8 9,609 0,077 674,520 4,792 9,609 4,805 3232,300 6481,463 3240,731

9 10,810 0,057 499,320 6,191 10,810 5,405 3091,290 5397,649 2698,825

10 12,011 0,037 324,120 8,250 12,011 6,010 2673,990 3893,005 1947,961

11 13,212 0,025 219,000 10,097 12,324 6,282 2211,199 2698,956 1375,714

12 14,413 0,016 140,160 12,026 7,396 3,756 1685,564 1036,623 526,441

13 15,615 0,012 105,120 14,307 0,000 0,000 1503,952 0,000 0,000

14 16,816 0,008 70,080 17,937 0,000 0,000 1257,025 0,000 0,000

15 18,017 0,002 17,520 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

16 19,218 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

17 20,419 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

18 21,620 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

19 22,821 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

20 24,022 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

TOTAL 1,000 8760,000 23006,363 41663,300 20900,912

Calculamos el factor de carga para cada aerogenerador mediante la siguiente fórmula:

Se mide en kWh/kW o simplemente en horas. Precisamente, el significado del factor de carga es el de las horas equivalentes de funcionamiento a máxima potencia del aerogenerador al cabo de un año.

También se puede representar en tanto por ciento. En este caso, es necesario dividir las horas efectivas de funcionamiento por las 8.760 h que tiene un año.

OPCION A FC=1533,76 FC(%)=17,51

OPCION B FC=3471,94 FC(%)=39,63

OPCION C FC=3483,49 FC(%)=39,77

2.2. ESTIMACION DEL COSTE DE INVERSION DE LOS AEROGENERADORES

En el coste de inversión incluimos todos los desembolsos que hay que realizar para el desarrollo de la instalación.

El coste de la inversión se estima en el siguiente porcentaje:

...