Determinación de velocidad y especificaciones técnicas de una turbina offshore

Determinación de la velocidad del viento en la ciudad

Con tal de medir una velocidad optima para el funcionamiento de un campo eólico en la ciudad de Cartagena, se utilizó la herramienta Atlas, el cual es un programa que da a conocer el comportamiento de los vientos a lo largo de todo el territorio nacional.

Al acceder a este programa se determinó que la zona donde la velocidad promedio es la más alta anualmente, es en las costas de Cartagena. No obstante, existe variación de esta con respecto a la altura sobre la superficie del mar, por lo tanto, con tal de obtener la mayor eficiencia, se estableció la altura de 200m a la que deben estar sometidas las turbinas eólicas. Esto se puede apreciar en la siguiente ilustración.

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Figura 1. Velocidad del viento a 200m

Por lo tanto, se definió la velocidad en esta zona con un valor de 13.5 m/s. La velocidad previamente obtenida fue definida con dos criterios; el primero corresponde a una velocidad estimada en la zona, es decir promedio, esto con tal de mantener una velocidad constante con la cual las turbinas puedan trabajar de manera eficiente. El segundo criterio fue el comportamiento del viento a lo largo de todo el año, por lo que se eligió un mapa que representará estas condiciones.

Especificaciones de las turbinas

Basándonos en las condiciones del terreno, se determinó la turbina más apropiada sería una de clase “offshore”, o como su nombre lo indica, turbinas implementadas fuera de la costa o/y en una superficie marítima. Ya con la clase de turbina que se implementará en la zona se investigaron los posibles proveedores que tuvieran productos que se acomodaran a nuestras necesidades. Se escogió la turbina SWT-6.0-154 construida por Siemens Gamesa. La razón por la que se escogió esta turbina recae en el hecho de que de todos los proveedores Siemens contaba con una turbina offshore de gran potencia nominal (6MW) y altura variable del terreno de aplicación al rotor de la turbina. Según Siemens (2014) la turbina cuenta con las siguientes especificaciones

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Figura 2. Especificaciones turbina SWT-6.0-154

Con la velocidad del viento en la zona y las especificaciones de la turbina se pudo hallar el calculo del potencial de cada turbina con la ecuación

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Cabe mencionar que la densidad del aire y el Cp (coeficiente de potencia) se obtuvieron investigando. La densidad del aire se tomó de un mapa del programa Atlas, el cual se aprecia a continuación, y según Desmond (2016) el Cp de una turbina de 6MW aproximadamente tendría el valor de 0.14.

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Figura 3. Densidad del aire promedio anual

Referencias

Figura 1. Atlas Ideam. (2015). Velocidad del viento a 200m [Imagen]. Recuperado de http://atlas.ideam.gov.co/visorAtlasVientos.html

Figura 2. Siemens. (2014). Especificaciones turbina SWT-6.0-154 [Imagen]. Recuperado de https://www.siemensgamesa.com/es-es/products-and-services/offshore/aerogenerador-swt-6-0-154

Figura 3. Atlas Ideam. (2015). Densidad del aire promedio anual [Imagen]. Recuperado de http://atlas.ideam.gov.co/visorAtlasVientos.html

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