Source: https://es.scribd.com/document/150441297/Tesis-Energia-Eolica
Timestamp: 2016-07-30 03:53:34+00:00

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ANTECEDENTES ....................................................................................................6
OBJETIVOS..............................................................................................................6
6.2.-Torres de medición ................................................................................................ 6
6.4.-Atlas de viento ....................................................................................................... 6
7. CÁLCULO APROXIMADO DE LA ENERGÍA PROPORCIONADA ......................6
7.1 Introducción ............................................................................................................ 6
7.2.-Tratamiento de los datos de viento ........................................................................ 6
7.2.4-Curva de probabilidad acumulada de la velocidad a la altura del buje ........... 6
7.2.6-Valor medio de la densidad............................................................................. 6
9.PRODUCCIÓN DE ENERGÍA .....................................................................................6
9.3.4 Rendimientos ................................................................................................... 6
9.6 Resultados ............................................................................................................... 6
11. BIBLIOGRAFÍA .........................................................................................................6
Tabla 1. Datos de velocidad y dirección del viento ...................................................... 6
2. Proyecto: Diseño Y Optimización De La Energía Producida Por El Parque Eólico”...6
3.Opciones de cálculo ................................................................................................... 6
social y ambientalmente favorables. pero también de un esfuerzo por buscar alternativas de manejo de la
tecnología que aseguren un cambio sostenible en la vida de la población rural. implementación y manejo de sistemas energéticos
aislados. sino también a
nivel nacional e internacional.5 millones de
años. ha organizado la realización de
. viento) de fácil
explotación y en condiciones económica. En el Perú. La Asociación
partir del desarrollo de capacidades en diferentes niveles y contextos sociales. según
datos del Ministerio de Energía y Minas del Perú (MEM).
diseño e implementación de sistemas de generación de este tipo.
en forma significativa para atender esta demanda. INTRODUCCIÓN. que pretende posicionarse
diferentes contextos socioeconómicos. Este panorama de falta de propuestas
Demostración y Capacitación en Tecnologías Apropiadas). no solo en la región.
capacitación en energías renovables. ésta sólo llega al 35%
en el área rural. lo que en buena medida revela la necesidad de una gran
inversión. Por tal motivo.
En el mundo. la inexistente capacidad local para la evaluación.
bajo costo. Si bien en los últimos tiempos se ha logrado extender la cobertura.
en lo que se ha denominado proyecto CEDECAP. a pesar de que en muchas
zonas existen abundantes recursos naturales (agua. así
una adecuada promoción. más de 2000 millones de seres humanos no tienen acceso al
servicio de electricidad.Proyecto Fin de Carrera
confianza en la sostenibilidad de los pequeños sistemas en zonas aisladas. planificación. son aproximadamente 6. sol.
Aumentar la cobertura de redes y sistemas descentralizados de energía.
Crear una red para el conocimiento e investigación en la zona andina
sobre energías renovables.Proyecto Fin de Carrera
programas de capacitación. una zona en la que las carencias y
básicos. talleres y seminarios que abarcan las materias de
energía. para
investigación. a cargo de profesionales de capacidad e idoneidad altamente
promoviendo las energías renovables. a 6 Km. de la ciudad de Cajamarca
en el caserío denominado Llushcapampa. funcionarios de primera línea relacionados con la temática que
ofrece. diseño y aplicación de sistemas energéticos rurales.
El CEDECAP se ubica estratégicamente en el departamento de Cajamarca.
Que las comunidades andinas y los técnicos y gestores energéticos
cuenten con un centro de referencia en la región. en
un bello escenario andino al norte del Perú.
Ofrecer propuestas de formación continua y satisfacer de formación en
técnicas regionales.
Contribuir al manejo sostenible de sistemas aislados de generación de
. nacionales e internacionales en el campo de la
Lograr un mayor desarrollo técnicas y de gestión en Latinoamérica.
IMAGEN 1. alta confiabilidad y buen
rendimiento para las condiciones locales. orientada a satisfacer el
tipo de demandas antes mencionadas.
como una alternativa energética de bajo costo. Gracias a este
programa se ha desarrollado una aeroturbina pequeña. Asimismo en base al éxito obtenido
con este primer modelo.
con el objetivo de poner la tecnología a disposición de los mercados pobres. FOTOS DE PERU.
programa Andino de electrificación rural y acceso a la energía. se están desarrollando otros de mayor potencia. en especial la demanda doméstica rural.
consiguiendo así. la mejora de los servicios básicos.
. comunicaciones. ahorrándose así otras fuentes
energía.Proyecto Fin de Carrera
IMAGEN 2. agua potable. así como otras aplicaciones
en zonas alejadas donde no llegan las redes nacionales o regionales. Se realiza el estudio de este parque
eólico como sistema productor de energía eléctrica. tales como:
salud. consiguiendo el
aprovechamiento de la energía eólica de la zona. FOTOS AEROGENERADOR IT-PE-130.
Colaborando con este programa se ha llevado a cabo este proyecto. educación. en el que
que estará compuesto por dichas turbinas.
cumpliendo en el desarrollo del proyecto. Este estudio aproximado se realiza
de producir el parque.Proyecto Fin de Carrera
El capítulo 2 está dedicado a exponer los antecedentes de este proyecto.
energía proporcionada por el parque. definiéndose las características de la torre de medición y
debemos utilizarlo. se explica como se generan los archivos
topográfico y de recurso eólico de la zona. Además.
En este capítulo. por último se procede a realizar la explotación eólica en la
y a la optimización con WindFarmer de la energía producida por el parque. explicará el funcionamiento del software WindFarmer utilizado
para llevar a cabo la optimización de energía.
Por último. donde
. A continuación hace referencia a
emplazamiento o las características de los mismos generadores. al final de la memoria tenemos los anexos donde tenemos la tabla
de datos medidos por el anemómetro y las características del atlas de viento. el apartado 10 será un capítulo de resumen y conclusiones.
de unos datos topográficos de la zona de proyecto proporcionados por
Universidad Politécnica de Cataluña. se parte de unos datos de viento obtenidos durante 5 meses cada
eólico y. Eléctricidad
“ALUMBRE”. ANTECEDENTES
A fin de concluir los estudios de Ingeniero Técnico Industrial esp.Proyecto Fin de Carrera
2. que nos servirán para realizar el estudio planteado en este proyecto. se hace referencia a estudios de este tipo anteriores. como son
el Proyecto Fin de Carrera realizado por el alumno de Ingeniería Industrial. A petición de la Universidad Politécnica de Cataluña y en
Utilizándose para ello el programa
informático WAsP. con el que se conseguirá optimizar la energía
producida por el parque eólico. Para ello. primero se realizará un estudio aproximado
de la energía que se podría obtener del parque.
. Viven 31 familias. se realizará un estudio que nos proporcionará unos datos
reales de la energía producida por el parque. el puesto de salud.
Posteriormente. y el
programa WindFarmer.
producir el parque eólico. hay sólo 5 viviendas familiares. que nos permite estudiar el potencial eólico de la zona. las viviendas están dispersas en el centro del
pueblo. OBJETIVOS
de El Alumbre. la iglesia
evangélica y el local comunal.Proyecto Fin de Carrera
3. la escuela. Este estudio aproximado se
uniéndose a los sistemas eléctricos de los países vecinos.. desarrollo de las regiones y la incorporación de tecnologías
4. sino que además permiten la creación de nuevas fuentes de
investigación. ha
Nacional y un mercado listo para pasar a la siguiente etapa de expansión. sería de gran importancia contar con un “Marco Legal”
extranjeras en proyectos de generación eléctrica con energías renovables. en primer lugar.
tecnologías.Introducción
En este apartado vamos. La actual normativa del Sector Electricidad.Marco legal de la generación de energía eléctrica
Este marco normativo ha permitido llevar a cabo una reforma cuyo balance es.Proyecto Fin de Carrera
4. a hacer una relación de la normativa
legal aplicable referente a la generación de energía eléctrica. a la vez que asegura una oferta eléctrica
confiable. Posteriormente
desarrollaremos aquellas leyes que regulan el desarrollo de electrificación rural.1.
energías renovables. el funcionamiento eficiente del Sistema y la aplicación de una tarifa
energéticos disponibles. positivo para el país. en
(97-03-17)
 D.Ley de Concesiones Eléctricas (1992-11-19). Alcances de las servidumbres de embalses de agua
. industriales y mineros.
 D. transmisión y
distribución de energía eléctrica.(97-11-19)
 Ley N° 26896. (96-10-01)
 R. Niveles máximos permisibles para efluentes
líquidos producto de las actividades de generación.D N° 008-97-EM/DGAA.S N° 29-94-EM. Casos en que la aprobación de los estudios de
requerirán la opinión técnica del Instituto Nacional de
Naturales (INRENA). (94-06-08)
 D. Ley que establece la obligación de presentar. entre otras.Establecen supuestos de infracción a la libre
competencia en las actividades de generación. (1995-10-19)
 D..S N° 056-97-PCM. transmisión y distribución
de energía eléctrica.Proyecto Fin de Carrera
 Decreto Ley 25844. Exoneración del procedimiento de audiencias
desarrollo de actividades de distribución eléctrica. Nº 27-95-ITINCI..S.M N° 391-96-EM/SG. (95-10-10)
 R. Reglamento de protección ambiental en las
actividades eléctricas.S N° 31-95-EM.
5°.7° y 8° de la presente Ley ha
sido precisado por el Decreto Supremo N° 032-2001-PCM.
 Ley N° 27345.. publicado el
2001-03-29. Establece disposiciones destindas a uniformizar
Ambientales.S.. (2001-03-29)
.6°.S N° 053-99-EM.Ley de promoción del uso eficiente de la energía.Precisa alcances de diversas disposiciones de
Inversión Privada en los Servicios Públicos.Proyecto Fin de Carrera
generación termoeléctrica cuya potencia instalada supere los 10 MW.S. (1999-09-28)
 Ley N° 27332. (2000-07-29)
 Nota: El alcance de los artículos: 3°. (200009-08)
 D. N° 017-2000-EM. Nº 032-2001-PCM.Aprueban Reglamento para la comercialización
 Ley N° 27435 : Ley de Promoción de Concesiones de Centrales
 D.-Ley Marco de los organismos reguladores de la inversión
privada en los servicios públicos. (2001-03-16)
 D..
 Ley de Electrificación Rural y de Localidades Aisladas y de Frontera
 D. N° 025-2001-EM. N° 143-2001-EM/VME.M N° 596-2002-EM/DM. N° 441-2002-EM/DM.Establecen disposiciones reglamentarias de la
Ley N° 26876. Hidrocarburos y Electricidad.R. en actividades de
Minería.Establecen disposiciones para la aplicación del
procedimiento de transición a que se refiere la Ley N° 26980.Modifican el procedimiento N°
 R.Proyecto Fin de Carrera
 R.Pema.M...Aprueban el Reglamento de consulta y
. (2001-03-31)
 D. (2001-07-21)
 D. Ley Antimonopolio y Antioligopolio del Sector Eléctrico.M..S.S.
respecto a operaciones de concentración en el sector eléctrico (2002-0601)
 2002-09-25.. N° 087-2002-EF... N° 041-2001-EM. Establecen disposiciones para la presentación del
Programa Especial de Manejo Ambiental .S.Aprueban procedimientos N°s 01 al 19
transferencias de energía del COES-SINAC.
Reglamento de Importación y Exportación de
Electricidad.....S N° 049-2005-EM. (2003-02-20)
 R. Y Modificado por el
Decreto Supremo Nº 082-2007-EM .Reglamento de Cogeneración (2005-12-29). N° 064-2005-EM .M. N° 00499-EM sobrefactores por incentivo al despacho y por incentivo a la
contratación.Reglamentan
 D..S.
.Modifican el Reglamento de
 D. N° 191-2004-MEM/DM Fijan margen de reserva del Sistema
 D.Modificado por el Decreto Supremo Nº 0822007-EM . N° 004-2003-EM.Modifican el Reglamento de Cogeneración (2007-11-24)
 D.Ley para asegurar el desarrollo eficiente de la
eléctrica.. (2005-11-24)
 Ley N° 28832.Aprueban sustitución del reglamento de
Cogeneración (2006-07-07).S.Modificación del Reglamento de la Ley de
Sistema Prepago de Electricidad.S..Fijan el margen de reserva a que se refiere el
Reglamento y la Ley de Concesiones Eléctricas y modifican D.Proyecto Fin de Carrera
 D. N° 007-2006-EM.S.
Sustituido por el Decreto Supremo N° 037-2006-EM. S N° 037-2006-EM..
(2006-23-07).
Ley para asegurar el desarrollo eficiente de la
 Decreto Supremo N° 005-2007-EM. (207/03/16)
 Decreto Supremo N° 018-2007-EM.Proyecto Fin de Carrera
 R. sobre modificación del artículo 184°
del reglamento de la ley de concesiones eléctricas.. (2007-03-24)
.. N° 617-2006-MEM/DM sobre “Carta de Intenciones entre el
Ministerio de Energía y Minas del Perú y el Ministerio de Obras Públicas.Que resuleve contingencia en el
 R.Ley que sustituye el literal B) del párrafo 22.2 del artículo
22º de la Ley Nº 28832.
 Resolución Ministerial Nº 108-2007-MEM/DM..M N° 552-2006-MEM/DM.Suspensión temporal de aplicación
dos artículos del Reglamento de la Ley de Concesiones Eléctricas..
 Ley N° 28958.2008 (2006/23/11) Incluyen proyectos en el Plan
Transitorio de Transmisión para el período 2007 .M.Determinación del monto
Aislados.Aprobar el plan transitorio de transmisión
para el período 2007 ..2008 del 26 de agosto
 Decreto de Urgencia N° 035-2006.
 Decreto Supremo Nº 027-2007-EM.(2007-10-23)
 Ley N° 29128..Que aprueba el Reglamento de la
Ley de Promoción del Uso Eficiente de la Energía.Que aprueba el Reglamento de
 Decreto Supremo N° 053-2007-EM..Proyecto Fin de Carrera
 Decreto Supremo Nº 037-2007-EF.Ley que establece la facturación y forma de pago de
..(200705-17)
 Decreto de Urgencia Nº 007-2006.Decreto de urgencia que resuelve
 Decreto Supremo N° 052-2007-EM . "Aprueban Reglamento de la Ley
020-2007-EM.Reglamento de Transmisión..
M Nº 400-2007-MEM/DM sobre: "Incluyen proyectos en el Plan
Transitorio de Transmisión para el período 2007 . Nº 552-2006-MEM/DM".2008 aprobado por
R... (2008-01-05)
 D. (2008-01-03)
 R.-
desarrollo eficiente de la generación eléctrica). Ley de Concesiones Eléctricas.Ley que modifica diversos artículos del Decreto Ley Nº
25844. (del 26 de agosto del 2007 )
.Proyecto Fin de Carrera
 Decreto Supremo Nº 082-2007-EM . (2008-01-03)
 Ley Nº 29179.M.S
001-2008-EM.Modifican el Reglamento de
 D..L Nº 29178.Ley que establece mecanismo para asegurar el
suministro de electricidad para el mercado regulado.
-Ley N° 25844: Ley de concesiones eléctricas.. Ello implica la transferencia
de las obras a las empresas concesionarias de distribución. Dicha ley tiene como objetivo establecer el marco normativo
zonas rurales. esta ley confiere a la DEP/MEM la calidad de organismo nacional
competente en materia de electrificación rural. transmisión y distribución de la energía eléctrica. localidades aisladas y de frontera. no afectando la rentabilidad de las empresas
concesionarias. Ley N° 28749. por ser empresas especializadas en la administración de
 Establece el marco normativo de las actividades relacionadas con la
generación.1.3.
mantenimiento. para su operación
y mantenimiento.Leyes que regulan el desarrollo de electrificación rural
La electrificación rural en el Perú se rige por su actual norma.05.06. empresas concesionarias de distribución y
Asimismo. así como un fondo de reposición de los sistemas eléctricos
rurales al final de su vida útil.3.
. para lo cual debe coordinar con
los gobiernos regionales y locales.Proyecto Fin de Carrera
Ley General de Electrificación Rural promulgada el 30.
 Su aplicación se circunscribe al ámbito de las áreas de concesión de las
empresas concesionarias. y su Reglamento
a ser promulgada.
GL.3.2. Las fuentes son:
 Declara la electrificación rural como necesidad y utilidad pública.
 Establece de carácter inembargable los recursos para electrificación
rural.-Ley N° 28749: Ley general de la electrificación rural
 Establece el marco normativo para la promoción y desarrollo eficiente y
sostenible de la electrificación rural. consolidando los planes de desarrollo regional. la adjudicación
 Elaboración del PNER.
 Presenta un vacío legal al no regular el desarrollo de la electrificación
local. participando el
GN. cambiando además el papel del Estado de
elaboración de normas y regulador. iniciativas de las distribuidoras y programas del Gobierno Nacional.
 Define el rol subsidiario del Estado en la ejecución de Sistemas
privado.Proyecto Fin de Carrera
 Establece la metodología para la determinación de tasas.
 Define la descentralización en la ejecución de los SER. concesionarias de distribución e inversionistas privados.
 Asigna el 1% de los recursos para electrificación rural para usos
productivos (educación y capacitación de los consumidores). las directrices de atención al cliente y la rendición de
cuentas de los operadores.
 Financiamiento externo. con cargo al
eléctricas. T y D.
 Determinación de tarifas rurales adecuadas para la sostenibilidad de las
 Excedentes de la DGE. asignaciones.
 Transferencias del Tesoro Público. donaciones. legados o transferencias.
 Prevé el desarrollo de normas específicas de diseño y construcción para
 Prevé el uso de medidores prepago.
 4% de las utilidades de las empresas de G.
 Aportes.
universidades e instituciones técnicas especializadas.3.Proyecto Fin de Carrera
 El MEM transferirá a título gratuito los SER que haya ejecutado a las
EEDD/ADINELSA.-Ley N° 28546: Ley de promoción y utilización de recursos
energéticos renovables no convencionales en zonas rurales.
 Busca promover el uso de las energías renovables no convencionales
los SER basados en energías renovables.
 Prevé el establecimiento de un régimen especial de concesiones rurales
 Prevé el desarrollo de proyectos de investigación con fuentes de energía
 Prevé la elaboración de un Plan de Energías Renovables No
Convencionales. aisladas y de frontera.
 En la política de promoción de la inversión privada.3.
4. destinados a electrificación rural.
. así como un régimen tarifario
especial. el Estado otorgará
 Con respecto al Proyecto FONER.
 Precisa los alcances de la promoción de la inversión privada en
electrificación rural.S N° 025-2007-EM: Reglamento de la Ley general de
 Reglamenta la Ley 28749.
e) concesiones.4. establece que mientras éste se
encuentre en ejecución.Proyecto Fin de Carrera
4. proporciona los alcances en:
 Define un Comité de Coordinación de electrificación rural.-D. los proyectos solicitados por las empresas de
con escasa cobertura vegetal. se encuentra en una zona en la que el
de 8 ºC.
Observando el mapa indicado podemos ver que El Alumbre. Hay fuertes vientos durante los meses de julio. Existe una carretera en buen estado. distrito de Bambamarca.s.
eléctrica. Región
Cajamarca. De
Chanta al Alumbre no hay acceso por carretera. tres horas de viaje. SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO
5.-Criterios y justificación de la situación del parque
Localidad del Alumbre. agosto y setiembre.Proyecto Fin de Carrera
5.n.-Introducción
tratarán en los siguientes apartados.m. país Perú.
Se ubica por encima de los 3700 m. incluyendo las justificaciones necesarias
para ello. El lugar donde vamos a implantar el parque
eólico se encuentra en una zona cuya velocidad media del viento es de 5 m/s.
características eólicas de la zona. es: Cajamarca – Chanta –
El acceso al Alumbre desde la cuidad de Cajamarca. población en la
que vamos a implantar el parque eólico. Provincia Hualgayoc.2.
FOTO SATÉLITE DEL ALUMBRE. FOTOS DEL ALUMBRE.
tales como: salud.Proyecto Fin de Carrera
que presenta.3.-Criterios para la elección del emplazamiento
realizado teniendo en cuenta las condiciones del terreno. así como otras
regionales. comunicaciones. educación.
. el recurso eólico y el
impacto ambiental. agua potable. Su desarrollo permitirá la mejora de dichos servicios básicos.
2.1. En primer lugar.-Introducción
ubicará el parque eólico. En segundo lugar. se definen las características de la
torre de medición (apartado 7. Esto se consigue con una
mástil que afecten a la precisión de las mediciones.
Con la torre instalada se ha procedido a la toma de datos.
. se exponen los resultados
extraídos de la misma (apartados 7.3 y 7. El periodo de tiempo necesario para esta descripción es de un
mínimo de doce meses. DESCRIPCIÓN DE LOS RECURSOS EÓLICOS
6.-Torres de medición
estos datos.4).
6.2). En cambio se dispone de datos de 5 meses que en
opción existente.Proyecto Fin de Carrera
6. que incluye valores
las velocidades medias del viento o ley de distribución de Weibull.17 m/s.
caracterizada por los parámetros de Weibull (factor de escala c=5.
Dicha torre tiene una altura de 10 metros.
. podemos decir que la velocidad media del viento
en la zona estudiada a la altura del anemómetro (10 metros) es de 5. como podremos
comprobar en el siguiente apartado observando la rosa de vientos obtenida.Proyecto Fin de Carrera
La torre de medición se encuentra situada en la zona estudiada. la dirección predominante del viento es N-NNE.8 m/s y el
factor de forma k = 1. se encuentra situada a una altitud
A partir de los datos medidos.
apartado anterior.65).
es decir. por filas
de aerogeneradores con dirección perpendicular a la predominante del viento. el parque estará formado. podemos ver los datos medidos de
efectos de la estela.
6. 1. la rosa de vientos obtenida para los datos medidos es:
Fig.3.Proyecto Fin de Carrera
6. la dirección predominante del viento en la
zona es N-NNE. idealmente.1. Rosa de vientos
La rosa de las frecuencias normalizada o rosa de vientos.-Análisis de los datos de viento
Como se indica en al apartado anterior. es decir. 1. se obtiene a partir de
dados. Además. en dirección E-ESE.9%.3. Rosa de los vientos de los datos de viento de la zona
Como se puede observar en la fig. donde la frecuencia de los vientos es del 37. En nuestro caso. Esto supone
una orientación opuesta a la dirección predominante del viento. Los
la potencia recuperable. o para estimar la probabilidad de que la velocidad
esté comprendida dentro de un intervalo de velocidades dado (por ejemplo. 2. etc).
el factor de irregularidad. Distribución de Weibull de los datos de viento
. la gráfica de distribución de
Fig. Por tanto.Proyecto Fin de Carrera
6.3. por
debajo del umbral de arranque de un aerogenerador. por debajo de la
velocidad nominal. por encima de la de frenado. para las
medidas realizadas con nuestro anemómetro.2 Distribución de probabilidad de las velocidades medias del
importante para conocer la energía media disponible.
rugosidad y sector
refiriéndonos al Anexo B.21
podemos calcular el atlas de viento de la zona.48
potencia para las alturas normalizadas y para distintos valores de rugosidad.00 m)
(0. obtenemos los perfiles verticales de
velocidades de viento para cada rugosidad.03.83
de Weibull. vamos a tener un terreno de
rugosidad 0.92
7. Velocidad media y densidad de potencia del atlas de viento
Podemos observar en la tabla 1 que conforme aumenta la altura. también
aumenta la velocidad del viento.78
12.40 m)
10.Proyecto Fin de Carrera
6. En nuestro caso.4.
Clase-R 0 Clase-R 1 Clase-R 2 Clase-R 3
8. 1.-Atlas de viento
Haciendo uso del programa informático WASP descrito en el capítulo 8.81
11.10 m)
(0. De esta manera.67
12. velocidad y energía para cada altura. al ser un área abierta sin cercados ni setos y con edificios muy
dispersos. de modo que el perfil vertical de velocidades que nos corresponde
será el correspondiente a la Clase-R1. obtenemos las
distintas rugosidades del terreno.88
13.03 m)
(0. es decir.52
la velocidad media para cada una de las
probabilidades. así como.1 Introducción
En el apartado 7. CÁLCULO APROXIMADO DE LA ENERGÍA
7. Con estos valores en ambos ejes se realiza una gráfica a la que se le ajusta
anteriormente indicados c y k. la probabilidad de tener un dato de
viento entre dichas velocidades. el método empírico desarrollado por Justus y Mikhail
Finalmente en el apartado 7.2 se deben calcular los parámetros de Weibull a la altura del
anemómetro. para
ello se calcula la energía suministrada por un
aproximado de integración de Riemann. Una vez que se dispone de la ley de distribución
altura del anemómetro.
.3 se obtiene la energía anual suministrada por el
parque en un año. Para ello debo crear una
tabla que refleje las velocidades de viento. todo ello con el fin de obtener las variables antes descritas xi e
yi . la que
es capaz de producir el parque. que en nuestro caso resulta a 10m.Proyecto Fin de Carrera
7. Una vez obtenida ésta podemos
obtener la energía que produce un aerogenerador en un año.
4≤v<5
13.32428074
5≤v<6
9.674785708
11≤v<12
2.365102266
2≤v<3
. junio. agosto y septiembre del año 2007.2. julio. Clasificación de velocidades y sus frecuencias
Se han realizado en total 11783 observaciones.857336841
8≤v<9
5.483747772
15≤v<16
0.587032165
0<v<1
3.076381227
17≤V<18
0.98480862
3≤v<4
17.877026224
12≤v<13
1.Proyecto Fin de Carrera
7.420181618
1≤v<2
6.556140202
6≤v<7
8.925061529
14≤v<15
0. con altura del buje de 10
m.016973606
Tabla 2.-Tratamiento de los datos de viento
7.587032165
13≤v<14
0.635237206
9≤v<10
4.135788848
16≤V<17
0. dan lugar a la siguiente clasificación de velocidades:
Frecuencias(%)
1.025460409
V≥18
0.1-Clasificación de velocidades de viento
mayo.571671052
7≤v<8
6.879911737
10≤v<11
612625043
0.709899966
6.726112453
4.710244912
8.1942049
17.92342187
1.467747499
13.07761297
0.49154881
0. obtenemos 11596 observaciones de
viento.017247327
.475336323
6.734046223
2. Clasificación de velocidades y sus frecuencias sin calmas
Obviando las velocidades nulas de viento.Proyecto Fin de Carrera
3.967919972
5.958606416
3.29044498
13.939979303
0.02587099
0.53915143
9.137978613
2. el factor de irregularidad. así como otros factores tales
como la potencia recuperable.
p (V )  ( ) k 1 
 V K 
  
 c  
Para hallar los valores de c y k no tomaremos en cuenta las calmas. que es una función de densidad de probabilidad que nos
permite conocer la energía media disponible.
A continuación. se ordenarán los intervalos de velocidad (Vi) conocidas las
frecuencias acumuladas (pi) para cada intervalo.
distinta.Proyecto Fin de Carrera
medio de la siguiente expresión.2-Ley de Weibull a la altura del anemómetro
ley de Weibull. o para estimar la
velocidades dado. con el fin d hallar los
pi p(V Vi ) 1 e
 i 
  
para cada intervalo de velocidades.475336323
6.034763363
0. 6.231382887
0. 7 y 8. 5.709899966
6.079441542
yi= ln{ -ln(1 .609437912
1. la frecuencia acumulada y los pares de puntos (xi.6367813
0. yi)
13.131942049
0.034753363
0.064677475
0.29044498
0.467747499
13.256279752
-1.17290445
0.539678851
0.7238803
0.404287337
0.945910149
2.253820716
0. frecuencia acumulada.
0<v<3
3.693147181
1.53915143
9.099440838
0.967919972
0.791759469
-2.252252397
0.341552401
Tabla 4. donde se recoge la frecuencia de las
velocidades de viento.012669549
0.33498419
-0.Proyecto Fin de Carrera
ln 
1 p i 
ln
ln(1 pi ) k ln c k ln Vi
y i a bx
y i lnln1pi 
xi ln Vi
a k ln c
b k
Así se obtienen las tablas 4.pi) }
-0. Frecuencia.7935595
1. yi)
.0696792
0.455995371
Tabla 5.1942049
17. (xi.098612289
1. Frecuencia. frecuencia acumulada.097102449
0. (xi.657786143
yi= ln{ -ln(1 – pi) }
-3.135391514
0.710244912
772588722
yi= ln{ -ln(1 . frecuencia acumulada.5
Fig. (xi.708050201
2.009399793
0.998802687
2.999578817
Recta de regre sión
y=ln(-ln(1-P(x))
.734046223
2.037340462
0.017247327
A partir de la anterior tabla.564949357
2.643224437
0.98310762
0.937747151
0.997422901
0.939979303
0.00077613
0. frecuencia acumulada.Proyecto Fin de Carrera
5. (xi.00025871
0. tomando los valores de xi e yi .049586064
0.01612625
0.992507413
0.833213344
2.000172473
0.397895273
2.726112453
4. (xi.pi) }
2.137978613
3.612625043
0.966981369
2.166191972
Tabla 8.226912655
Tabla 6.958606416
3.92342187
0.900406688
0. Frecuencia. frecuencia acumulada.302585093
2.021209499
1.02587099
0. Frecuencia.587977497
1.835800707
1.999837527
2. yi)
0.406315745
1.004915488
0.050584427
2.pi) }
0. 3 Recta de regresión para el cálculo de c y k.63905733
2.001379786
0.057261125
0.pi) }
1.785253492
1.48490665
yi= ln{ -ln(1 . hacemos la gráfica
para obtener la recta de regresión que se ajusta a la misma.906229663
Tabla 7.029234219
0.07761297
0.890371758
yi= ln{ -ln(1 . Frecuencia.850820624
y 1. 6363 1.6363
alternativos.Proyecto Fin de Carrera
y a bx
x y y 
xi 
b  i 2i
1.88%. y se define como:
En nuestro caso nos sale un coeficiente de determinación del 92. 991
.991
x 3. Como medida de bondad del ajuste se utiliza el coeficiente de
determinación (R2 ).que nos indica el grado de dependencia entre las variables
X e Y.991
i 
a y b 
x 3. lo que
y 3.
a partir del método empírico desarrollado por Justus y Mikhail
(A.991
c e
3 . 991
1.991  V 
6 . 2113 
0. Kaiser (2003). 2113  
C = 6.Proyecto Fin de Carrera
k b
k 1. 991
K = 1. 991 
 V 
6. 2113 
0.32
1 . 991
p (V ) 0.
Llamando ca y ka a los factores de escala y de forma de la expresión de Weibull
obtenida a la altura del anemómetro.S.2113 6. la ley de distribución de Weibull a la altura del anemómetro vendrá
1. hallaremos estos valores a la altura del
. Energía Eólica) podremos determinar la ley de distribución
a la altura del buje. 991 

 6. 6363
1 .3-Ley de Weibull a la altura del buje (10m)
del anemómetro.2.2113 m/s
088 
1 0. 20928
6.088 
1.088 ln a  1.20928
1 0.2113 
1. 2113  
. 991 
6 . 991
p (V ) 0.Proyecto Fin de Carrera
ka 
1 0 .088 ln
1 0. en nuestro caso no es necesario aplicar dicho método empírico ya
ley de distribución de Weibull
a la altura del buje es igual a la ley de
distribución de Weibull a la altura del anemómetro.2113 6. 088 ln
c ( z) ca 
0. 2113  
z 
10 
0 .991  V 
6.37 0.2113
0.088 ln 
10 
k( z)  
1.32
.088 
No obstante. 991 
6.
1 .991 
1 0 .991
1 0 .088 
ln ca 0.37 0.
0.65943898
0.90055607
p(V Vi ) 
p(Vi )dV 1 e
 c 
p(V Vi ) 1 p(V Vi ) e
V 
 i 
 
0.39321032
0.97394763
0.00370529
0.02446715
0.28119292
0.52242891
0.Proyecto Fin de Carrera
7.00059717
0.00024407
Tabla 9.2.4-Curva de probabilidad acumulada de la velocidad a la
existan velocidades de viento superiores a una determinada velocidad.12337533
0.07570473
0.79071873
0.00645243
0.19107181
0.04414705
0. Probabilidad de que la velocidad del viento sea superior a una establecida
.12337533
0.00059717
23.01433208
0.5872116
0.43704768
dicho de otra manera.5-Curva de velocidad-tiempo
La probabilidad de que la velocidad sea superior o igual a 0 m/s es del 100%.53829384
9.00645243
0.01288801
7.00138888
0.81691352
1.96100792
1.82653552
12.58572344
2.00370529
0.0595292
0.97724952
15.37474312
21.90055607
0.00585768
Tabla 10.30931224
0.03333312
0. de las 24 horas que tiene un día se garantiza una
velocidad del viento no nula.65943898
0.2. Probabilidad y tiempo de que la velocidad del viento sea superior a una establecida.15485832
0.74863008
de que la velocidad del viento sea superior a una establecida.52242891
0.08892696
0.61334568
nivel del mar de 1.6-Valor medio de la densidad. la cual para un sitio dado.Proyecto Fin de Carrera
obtiene la curva de velocidades de viento clasificadas.3 mbar). Curva de velocidades de viento clasificadas
7.15 
0 
1013. /m3 (15ºC. 1013. Para el cálculo
288. 4.
proporcional a la densidad del aire.
Fig.3 
. antes debemos calcular la densidad
media del aire.2. es inversamente
presión atmosférica (por lo tanto disminuye con la altura sobre el nivel del mar). aire seco.
Para calcular la densidad de potencia.
Donde T es la temperatura ambiente promedio en el lugar.
0. en
milibares. durante el mismo periodo. en Kelvin. durante
un cierto periodo y p es la presión atmosférica promedio en el lugar.8264
7. 5 muestra la
curva correspondiente a un aerogenerador IT-PE-130.28
17.3. Potencia disponible en el aerogenerador a diferentes velocidades
5. La fig.3. de 130 W de potencia
nominal.01
Tabla 11.1-Curva de potencia del aerogenerador de 130 w
la velocidad del viento a la altura del centro de su rotor.82
60.Cálculo aproximado de la energía proporcionada por el
aerogenerador de 130 w. Este tipo de curvas se utilizan como un dato de entrada para estimar
un régimen de viento dado.47
43704768
91.61334568
5.15485832
18.81691352
1.3. Tiempo en el que la velocidad y la potencia disponible son superiores una establecida
4.2-Energía producida por el aerogenerador de 130 W
9.97724952
15.30931224
4. 5.82653552
2.58572344
7.Proyecto Fin de Carrera
11. Curva de potencia
7.01433208
0.53829384
35.96100792
8.0595292
Tabla 12.37474312
Fig.03333312
17.5872116
Para hallarla vamos a usar el método aproximado por integración de Riemann.
y2 y1
x2 x1
. el eje X y las rectas paralelas (x=a) y (x=b)
Para cada par de puntos (xi. yi). que ahora pasamos a detallar.
(a. 6 es la energía
suministrada por la turbina. Curva de potencia-tiempo
El área que queda encerrada bajo la curva P-t
de la fig. calcularemos la recta que determinan al unirlos
y y i m ( x x i ).Proyecto Fin de Carrera
Fig. donde a y b son los extremos de integración. 6.b).
579 u
21 . 79 u
18 . 824 u
15 . 8 ) dx  78 . 045 u
167 . 37 x 8 . 54
A 6 7 
( 7 . 647 ) dx  0 . 87
x  78 . 75
6 . 85 ) dx  237 . 242 u
A 7 8 
( 11 . 73 ) dx  35 . 61
21 . 4 x
9 . 545 u
9 . 95 ) dx  203 .Proyecto Fin de Carrera
A 1 2  0
23 . 58
105 . 68 ) dx  7 . 59
A 9 19  589 . 83
15 . 91 x
135 . 01 ) dx 149 . 37
A 2 3 
( 0 . 05 x
 212 . hallaremos la suma de
las áreas que quedan por debajo de todas ellas.525
x 38 . 83
A 5 6 
( 5 . 98
A 4 5 
( 3 . 47 u
A 8 9 
( 18 . 61
A 3 4 
( 1. obteniendo así la energía
1301. 98
18 . 03 u
Una vez obtenidas las áreas encerradas por cada recta.
7. siendo la
53aerogenradores 6.301525
kw 
475.89 kw
Al constar el parque de 53 aerogeneradores. la energía anual suministrada por el
475.056625
7. Este dato nos proporciona las horas al
año que el parque está produciendo energía a la potencia nominal.578MW 
h 2.4-Energía anual suministrada por el parque eólico
El parque va a contar de 53 aerogeneradores de 130 W cada uno.
aprovechamiento de la energía eólica.5-Horas equivalentes del aerogenerador de 130 W.3.3.3-Energía anual suministrada por un aerogenerador de 130 W.
. la energía suministrada por un aerogenerador en un año es:
1. por lo que
su potencia nominal.301525 kW/h.3.
1.056625
53 25. conociendo la energía anual
suministrada por un aerogenerador.
eólico grande aprovechable con estos aerogeneradores.28
año 130
A partir de 1900 horas se considera rentable el parque.525
 3654.
se hace necesario el uso de un software
adecuado.-Introducción
Para poder determinar el potencial eólico en una zona amplia.
El laboratorio Risø. hasta llegar
WAsP es un tipo de modelo de flujo de viento. en Dinamarca. la continuidad y cualquier ecuación
adicional de conservación. En caso contrario. deberíamos montar muchas torres de medición a
diferentes alturas. utilizado actualmente para
representar el flujo de viento sobre terrenos. desarrolló el WAsP hace 15 años y se utiliza
ampliamente de forma comercial. cosa que resultaría excesivamente caro. Por tanto. TRATAMIENTO DE DATOS DE VIENTO CON
8. que utiliza
la extrapolación horizontal y vertical de las estadísticas del régimen eólico.Proyecto Fin de Carrera
8. El suelo es una de las condiciones de contorno de cualquier
apartado vamos a explicar el funcionamiento del WAsP. La Mecánica de Fluidos
Computacional ha evolucionado desde una curiosidad matemática. Este modelo de flujo de fluidos se basa en diversas
ecuaciones de continuidad de la cantidad de movimiento y de la masa. a partir de los
cuenta la topografía del terreno. software empleado
para la obtención del recurso eólico de la zona objeto de estudio.1.
cerca del suelo. La Mecánica de Fluidos Computacional se acepta comúnmente para la
conjunto de ecuaciones de Navier-Stokes. así como generar atlas eólicos. Es una herramienta de estimación del
régimen eólico especializado en las aplicaciones de energía eólica.
emplazamiento determinado de un parque.
WAsP utiliza la aproximación matemática de Weibull
obtenidos con la torre de medición. k es el factor de forma de la
distribución de frecuencia.DXF (formato AutoCad) utilizando una
de las aplicaciones del WAsP.-Descripción de WAsP
Para poder trabajar con WAsP.MAP.Proyecto Fin de Carrera
modelo. Para ello utiliza los parámetros c. son:
 Datos topográficos. Se puede calcular a partir de series temporales en
bruto utilizando una de las herramientas de WAsP (OWC Wizard).TAB. Los datos
de rugosidad de superficie también se incluyen en el archivo . y P es la densidad de potencia. donde c es el parámetro de escala
con respecto a la velocidad media de viento. La resolución espacial del
modelo. k y P para
cada uno de los 16 sectores de dirección. que es lo que finalmente buscamos con el empleo de este
 Datos de viento.
calcularse a partir de un archivo . el Editor de Mapas del WAsP. se necesita una serie de entradas que
representen las condiciones de contorno y las iniciales del modelo. o su precisión. La
descripción cuantitativa de la altura de los elementos en un área.2. Este es un archivo
largo plazo para una posición y altura específicas. normalmente en el
mástil de medición. Hay otras especificaciones para
un modelo.MAP.
un emplazamiento. que necesitan estar en un formato de archivo .
. las cuales podrían ser una
distribución de la frecuencia medida en un mástil. la topografía y la
rugosidad de superficie. como las condiciones iniciales. es determinante para conocer el tiempo que se emplea
en hacer el cálculo. Estas
entradas son los datos de viento en un punto de iniciación. que se incluyen en un archivo . el flujo de aire geostrófico es la otra.
generará un fichero .-Generación de archivos de situación
Una vez seleccionados los terrenos en los que se localizará el parque eólico.3.2 de esta memoria. aplicación del programa WAsP. necesitamos
los archivos creados anteriormente (el archivo . pero pueden aparecer errores de
interpolación en terreno moderadamente complejo. un
. sólo se ha tenido en cuenta la topografía.03 m.MAP de topografía
y rugosidad mediante el WAsP Map Editor. que explicaremos
en el apartado 9.DXF. mientras que la rugosidad
se ha considerado uniforme e igual a 0.DWG.4.TAB y el archivo .
fichero y precisión.WRG se suelen usar resoluciones de 10 a 25 metros. Teniendo en cuenta que una turbina en WindFarmer obtiene
8.-Generación de la malla de recurso eólico
Para generar la malla de recurso eólico a la altura del buje (10 m).TAB de distribución de frecuencias de viento.WRG que será el que utilizaremos en la optimización de la energía
producida por el parque mediante el software WindFarmer. si reducimos la resolución de la cuadrícula se puede reducir el
tiempo de cálculo y el volumen del fichero.
Para las cuadrículas . En
Este fichero .WRG de la malla del recurso eólico de la zona
seleccionada para la situación del parque.MAP será una de las entradas al programa WAsP. a partir del
cual.Proyecto Fin de Carrera
8. Para ello hemos utilizado el programa AutoCad 2008. Por otro lado. obtenemos el plano de la zona
en formato .MAP) y
utilizarlos como entradas al programa WAsP. al ser un área abierta sin
cercados ni setos y con edificios muy dispersos. el cual se utilizará para generar el fichero . debemos realizar un plano
como hemos visto en el punto 5 de esta memoria. De esta manera obtendremos un
Una vez digitalizado el plano en formato . y junto con un fichero .
cubierta por la malla de recurso eólico.
metros. 13. la extensión de la misma debe ser lo
Los fabricantes de WindFarmer recomiendan usar resoluciones de 10 metros. pero aumenta el tamaño de los ficheros y el tiempo de ejecución
del viento no es posible realizar un estudio de mas precisión.Proyecto Fin de Carrera
interpolación. Esta extensión queda definida en la tabla 13 por las
Tabla. este valor no se encuentra dentro del intervalo mencionado
anteriormente y hay que tener en cuenta que los errores van a ser importantes. Coordenadas UTM de la malla del recurso eólico
1......56
14.......Proyecto Fin de Carrera
Por tanto.... 9233187
Xmáximo (m) .. 777429
Ymínimo (m) .......500
Columnas ........... 14.........18
7.................... Velocidad media y Densidad de potencia de la malla del recurso eólico
Densidad de Potencia (W/m²) 1573
3792..4
Tabla............17
Nodos ............9241187
Altura (m) .................................4
Weibull-k
1............425
Weibull-c (m/s)
8......99
3368.............28
Filas ..........789429
Ymáximo (m) . 10
Resolución (m) ...73
4126...................4
2.................. la configuración final de la malla de recurso eólico es la siguiente:
Xmínimo (m) .........
3. aparecen las curvas potencia del aerogenerador.
Tras ello. definimos el número y potencia de las aeroturbinas a instalar.
producida por el parque eólico.2.PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
debemos definir cada uno de estos factores (punto 9.
La producción de energía será dependiente de varios factores principales.2. De esta forma podremos conocer la
potencia nominal del parque eólico.3.
. se expondrá el régimen de vientos en el
emplazamiento. pérdidas por estela
En primer lugar. se indicará el recurso eólico a la altura del
En el apartado 9.-Introducción
por los anteriores aerogeneradores vamos a describir el software WindFarmer. antes de estimar la producción de energía del parque eólico.1.3). en el apartado 9.3.2 de este documento. que
Número y potencia de las máquinas a instalar
Régimen de vientos en el emplazamiento
Curva de potencia de las máquinas
Rendimientos de utilización.Proyecto Fin de Carrera
9. disposición topográfica. Para ello.
Esta descripción tendrá lugar en el punto 9.
cosa que haremos en el apartado 9.
en el apartado 9. como ya se indicó. Esto se hace.
Por último. pasamos. a calcular los rendimientos que
afectan a dicha producción. a calcular la energía ideal producida por el parque. se realiza la optimización de la energía estimada para el
parque eólico en el apartado 9. mediante el
software WindFarmer y. en el
apartado 9.Proyecto Fin de Carrera
parque. pasamos ahora. Entre ellos se encuentran los rendimientos
topográficos y de pérdidas por efecto estela. puesto que varían con la distribución de los aerogeneradores en el parque
Posteriormente. y para finalizar.5.3.
Una vez definidos todos los factores indicados anteriormente. los cuáles no serán calculados
aún. tras haberle impuesto una serie de restricciones que
.6 se realiza un resumen de los
resultados obtenidos a través de una tabla de resultados. en el apartado 9.4.4.
debemos generar un
archivo de turbina (archivo turbina. para poder
estimar la producción de energía de los aerogeneradores.WRG) en la posición del anemómetro y el archivo mástil. ofrece una
mástil. excepto el archivo de turbina. Cada malla de recurso eólico es una
matriz de los valores c. todas las entradas al
WindFarmer. anteriormente descrito. calculados para todas las
alturas de buje requeridas.WRG. k y P para cada sector de dirección a una altura
determinada (la del buje) calculada para cubrir todo el emplazamiento. para mejorar la optimización de la energía producida por el
parque.TAB. Utilización de WAsP con WindFarmer
Como podemos comprobar en el punto anterior.1. Por otro
lado. se han obtenido ya mediante el
software.2.2.2.TAB a partir del cual se inició el modelo WAsP.2. una o más
mallas de recurso eólico. Esto se utiliza como restricción a la hora de optimizar
la energía del parque. Es posible calcular la
.3 explicaremos como hemos generado este archivo
de turbina). en archivos malla.2. una malla del recurso eólico de un único punto
(archivo mástil. Además. la malla puntual en la posición del anemómetro.
que nos proporciona los datos de viento de la zona.
Por otro lado. WindFarmer utiliza modelizaciones complejas del efecto estela de los
aerogeneradores. Introducción
poder realizar la optimización de la energía producida por un parque eólico. WAsP. también modeliza la evolución del ruido generado
por los aerogeneradores.Proyecto Fin de Carrera
Estos archivos son un mapa topográfico digitalizado (archivo .MAP).TRB) que le proporcionará al WindFarmer
eólico (en el apartado 9. Además.-Descripción del WindFarmer
k y P. en
combinación con las características de la curva de potencia del aerogenerador.WRG.TAB. Se utiliza el único punto WRG de la
en cada dirección.m.
9. que existe como resultado de las diferencias en altura y
posición. esto significa que se pierde la distribución real de frecuencias de
provocan una reducción de la precisión.
Sin embargo.029 kV
Velocidad de arranque (va)
Velocidad nominal (vn)
Velocidad de desconexión (vp)
360 r.826 kg/m
Voltaje nominal (Un)
0.WRG con el archivo mástil. para realizar la estimación de la energía
las características generales del aerogenerador que deseamos instalar.TRB mediante la aplicación del programa
“Taller de aerogeneradores”. utilizando los valores de Weibull c. En el Taller de aerogeneradores tenemos que
Potencia nominal (Pn )
Altura de la torre (H)
Diámetro del rotor (D)
1. también es posible
utilizar la distribución original medida.p.TAB) para obtener de manera efectiva una
distribución virtual de frecuencias en la posición del buje del aerogenerador. Para
ello.Proyecto Fin de Carrera
resultados de la malla.2.70 m
0. En WindFarmer. Esto se logra asociando el fichero
.3 Generación del archivo de turbina
Como se ha indicado anteriormente. Estos factores de aceleración se aplicarán a la distribución de
frecuencias medidas (mástil. generamos un archivo turbina.
9.Proyecto Fin de Carrera
es decir. a 10 metros de altura. Factores principales de producción de energética
En el Anejo a podemos ver. la del buje.3. y tras haber
realizado un tratamiento directo de estos datos.3.1 Número y potencia de máquinas a instalar
potencia nominal.3.3. mientras que en la tabla 2 y 3 del mismo Anejo.2. podemos decir que la velocidad
Vm = 5. vamos a tener una potencia nominal del parque:
Pnp = 53·0. todos los datos recogidos por la torre
de medición. el cual permite realizar una extrapolación
desde la altura del anemómetro a la altura deseada. Si nuestra altura fuera
diferente. se obtendría a partir de los datos descritos en el apartado anterior y
con la ayuda del programa WAsP.
.2 Régimen de vientos a la altura del buje
En este apartado pasamos a describir el recurso eólico a la altura del buje.2. encontraremos
los datos de frecuencias de velocidades de viento en la zona estudiada. durante un período de tiempo suficiente.1 Régimen de vientos a la altura del anemómetro
En primer lugar vamos a ver el régimen de vientos a la altura del anemómetro. A partir de las mediciones realizadas por la
torre de medición.3. en la tabla 1. Por tanto. que
es de 10 metros como en el caso del anemómetro.130 = 24000 kW = 6.2 Régimen de vientos en el emplazamiento
En su diseño se ha considerado la resistencia a
condiciones adversas de clima y sus efectos (como la corrosión).Proyecto Fin de Carrera
9. poniéndose de perfil al flujo del viento.
moderadas y suaves. incluye mecanismos de seguridad y protección que
hacen de este modelo una máquina robusta. resistente y de alta confiabilidad. así mismo
consideraciones prácticas de fácil operación y.p.
generación continua hasta velocidades de aproximadamente 12 m/s. esta máquina cuenta con un mecanismo de protección
dirección del viento.029 kV
360 r.826 kg/m3
0. Características del aerogenerador de IT-PE-130
El modelo IT-PE-130.
Fig.3. 5
0. mantenimiento.m.3. Para
velocidades superiores. es un aerogenerador de 130 W de potencia eléctrica
nominal diseñado para aprovechar desde brisas suaves hasta fuertes vientos.
mediante procesos simples.
 Tres alabes aerodinámicos, perfil NACA 4412, fabricados en fibra de
 Velocidad nominal de 360 r.p.m a una velocidad de viento de 6,5 m/s
 Diámetro nominal, 1.70 m
 Acoplamiento directo con el generador
 Trifásico de imanes permanentes, Neodimio (NdFeB).
 Ocho pares de polos doble conexión en estrella.
 Potencia nominal, 330 W.
 Velocidad nominal 360 r.p.m.
 Eficiencia, 66%.
E parque E 0 
ηestela 
ηtopo 
ηelec 
ηdisp 
ηotros
Donde E0 es la energía ideal producida por el parque, calculada en el siguiente
ηelec = 100%
ηdisp = 100%
ηotros = 100%
ηestela = varía con la disposición de los aerogeneradores
ηtopo = varía con la disposición de los aerogeneradores
ηtotal ηestela 
ηotros 1 
ηtopo ηestela 
ηtopo
E 0 NA 
EnergíaU Probabilidad U, Θ
E0 = 23
.... Para poder comprender la importancia de estos efectos de estela
en un parque eólico vamos a explicar qué es lo que sucede..Proyecto Fin de Carrera
Nivel de ruido máximo en viviendas . las pérdidas por
efecto estela.
aerogeneradores. a la hora de optimizar..
Una vez vista la importancia del efecto de estela. tenemos que seleccionar un modelo de estela
para que el programa tenga en cuenta........ la naturaleza y la velocidad del
viento diferirán de la corriente libre de viento a barlovento del aerogenerador..
Distancia mínima entre aerogeneradores . la
turbulencia ambiental.. El modelo elegido es el siguiente:
... en su estela......
A sotavento de un aerogenerador... experimentará una
reducción en la velocidad de viento: el déficit de la velocidad.. la dirección del viento con respecto a las filas de
aerogeneradores y la distancia entre ellas.. Esto es el
resultado de la extracción de energía por el primer aerogenerador.... Además....
4diámetros de rotor
Además de las restricciones.........
Un segundo aerogenerador situado en la estela del primero...... pasamos a seleccionar el
modelo más adecuado..
 Incremento de su carga mecánica....
Distancia mínima a viviendas . principalmente como consecuencia
y que es muy importante. la relación entre la energía producida y la máxima energía
R p  anual
Pnp 
Rp = Ratio de producción o factor de capacidad estimado
Eanual = Eparque
Pnp = 6.Proyecto Fin de Carrera
Más exacto que este modelo es el Modelo Eddy Viscosity. como ya se ha explicado en el apartado 9. la energía neta estimada para el Parque Eólico “ALHARBONA” se
obtiene. mediante la siguiente
ηotros E 0 
ηtopo E 0 
Además.89 KW
Otro dato que podemos obtener. el
dB/km. En este caso. hemos
optimización debido a que el tiempo de cálculo es menor. sin embargo.
si el parque eólico cumple la restricción de ruido en viviendas. es decir. Este dato nos proporciona las horas al año que el
.3. también podemos calcular el factor de capacidad estimado o ratio de
producción. es el número de
horas eólicas equivalentes.4.
Tabla.6 Resultados
Potencia del emplazamiento
Producción energética ideal
Eficiencia topográfica
Pérdidas por efecto estela
ηestela
ηdisp
Producción energética anual neta
98. Energía generada con aerogeneradores IT-PE-130
30.Proyecto Fin de Carrera
H ee 
900.Proyecto Fin de Carrera
Fig.300.00.00.2100.00.1800.00.00 W/m^2
1800.00 W/m^2
1500. Mapa de energía del Alumbre
-Mapaenergético:0.600.00.00.1200. 7.00 W/m^2
600.00 W/m^2
300.00 W/m^2
.1500.00 W/m^2
1200.00.00 W/m^2
vientos. Energía producida por sectores
En la gráfica de la Fig.Proyecto Fin de Carrera
En el mapa de la fig. de forma que vemos como influye la dirección del viento en la
producción. 8. los correspondientes a la dirección
predominante del viento. como cabía esperar. Además. 8 vemos que los sectores en los que se produce más
energía son. 7 se observa que la zona del parque donde más densidad
de potencia hay es en la de mayor altitud.
9236698
9235179
9236693
9235194
9235187
Disposición de cada aerogenerador.7
9236697
9233195
9236707
Tabla 16.7
9233192
1. Datos de cada aerogenerador
9236695
0. en la gráfica de la fig. 9.Proyecto Fin de Carrera
Por otro lado. Producción de energía de los aerogeneradores IT-PE-130
0. podemos ver la producción de energía
de cada máquina.2
Fig 10. Mapa de nivel de ruido
. 10 que indica los niveles de ruido en
cada una de las viviendas. 11. Nivel de ruido de las viviendas
Fig.Proyecto Fin de Carrera
Por último podemos ver la gráfica de la fig. Como podemos observar todas las viviendas
10.64 tep/año. distrito de Bambamarca. obtuvimos un cálculo
aproximado sobre la energía que se podía obtener del parque. y obtuvimos la distribución de Weibull. lo que supone una potencia nominal instalada de 6.
de 30. para
optimizar la producción de energía del parque eólico. Por tanto. CONCLUSIONES
la localidad del Alumbre. Una vez realizado el cálculo de la energía
ideal. lo
que equivale a 1.89 KW.
. Provincia Hualgayoc.
eólico de la zona.7 MWh/año. lo que equivale a 2. se han aplicado eficiencias. obtenida por medio de los datos de viento y la topografía del
terreno mediante el programa WAsP. país Perú. A
partir de ella y los datos de los aerogeneradores. restricciones y condiciones de cálculo.
La energía ideal del parque asciende asciende a un valor de 23 MWh/año.
meses tomados cada 10 minutos.
respetando las restricciones. se trata de una solución de
evitar el exceso del efecto de estela para maximizar la producción neta. La optimización de la energía se realiza modificando
que proporciona la mayor energía.978 Tep/año. Región
Cajamarca. con el programa
informático WindFarmer.
las turbinas se encuentran a mayor altitud que el anemómetro de
referencia. se ha realizado un estudio exhaustivo de los
recursos eólicos de dicha zona. Pese a que las pérdidas del efecto estela sí que reducen la
producción del parque. la eficiencia topográfica es más importante que éstas.
objetivos marcados al inicio de la memoria. consiguiendo un mayor rendimiento de las mismas. y mediante un programa informático ha sido
de estudio. A partir de un emplazamiento en la
sierra andina de Alumbre.
de modo que la energía neta producida supera a la ideal.Proyecto Fin de Carrera
rendimiento topográfico mayor del 100% como consecuencia de que.
. tras la
ONG Energía Desarrollo y Vida- Edevi, Curso: Usos de la Energía Eólica
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. REpower Systems AG. Asociación Danesa de la Industria Eólica.es.Proyecto Fin de Carrera
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157. Datos de velocidad y dirección del viento
12.Proyecto Fin de Carrera
2.Proyecto Fin de Carrera
112.Proyecto Fin de Carrera
4.Proyecto Fin de Carrera
8.Proyecto Fin de Carrera
3.Proyecto Fin de Carrera
22.Proyecto Fin de Carrera
292.Proyecto Fin de Carrera
6.Proyecto Fin de Carrera
247.Proyecto Fin de Carrera
Septiembre hrs
Ve locidad prom edio m eses vs hrs
4. Velocidades promedio.64
32428074
9.857336841
5.135788848
0.025460409
0.365102266
12.556140202
8.571671052
6.587032165
0.674785708
2.483747772
0.877026224
1.016973606
.587032165
Tabla 3.879911737
3. Frecuencia de velocidad de viento.635237206
Veces repetidas
1.98480862
17.01604006
13.925061529
0.076381227
0.420181618
13.958606416
3. Frecuencia de velocidad de viento sin calmas.07761297
0.137978613
5.1942049
17.475336323
3.734046223
Tabla 4.467747499
13.53915143
9.02587099
0.726112453
4.92342187
1.612625043
8.939979303
6.017247327
.49154881
ANEJO B.03m). Rosa de vientos para cada rugosidad.
CARACTERISTICAS DEL ATLAS DE
VIENTO.00m).
a) Rosa de los vientos para rugosidad Clase R-0 (0.
b) Rosa de los vientos para rugosidad Clase R-1 (0.
.10m).Proyecto Fin de Carrera
c) Rosa de los vientos para rugosidad Clase R-2 (0.
d) Rosa de los vientos para rugosidad Clase R-3 (0.
5.19 16.44
9.4 7.19 2.38 20.91 5.94 1.43 5.63 9.68 8.40 5.34 6.80 1.5
1.82 2.44
1.51 1.9
1.83 2.4 10.9 6.83
1.12 6.78 2.48
5.3 18.89
13.9 9.29
181 104 98 175
9.83 4.06 2.66 6.58
8.8 1.3 4.5 6.3
1.03 1.4 18.0 m
6.52 18.96 4.12 2.55
219 126 119 211 1045 5099
17.1 20.63
10.87 1.25 5.4
1.5 5.6 4.92
6.3 6.48 15.5
11.5 7.1 21.54
1.91 15.96
4887 11456 1028 288 166 156 278 1283 5975 11419 1237
200.13 2.44
.32 5.2
1.52 1.89 1. velocidad y energía para cada altura
y rugosidad.14
239 120 113 202 1154
15.6 5.7 6.05 4.00 1.4
6.6 6.0 5.50
13.00 2.57
2.62 1.81
4147 9775
5.10 9.46 15.05 2.12 2.28 19.7
1.66 10.1
2.1 5.95
1.9 5.0 1.00m.2 3.9 5.79
8.0 6.85
1.93 16.9 10.40 18.5 5.06 2.12 4.54
1.57 1.4 7.5 5.36 4.4 6.4 7.88 14.43
15.12 2.61 1.00 1.76 5.06 1.99 2.72 1.
10.76 5.00m.06 2.13 2.88 2.6 4.1 2.72 5.51 4.7 11.03 10.24
22 45 68 90 112 135 158 180 202 225 248 270 292 315 338
1.81 10.31
100.56 1.4
1.74 10.2
5.86 2.9
1. Parámetros de Weibull.4
1.72 17.02 4.83
25.26 5.2
11.81 5.48
11.43 4.85 4.09 4.48
454 224 212 380 1791 5842 13518 1361 410 236 223 397 1645 7121 13475 1608
Frecuencias por sector para una rugosidad de 0.95
3500 8246
9.8 0.8 6.7 4.6 11.33
9.06 1.90
1.3 2.1 5.00 2.90
8.01 1.0 m
316 158 149 265 1408
12.81 4.94 1.97 1.8 6.21 5.98 9.3 13.
a) Tabla de Weibull para cada sector con una rugosidad de 0.49
1.16 9.0
1.11 2.2 0.6 17.8 23.73
1.6 17.0 5.0 m
7.12 2.90 4.1 5.12 6.48 4.95 1.18 2.9 10.2
22.8 6.2 8.62
2745 6453
8.0 5.63
6.63 9.01
13.6 5.72
18.71 6.4 5.76 4.0 m
7.16 6.06 1.05 2.53
17.66 12.1 8.16 5.84 5.81 1.7 3.78 1.7
8.2 3.67 4.81 2.9 0.8
1.6 3.8 3.49 4.15 2.80 5.3 4.84 12.60 6.41
1.2 18.81 1.0
7.42 2.93 3.6 6.53
3.99 5.70 1.9
1.50 2.9
k 1.84 16.77
E 138 68
78 279 1378
4.74 2.5 4.98
U 5.28 2.1 5.98 4.0 m
A 4.39
203 112 98 130 401 2069
4.03m.56 1.0 m
13.42 3.50 1.3 4.1 3.76 4.54 1.21 2.65 20.75
18.Proyecto Fin de Carrera
b) Tabla de Weibull para cada sector con una rugosidad de 0.0
5.03m.42
9.96 3.65 1.91 2.07
82 255 1594
E 435 216 187 247 860 2479 9148 1114 407 226 196 261 807 2823 11274 1196
Frecuencias por sector para una rugosidad de 0.1 3.3 0.5 20.9
k 1.72 1.69 7.84
15.85 3.86 10.74 3.62 4.73
17.09 2.1 6.52 1.5 10.02 8.1
k 1.04 7.3 6.8 2.5 7.77 1.81
7.50 8.11 2.08 6.88 1.68 1.55
E 103 50
57 207 1032
15.3 4.6 6.27
4116 342
4.9 3.0 1.3 4.9 9.0 10.52
50.08 18.85 1.03
8.8 16.19 3.9 6.13 5.
U 4.3 28.2
k 1.36 9.71
1.3 5.62 6.28 3.0
1.0 12.23
15.7 4.03 1.30
6.12 2.7 4.18 2.5
2.17 2.88
200.0 5.0 m
A 7.97 1.63
A 6.77 1.00 1.96 11.93 2.1 12.94
8.8 14.86 2.75 5.1 5.1
7.85 1.65 1.21 2.6 11.9 8.97
9.88 1.7 6.62 1.03 9.85 1.51 4.80 4.2
22.06 1.5 8.71 1.09 3.3 5.7
8.4 4.0 m
A 5.62
1.8 10.63
U 4.0 5.3 6.53 1.04 2.84 2.22 8.6 6.03 1.40 3.0 2.52 5.0
U 6.70 4.5 4.94 4.2 4.91 1.54
25.14 10.13 1.07 2.22 2.52 1.3
1.84 7.78 4.68 1.01 9.71
5.85 2.70
2654 221
1.0 2.07 2.73 2.5 5.27 3.8 1.97 1.8 3.8
.8 2.12 2.10 8.9 11.72 1.12
5511 461
1.08 2.70 1.19
E 216 108 94 123 432 1787 7163 649
6.85 1.90 6.2 3.86 1.58 6.0 13.72
13.3 4.16 1.
1651 151 50
A 6.6 2.68
E 645 175 138 184 447 1654 7324 873 372 175 145 190 452 1806 9193 933
Frecuencias por sector para una rugosidad de 0.56 1.02
4041 367 123 58
200.2 4.23 4.25 2.55 2.74 1.7
19.72 1.83 1.53 1.04 1.79
8.63 3.46 6.53 4.45 1.03 4.52 1.1 6.9 3.4
1.39 2.53 1.23 7.8 6.1 5.9
k 1.65 3.19
9.23 2.2 5.9 3.3 2.6 10.94 2.53 5.31 19.62
11.14 2.8 2.3
1.47 4.64 3.88 6.56 2.79 5.3 5.83 1.9
1.66 2.5 6.0 4.58 15.4 3.17 2.87 1.0 m
U 7.3 12.44 5.7 0.06
6919 562
A 8.0 4.0 1.7
1.41 4.24 2.88 1.0 m
17.82 5.6 12.72 5.2
1.3 5.10m.2 2.12 4.3 27.72
5042 404
100.3 5.46
15.04 5.53 5.82 2.28
2843 258 86
8.09 5.87
9.10m.60 1.72 8.62 3.46 3.1 17.8 8.9 2.4 7.4 12.80
25.62 3.2 3.06 2.27 2.0 11.17 1.20 2.7
1.67 1.89 2.73 1.32
E 172 40
8.09 1.59 7.92 1.9 2.86 2.2 3.
10.75 2.80
12.43 4.83 1.6 4.99
1137 5534 516 190 90
c) Tabla de Weibull para cada sector con una rugosidad de 0.39 2.99 2.4
1.9 4.13 2.80 5.23 2.3 4.33 2.70 3.2 4.54 1.7 5.08 5.1 7.66
6.95 3.87
U 4.42 5.0 m
A 7.46 3.75
15.1 5.0 1.52 1.15 2.46
A 4.0 7.74
U 3.7 2.85 1.3 8.8 8.61 1.87 16.3 4.0 4.75 1.69
13.4 10.58 7.13 4.3 3.51 3.8
1.14 2.52 6.50
E 101 23
6.9 4.6 3.79 1.39 11.27
2.3 3.72
6.71 1.7 2.18
11.95 3.6
1.3 3.71 1.3 5.8 1.03 2.45 10.7 6.04
E 351 90
10.12 7.35 2.74 1.22 2.12 2.06
E 242 57
9.24 4.15 2.6 4.78 1.9
k 1.8 16.84
50.3 8.81 5.0
.57 6.68 3.3 8.95 3.73 1.6 2.1 6.08 2.85
1.2 3.74 3.81 1.02 2.51 4.9
k 1.82 1.7 5.2
1.04 9.4 6.8 5.93 1.1 5.39 4.7 6.7 6.5 3.13 2.9 0.
7.0 1.16
3053 399
100.1 2.0 16.0 2.42
1.20 1.4 5.10 2.79
3.31 3.16 2.76 1.74 1.68 4.68 1.2 5.41
7.8 3.2 3.
5.4 3.06 2.58
200.59 1.29
U 3.74 1.0 m
A 6.3 4.52
13.08 2.00 1.65 1.0
1.22 2.2
5.6 4.85 2.4
1.57 2.95 1.8 2.4 4.56 6.87
1.73 14.2 11.34 9.69
1.81 1.53 1.35 1.0 m
U 7.40m
11.2 2.19
E 123 26
14.59 1.54
12.00 1.30 10.79 8.83 2.84 1.5 4.9 0.01 2.28
E 195 41
12.72 1.0 3.1 4.30 2.0 m
A 5.69 1.0 25.44 2.2 0.23
9.69 1.56
4.92 1.2 5.4
1.58 1.18 2.5
6.98 3.7
.08 2.71 4.0
1.20 2.3 11.68 6.00 1.90 1.60 3.67 1.18 2.95 3.87 2.0 5.82
8.9 4.21
k 1.0 2.16
4556 587
A 8.69
1.21 3.7 2.98 2.84 5.0
6.39 4.3 4.0 4.29 4.18 4.13 1.35 4.84 1.Proyecto Fin de Carrera
d) Tabla de Weibull para cada sector con una rugosidad de 0.38
12.86 3.76 1.3 4.3 5.60 6.0 1.31 2.56 3.52
4.10 5.5 10.8
1.78 8.65 2.40m.83 2.5 6.9
1.74 1.9 5.9 4.10 2.32
U 5.6 3.63 3.97 6.7 7.2 7.0 4.1 2.9 5.9 2.2
k 1.2 3.94
4.11 3.27
E 499 119 88 111 273 1174 5170 1246 302 116 93 115 276 1259 6479 877
Frecuencias por sector para una rugosidad de 0.72
6.86 1.3 7.63 6.28 1.14 2.00 16.75
7.85 1.63 2.47 2.6 3.87 7.8 3.8 9.59 3.20 2.99 2.2 2.69
8.71 1.3 5.4 2.15 3.8
k 1.79 5.3
9.67 1.54 1.8
1.01 1.9 2.5
k 1.70 1.9 3.36 4.80
U 6.83 3.28 2.79 1.0 2.79
E 290 63
59 145 788
A 4.71 2.75 1.71 4.63
4.8 1.14 4.59
1.00 2.19 8.5 17.08
8.92 2.67 1.1 11.30 7.27
8.3 3.69
U 4.3 5.9 4.
826 kg/m^3
Altura del sitio de referencia
3700.Opciones de cálculo
Modelo de Estela
Modelo PARK Modificado
Efecto Topográfico
Densidad del aire en el sitio de referencia
modelo de estela Park Modificado.6
HERNANDEZ\WindFarmer\SEPARACION ELIPTICA\V80 2MW.
Nº de Turbinas:
3. (Tabla de aerogeneradores). Información general para informes
Versión WindFarmer
enero 12.0
Nota: Cuando tablas de frecuencia son utilizadas.113 (kg/m^3)/km
Modelo de estela corregido topográficamente
Introducir Eficiencia Eléctrica
Variación de la curva de potencia debido a turbulencia
Control de direcciones de viento
Máxima velocidad de viento para cálculos de energía70
Distancia mínima de separación
. INFORMES DE WINDFARMER. el cambio de dirección y la
corrección de topografía para el modelo de estela no son realizadas. (105m).
1.0. Proyecto: Diseño Y Optimización De La Energía Producida Por El Parque
Eólico”.4.0
Radio de la variación de la densidad del aire con la altura -0.Proyecto Fin de Carrera
Formación de hielo y degradación de las aspas
Mantenimiento de subestación
Paradas de compañía eléctrica distribuidora
Factor de capacidad estimado
.826 kg/m^3
0.023 GWh/año
98.0307 GWh/año
0. Tipos de aerogeneradores
Densidad de aire para la curva de potencia
Velocidad de desconexión
IT-PE-130
0. Anemómetros
0.tab
punto.0
0. Ruido en viviendas
Tabla 1 .0
34.Rendimiento de la turbina para IT-PE-130
0.wrg
783206.0
9237830.0
9236085
9236367
97.Proyecto Fin de Carrera
100. Tabla de aerogeneradores.91
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References: artículo 184
 artículo
22
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