Source: https://es.scribd.com/doc/150441297/Tesis-Energia-Eolica
Timestamp: 2016-02-10 03:34:25+00:00

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1. INTRODUCCIÓN.....................................................................................................4
2. ANTECEDENTES....................................................................................................6
3. OBJETIVOS..............................................................................................................6
4. NORMATIVA LEGAL APLICABLE..........................................................................6
4.1.- Introducción ......................................................................................................... 6
4.2.- Marco legal de la generación de energía eléctrica ............................................... 6
4.3.- Leyes que regulan el desarrollo de electrificación rural ...................................... 6
4.3.1.-Ley N° 25844: Ley de concesiones eléctricas................................................ 6
4.3.2.-Ley N° 28749: Ley general de la electrificación rural ................................... 6
4.3.3.-Ley N° 28546: Ley de promoción y utilización de recursos energéticos
renovables no convencionales en zonas rurales, aisladas y de frontera del país ...... 6
4.3.4.-D.S N° 025-2007-EM: Reglamento de la Ley general de electrificación rural
5. SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO ..........................................................................6
5.1.-Introducción .......................................................................................................... 6
5.2.-Criterios y justificación de la situación del parque ............................................... 6
5.3.-Criterios para la elección del emplazamiento ....................................................... 6
6. DESCRIPCIÓN DE LOS RECURSOS EÓLICOS ......................................................6
6.1.-Introducción .......................................................................................................... 6
6.2.-Torres de medición................................................................................................ 6
6.3.-Análisis de los datos de viento .............................................................................. 6
6.3.1. Rosa de vientos............................................................................................... 6
6.3.2 Distribución de probabilidad de las velocidades medias del viento ................ 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
7.2.1-Clasificación de velocidades de viento ........................................................... 6
7.2.2-Ley de Weibull a la altura del anemómetro .................................................... 6
7.2.3-Ley de Weibull a la altura del buje (10m)....................................................... 6
Proyecto Fin de Carrera Ana Belén Nieto García
7.2.4-Curva de probabilidad acumulada de la velocidad a la altura del buje........... 6
7.2.5-Curva de velocidad-tiempo ............................................................................. 6
7.2.6-Valor medio de la densidad. ............................................................................ 6
7.3.Cálculo aproximado de la energía proporcionada por el aerogenerador de 130 w. 6
7.3.1-Curva de potencia del aerogenerador de 130 w .............................................. 6
7.3.2-Energía producida por el aerogenerador de 130 W......................................... 6
7.3.3-Energía anual suministrada por un aerogenerador de 130 W. ........................ 6
7.3.4-Energía anual suministrada por el parque eólico ............................................ 6
7.3.5-Horas equivalentes del aerogenerador de 130 W. ........................................... 6
8. TRATAMIENTO DE DATOS DE VIENTO CON WAsP ..........................................6
8.1.-Introducción .......................................................................................................... 6
8.2.-Descripción de WAsP ........................................................................................... 6
8.3.-Generación de archivos de situación ..................................................................... 6
8.4.-Generación de la malla de recurso eólico.............................................................. 6
9.PRODUCCIÓN DE ENERGÍA.....................................................................................6
9.1.-Introducción .......................................................................................................... 6
9.2.-Descripción del WindFarmer ................................................................................ 6
9.2.1. Introducción.................................................................................................... 6
9.2.2. Utilización de WAsP con WindFarmer .......................................................... 6
9.2.3 Generación del archivo de turbina................................................................... 6
9.3. Factores principales de producción de energética ................................................. 6
9.3.1 Número y potencia de máquinas a instalar ...................................................... 6
9.3.2 Régimen de vientos en el emplazamiento ....................................................... 6
9.3.3. Características del aerogenerador de IT-PE-130 ............................................ 6
9.3.4 Rendimientos................................................................................................... 6
9.4 Energía ideal ........................................................................................................... 6
9.5 Optimización de la energía estimada para el parque eólico ................................... 6
9.6 Resultados............................................................................................................... 6
10. CONCLUSIONES.......................................................................................................6
11. BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................................6
ANEJO A: DATOS DE VIENTO MEDIDOS CON EL ANEMOMETRO.....................6
Tabla 1. Datos de velocidad y dirección del viento...................................................... 6
Tabla 2. Velocidades promedio. ................................................................................... 6
Tabla 3. Frecuencia de velocidad de viento. ................................................................ 6
Tabla 4. Frecuencia de velocidad de viento sin calmas. ............................................... 6
ANEJO B. CARACTERISTICAS DEL ATLAS DE VIENTO. .....................................6
1. Rosa de vientos para cada rugosidad. ....................................................................... 6
2. Parámetros de Weibull, velocidad y energía para cada altura y ............................... 6
ANEJO C. INFORMES DE WINDFARMER. .................................................................6
1. Información general para informes........................................................................... 6
2. Proyecto: Diseño Y Optimización De La Energía Producida Por El Parque Eólico”. ..6
3.Opciones de cálculo................................................................................................... 6
4.Sumario de la energía generada por el proyecto........................................................ 6
5. Tipos de aerogeneradores ......................................................................................... 6
6. Anemómetros............................................................................................................ 6
7. Ruido en viviendas ................................................................................................... 6
8. Tabla de aerogeneradores. ........................................................................................ 6
En el mundo, más de 2000 millones de seres humanos no tienen acceso al
servicio de electricidad. En el Perú, son aproximadamente 6,5 millones de
personas las que están esperando acceder a este servicio desde hace muchos
años. Si bien en los últimos tiempos se ha logrado extender la cobertura, según
datos del Ministerio de Energía y Minas del Perú (MEM), ésta sólo llega al 35%
en el área rural, lo que en buena medida revela la necesidad de una gran
inversión, 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.
Las opciones de generación de energía descentralizadas aún no son utilizadas
en forma significativa para atender esta demanda, a pesar de que en muchas
zonas existen abundantes recursos naturales (agua, sol, viento) de fácil
explotación y en condiciones económica, social y ambientalmente favorables.
Existen otras barreras como la falta de acceso a tecnologías confiables y de
bajo costo; la inexistente capacidad local para la evaluación, planificación,
diseño e implementación de sistemas de generación de este tipo; la poca
confianza en la sostenibilidad de los pequeños sistemas en zonas aisladas; así
como la falta de políticas y estrategias nacionales o regionales que no permiten
una adecuada promoción, implementación y manejo de sistemas energéticos
A todo esto se suma la escasa (y casi inexistente) oferta de servicios de
capacitación en energías renovables. Este panorama de falta de propuestas
para el desarrollo de capacidades es asumido por EL CEDECAP (Centro de
Demostración y Capacitación en Tecnologías Apropiadas). La Asociación
Catalana de Ingeniería Sin Fronteras y la Universidad Politécnica de Cataluña
(UPC) trabajan conjuntamente en la promoción de las energías renovables a
partir del desarrollo de capacidades en diferentes niveles y contextos sociales,
en lo que se ha denominado proyecto CEDECAP, que pretende posicionarse
en el campo del desarrollo de habilidades y destrezas a distintos niveles y en
diferentes contextos socioeconómicos, no solo en la región, sino también a
nivel nacional e internacional. Por tal motivo, ha organizado la realización de
programas de capacitación, talleres y seminarios que abarcan las materias de
energía, a cargo de profesionales de capacidad e idoneidad altamente
reconocida, funcionarios de primera línea relacionados con la temática que
El CEDECAP se ubica estratégicamente en el departamento de Cajamarca, en
un bello escenario andino al norte del Perú, a 6 Km. de la ciudad de Cajamarca
en el caserío denominado Llushcapampa, una zona en la que las carencias y
bajos niveles de electrificación expresan el deficiente acceso a servicios
Los objetivos de EL CEDECAP son los siguientes:
- Lograr un mayor desarrollo técnicas y de gestión en Latinoamérica, para
la electrificación rural con energías renovables.
- Ofrecer propuestas de formación continua y satisfacer de formación en
- Crear una red para el conocimiento e investigación en la zona andina
sobre energías renovables.
- Que las comunidades andinas y los técnicos y gestores energéticos
cuenten con un centro de referencia en la región.
- Aumentar la cobertura de redes y sistemas descentralizados de energía,
promoviendo las energías renovables.
- Promover investigación, transferencia, adopción y/o adecuación
tecnologías que fortalezcan la capacidad Fortalecer capacidades
técnicas regionales, nacionales e internacionales en el campo de la
ingeniería, diseño y aplicación de sistemas energéticos rurales.
- Contribuir al manejo sostenible de sistemas aislados de generación de
energía mediante la divulgación de métodos modernos y con
IMAGEN 1. FOTOS DE PERU.
Como ya se ha mencionado anteriormente EL CEDECAP ha impulsado el
programa Andino de electrificación rural y acceso a la energía. Gracias a este
programa se ha desarrollado una aeroturbina pequeña, orientada a satisfacer el
tipo de demandas antes mencionadas, en especial la demanda doméstica rural,
con el objetivo de poner la tecnología a disposición de los mercados pobres;
como una alternativa energética de bajo costo, alta confiabilidad y buen
rendimiento para las condiciones locales. Asimismo en base al éxito obtenido
con este primer modelo, se están desarrollando otros de mayor potencia.
IMAGEN 2. FOTOS AEROGENERADOR IT-PE-130.
Colaborando con este programa se ha llevado a cabo este proyecto, en el que
se va a conseguir la optimización de la energía producida por el parque eólico
que estará compuesto por dichas turbinas. Se realiza el estudio de este parque
eólico como sistema productor de energía eléctrica, consiguiendo el
aprovechamiento de la energía eólica de la zona, ahorrándose así otras fuentes
energéticas y permitiendo que dicha zona pueda cubrir pequeñas demandas de
energía, consiguiendo así, la mejora de los servicios básicos, tales como:
salud, educación, agua potable, comunicaciones; así como otras aplicaciones
en zonas alejadas donde no llegan las redes nacionales o regionales.
A continuación se va a realizar una pequeña descripción de los capítulos que
componen el proyecto en cuestión.
El capítulo 2 está dedicado a exponer los antecedentes de este proyecto,
dándole nombre al mismo y explicando la procedencia de los datos e
En el capítulo 3 se describe cada uno de los objetivos que se han de ir
cumpliendo en el desarrollo del proyecto.
En el capítulo 4 se va a incluir toda la normativa legal que sea aplicable a este
tipo de proyectos y se expondrán las leyes que regulan el desarrollo de
En el capítulo 5 se indicará la localización y emplazamiento del parque eólico
incluyendo las justificaciones necesarias.
El capítulo 6 hace referencia al recurso eólico de la zona en la que se ubicará
el parque eólico, definiéndose las características de la torre de medición y
exponiéndose los resultados extraídos de la misma.
El capítulo 7 estará compuesto por unos cálculos aproximados que reflejan la
energía proporcionada por el parque. Este estudio aproximado se realiza
partiendo de los datos de viento obtenidos por la torre de medición situada en
la zona de estudio y nos permite hacernos una idea de la energía que es capaz
de producir el parque.
El capítulo 8 describe el funcionamiento del programa WAsP y explica por qué
debemos utilizarlo. Además, se explica como se generan los archivos
topográfico y de recurso eólico de la zona.
El capítulo 9, explicará el funcionamiento del software WindFarmer utilizado
para llevar a cabo la optimización de energía. A continuación hace referencia a
los factores principales de la generación tales como el régimen de viento del
emplazamiento o las características de los mismos generadores.
En este capítulo, por último se procede a realizar la explotación eólica en la
zona de ubicación del proyecto mediante las máquinas seleccionadas en WAsP
y a la optimización con WindFarmer de la energía producida por el parque.
Por último, el apartado 10 será un capítulo de resumen y conclusiones, donde
veremos los aspectos más destacados de este documento.
Por último, 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.
También aparecen los informes obtenidos por el programa de optimización
WindFarmer en los que podemos comparar los rendimientos y energía
obtenidos por cada una de las máquinas.
A fin de concluir los estudios de Ingeniero Técnico Industrial esp. Eléctricidad
se procede al estudio y redacción del presente Proyecto Fin de Carrera:
OPTIMIZACIÓN DE LA ENERGÍA PRODUCIDA POR EL PARQUE EÓLICO
“ALUMBRE”. A petición de la Universidad Politécnica de Cataluña y en
colaboración con el Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos de la
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Cartagena.
En principio, se parte de unos datos de viento obtenidos durante 5 meses cada
10 minutos por una torre de medición situada en la zona a implantar el parque
eólico y, que nos servirán para realizar el estudio planteado en este proyecto, y
de unos datos topográficos de la zona de proyecto proporcionados por la
Por otro lado, se hace referencia a estudios de este tipo anteriores, como son
el Proyecto Fin de Carrera realizado por el alumno de Ingeniería Industrial,
Juan José Pina Martínez.
En este proyecto se aborda el diseño del parque eólico del Alumbre para lo que
se han utilizado 53 pequeñas máquinas con una potencia nominal cada una de
130 W con las que se pretende cubrir entre otras la demanda doméstica rural
de El Alumbre. Viven 31 familias, las viviendas están dispersas en el centro del
pueblo, hay sólo 5 viviendas familiares, la escuela, el puesto de salud, la iglesia
evangélica y el local comunal.
Nuestro objetivo será el de estudiar y optimizar la energía que es capaz de
producir el parque eólico. Para ello, primero se realizará un estudio aproximado
de la energía que se podría obtener del parque. Este estudio aproximado se
realiza partiendo de los datos de viento obtenidos por la torre de medición
situada en la zona de estudio y nos permite hacernos una idea de la energía
que es capaz de producir el parque.
Posteriormente, se realizará un estudio que nos proporcionará unos datos
reales de la energía producida por el parque. Utilizándose para ello el programa
informático WAsP, que nos permite estudiar el potencial eólico de la zona, y el
programa WindFarmer, con el que se conseguirá optimizar la energía
producida por el parque eólico.
4. NORMATIVALEGAL APLICABLE
En este apartado vamos, en primer lugar, a hacer una relación de la normativa
legal aplicable referente a la generación de energía eléctrica. Posteriormente
desarrollaremos aquellas leyes que regulan el desarrollo de electrificación rural.
No existe un “Marco legal” aplicable en proyectos de generación eléctrica con
energías renovables, sería de gran importancia contar con un “Marco Legal”
apropiado que favorezca e impulse la inversión de empresas nacionales y
extranjeras en proyectos de generación eléctrica con energías renovables, en
especial con la energía eólica.
Estas normas para las energías renovables no solo favorecerían la captación
de inversiones, sino que además permiten la creación de nuevas fuentes de
trabajo, desarrollo de actividades de investigación, transferencia de
tecnologías, desarrollo de las regiones y la incorporación de tecnologías
4.2.- Marco legal de la generación de energía eléctrica
Este marco normativo ha permitido llevar a cabo una reforma cuyo balance es,
sin duda, positivo para el país, a la vez que asegura una oferta eléctrica
confiable, el funcionamiento eficiente del Sistema y la aplicación de una tarifa
para los consumidores finales que considera el uso óptimo de los recursos
energéticos disponibles. La actual normativa del Sector Electricidad, ha
permitido al Perú ingresar al Siglo XXI con un Sistema Eléctrico Interconectado
Nacional y un mercado listo para pasar a la siguiente etapa de expansión,
uniéndose a los sistemas eléctricos de los países vecinos.
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- Decreto Ley 25844.- Ley de Concesiones Eléctricas (1992-11-19).
- D.S N° 29-94-EM. Reglamento de protección ambiental en las
actividades eléctricas. (94-06-08)
- D.S. Nº 27-95-ITINCI.- Establecen supuestos de infracción a la libre
competencia en las actividades de generación, transmisión y distribución
de energía eléctrica. (1995-10-19)
- D.S N° 31-95-EM. Alcances de las servidumbres de embalses de agua
para fines energéticos, industriales y mineros. (95-10-10)
- R.M N° 391-96-EM/SG. Exoneración del procedimiento de audiencias
públicas a los estudios de impacto ambiental requeridos para el
desarrollo de actividades de distribución eléctrica. (96-10-01)
- R.D N° 008-97-EM/DGAA. Niveles máximos permisibles para efluentes
líquidos producto de las actividades de generación, transmisión y
distribución de energía eléctrica. (97-03-17)
- D.S N° 056-97-PCM. Casos en que la aprobación de los estudios de
impacto ambiental y programas de adecuación de manejo ambiental
requerirán la opinión técnica del Instituto Nacional de Recursos
Naturales (INRENA).(97-11-19)
- Ley N° 26896. Ley que establece la obligación de presentar, entre otras,
un estudio de impacto ambiental en los casos de actividades de
generación termoeléctrica cuya potencia instalada supere los 10 MW.
(97-12-12)
- D.S N° 053-99-EM. Establece disposiciones destindas a uniformizar
procedimientos administrativas ante la Dirección General de Asuntos
Ambientales. (1999-09-28)
- Ley N° 27332.-Ley Marco de los organismos reguladores de la inversión
privada en los servicios públicos. (2000-07-29)
- Nota: El alcance de los artículos: 3°,5°,6°,7° y 8° de la presente Ley ha
sido precisado por el Decreto Supremo N° 032-2001-PCM, publicado el
2001-03-29.
- Ley N° 27345.- Ley de promoción del uso eficiente de la energía. (2000-
09-08)
- D.S. N° 017-2000-EM.- Aprueban Reglamento para la comercialización
de electricidad en un régimen de libertad de precios y modifican
Reglamento de la Ley de Concesiones Eléctricas. (2000-09-18)
- Ley N° 27435 : Ley de Promoción de Concesiones de Centrales
Hidroeléctricas. (2001-03-16)
- D.S. Nº 032-2001-PCM.- Precisa alcances de diversas disposiciones de
la Ley Nº 27332 :Ley Marco de los Organismos Reguladores de la
Inversión Privada en los Servicios Públicos. (2001-03-29)
- R.M. N° 143-2001-EM/VME.- Aprueban procedimientos N°s 01 al 19
para la optimización de la operación y la valorización de las
transferencias de energía del COES-SINAC. (2001-03-31)
- D.S. N° 025-2001-EM.- Establecen disposiciones para la aplicación del
procedimiento de transición a que se refiere la Ley N° 26980, mediante
la cual se modificaron diversos artículos de la Ley de Concesiones
Eléctricas (2001-05-30)
- Ley de Electrificación Rural y de Localidades Aisladas y de Frontera
- D.S. N° 041-2001-EM. Establecen disposiciones para la presentación del
Programa Especial de Manejo Ambiental - Pema, en actividades de
Minería, Hidrocarburos y Electricidad. (2001-07-21)
- D.S. N° 087-2002-EF.- Establecen disposiciones reglamentarias de la
Ley N° 26876, Ley Antimonopolio y Antioligopolio del Sector Eléctrico,
respecto a operaciones de concentración en el sector eléctrico (2002-06-
- 2002-09-25.- R.M. N° 441-2002-EM/DM.- Modifican el procedimiento N°
25 Indisponibilidades e las Unidades de Generación” y el procedimiento
N° 26 “Cálculo de la potencia firme” (2002-09-26)
- R.M N° 596-2002-EM/DM.- Aprueban el Reglamento de consulta y
participación ciudadana en el procedimiento de aprobación de los
estudios ambientales en el sector Energía y Minas. (2002-12-21)
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- D.S. N° 004-2003-EM.- Fijan el margen de reserva a que se refiere el
Reglamento y la Ley de Concesiones Eléctricas y modifican D.S. N° 004-
99-EM sobrefactores por incentivo al despacho y por incentivo a la
contratación. (2003-02-20)
- R.M. N° 191-2004-MEM/DM Fijan margen de reserva del Sistema
Eléctrico (2004-04-27)
- D.S. N° 064-2005-EM .- Reglamento de Cogeneración (2005-12-29).
Sustituido por el Decreto Supremo N° 037-2006-EM. Y Modificado por el
Decreto Supremo Nº 082-2007-EM .- Modifican el Reglamento de
Cogeneración (2007-11-24)
- D.S N° 049-2005-EM.- Reglamento de Importación y Exportación de
Electricidad. (2005-11-24)
- Ley N° 28832.- Ley para asegurar el desarrollo eficiente de la
generación eléctrica. (2006-23-07).Reglamentan la Duodécima
Disposición Complementaria Final mediante DECRETO SUPREMO Nº
001-2008-EM del 05 de enero del 2008
- D. S N° 037-2006-EM.- Aprueban sustitución del reglamento de
Cogeneración (2006-07-07).Modificado por el Decreto Supremo Nº 082-
2007-EM .- Modifican el Reglamento de Cogeneración (2007-11-24)
- D.S. N° 007-2006-EM.- Modificación del Reglamento de la Ley de
Concesiones Eléctricas sobre disposiciones para la implementación del
Sistema Prepago de Electricidad.
- R.M N° 552-2006-MEM/DM.- Aprobar el plan transitorio de transmisión
para el período 2007 - 2008 (2006/23/11) Incluyen proyectos en el Plan
Transitorio de Transmisión para el período 2007 - 2008 del 26 de agosto
- Decreto de Urgencia N° 035-2006.- Que resuleve contingencia en el
mercado eléctrico originada por la carencia de contratos de suministro
de electricidad entre generadores y distribuidores
- R.M. N° 617-2006-MEM/DM sobre “Carta de Intenciones entre el
Ministerio de Energía y Minas del Perú y el Ministerio de Obras Públicas,
Servicios y Vivienda de Bolivia para la Interconexión Eléctrica”
- Ley N° 28958.- Ley que sustituye el literal B) del párrafo 22.2 del artículo
22º de la Ley Nº 28832, Ley para asegurar el desarrollo eficiente de la
Generación Eléctrica (2007/01/20)
- Decreto Supremo N° 005-2007-EM.- Suspensión temporal de aplicación
dos artículos del Reglamento de la Ley de Concesiones Eléctricas.
- Resolución Ministerial Nº 108-2007-MEM/DM.- Determinación del monto
específico para el Mecanismo de Compensación para Sistemas
Aislados. (207/03/16)
- Decreto Supremo N° 018-2007-EM, sobre modificación del artículo 184°
del reglamento de la ley de concesiones eléctricas. (2007-03-24)
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- Decreto Supremo Nº 037-2007-EF, "Aprueban Reglamento de la Ley
que amplía los alcances del Régimen de Recuperación Anticipada del
Impuesto General a las Ventas a las Empresas de Generación
Hidroeléctrica (2007-03-29) Decreto Supremo N° 020-2007-EM.-
Reglamento del Consejo de Administración de Recursos para la
Capacitación en Electricidad (CARELEC) (2007-04-14)
- Decreto Supremo Nº 027-2007-EM.- Reglamento de Transmisión.(2007-
05-17)
- Decreto de Urgencia Nº 007-2006.- Decreto de urgencia que resuelve
contingencia en el mercado eléctrico originada por la existencia de
empresas concesionarias de distribución sin contratos de suministro de
electricidad del (2007-05-10)
- Decreto Supremo N° 052-2007-EM .- Que aprueba el Reglamento de
Licitaciones de Suministro de Electricidad. (2007-10-14)
- Decreto Supremo N° 053-2007-EM.- Que aprueba el Reglamento de la
Ley de Promoción del Uso Eficiente de la Energía.(2007-10-23)
- Ley N° 29128.- Ley que establece la facturación y forma de pago de
servicios de energía y saneamiento para inmuebles de uso común
- Decreto Supremo Nº 082-2007-EM .- Modifican el Reglamento de
- D.S Nº 001-2008-EM.- Reglamentan la Duodécima Disposición
Complementaria Final de la Ley N° 28832 (Ley para asegurar el
desarrollo eficiente de la generación eléctrica), (2008-01-05)
- D.L Nº 29178.- Ley que modifica diversos artículos del Decreto Ley Nº
25844, Ley de Concesiones Eléctricas, (2008-01-03)
- Ley Nº 29179.- Ley que establece mecanismo para asegurar el
suministro de electricidad para el mercado regulado, (2008-01-03)
- R.M Nº 400-2007-MEM/DM sobre: "Incluyen proyectos en el Plan
Transitorio de Transmisión para el período 2007 - 2008 aprobado por
R.M. Nº 552-2006-MEM/DM", (del 26 de agosto del 2007 )
4.3.- Leyes que regulan el desarrollo de electrificación rural
La electrificación rural en el Perú se rige por su actual norma, Ley N° 28749,
Ley General de Electrificación Rural promulgada el 30.05.06, y su Reglamento
a ser promulgada. Dicha ley tiene como objetivo establecer el marco normativo
para la promoción y el desarrollo eficiente y sostenible de la electrificación de
zonas rurales, localidades aisladas y de frontera. Ello implica la transferencia
de las obras a las empresas concesionarias de distribución, para su operación
y mantenimiento, por ser empresas especializadas en la administración de
sistemas eléctricos rurales.
En la citada norma se prevén los recursos necesarios para la operación y
mantenimiento, así como un fondo de reposición de los sistemas eléctricos
rurales al final de su vida útil, no afectando la rentabilidad de las empresas
Asimismo, esta ley confiere a la DEP/MEM la calidad de organismo nacional
competente en materia de electrificación rural, para lo cual debe coordinar con
los gobiernos regionales y locales, empresas concesionarias de distribución y
otras entidades que se relacionen con la ejecución de obras de electrificación
4.3.1.-Ley N° 25844: Ley de concesiones eléctricas.
- Establece el marco normativo de las actividades relacionadas con la
generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica.
- Su aplicación se circunscribe al ámbito de las áreas de concesión de las
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- Establece la metodología para la determinación de tasas, la adjudicación
de concesiones, las directrices de atención al cliente y la rendición de
cuentas de los operadores, cambiando además el papel del Estado de
propietario y operador a encargado de la formulación de políticas y la
elaboración de normas y regulador.
- Presenta un vacío legal al no regular el desarrollo de la electrificación
rural en zonas ubicadas fuera del ámbito de las empresas
4.3.2.-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.
- Declara la electrificación rural como necesidad y utilidad pública.
- Define el rol subsidiario del Estado en la ejecución de Sistemas
Eléctricos Rurales (SER) y en la promoción de la participación del sector
- Define la descentralización en la ejecución de los SER, participando el
GN, GR, GL, concesionarias de distribución e inversionistas privados.
- Asigna el 1% de los recursos para electrificación rural para usos
productivos (educación y capacitación de los consumidores).
- Elaboración del PNER, consolidando los planes de desarrollo regional,
local, iniciativas de las distribuidoras y programas del Gobierno Nacional.
- Establece de carácter inembargable los recursos para electrificación
rural. Las fuentes son:
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 Transferencias del Tesoro Público.
 Financiamiento externo.
 100% de las sanciones impuestas por OSINERG a las empresas
con concesión o autorización para realizar actividades
 25% de los recursos de privatización de empresas eléctricas.
 4% de las utilidades de las empresas de G, T y D, con cargo al
 Aportes, asignaciones, donaciones, legados o transferencias.
 Recursos a través de convenios con GR´s/GL´s.
 Aporte de usuarios del SEIN de 2/1000 de 1 UIT por MWh.
 Excedentes de la DGE.
- Prevé el desarrollo de normas específicas de diseño y construcción para
los SER y la aplicación de normas técnicas de calidad adecuadas a las
- Prevé el uso de medidores prepago.
- Determinación de tarifas rurales adecuadas para la sostenibilidad de las
- El MEM transferirá a título gratuito los SER que haya ejecutado a las
EEDD/ADINELSA.
- En la política de promoción de la inversión privada, el Estado otorgará
subsidios a la inversión necesarios para la operación económica de los
SER (no afectos al IR y al ITAN).
- Prevé el establecimiento de un régimen especial de concesiones rurales
y prioriza el empleo de recursos de origen renovable.
4.3.3.-Ley N° 28546: Ley de promoción y utilización de recursos
energéticos renovables no convencionales en zonas rurales,
aisladas y de frontera del país
- Busca promover el uso de las energías renovables no convencionales
para fines de electrificación en aquellos proyectos que se desarrollen en
zonas rurales, aisladas y de frontera.
- Prevé el desarrollo de proyectos de investigación con fuentes de energía
renovable, destinados a electrificación rural, con la participación de
universidades e instituciones técnicas especializadas.
- Prevé la elaboración de un Plan de Energías Renovables No
los SER basados en energías renovables, así como un régimen tarifario
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4.3.4.-D.S N° 025-2007-EM: Reglamento de la Ley general de
- Reglamenta la Ley 28749, proporciona los alcances en:
a) recursos económicos para electrificación rural y capacitación en
uso productivo y energía renovable.
b) la formulación y articulación del PNER con iniciativas de
GR's/GL's y de otros programas e instituciones.
c) normas técnicas.
d) tarifas rurales.
e) concesiones.
f) transferencia de las obras y materiales.
- Define un Comité de Coordinación de electrificación rural.
- Precisa los alcances de la promoción de la inversión privada en
- Con respecto al Proyecto FONER, establece que mientras éste se
encuentre en ejecución, los proyectos solicitados por las empresas de
distribución de propiedad estatal que superen las 1000 conexiones
domiciliarias y tengan un consumo superior a los 22 kWh mensual serán
realizados por esta Unidad Ejecutora.
5. SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO
La situación y emplazamiento del parque eólico del presente proyecto se
tratarán en los siguientes apartados, incluyendo las justificaciones necesarias
5.2.-Criterios y justificación de la situación del parque
La zona seleccionada para la instalación del parque eólico corresponde a
Localidad del Alumbre, distrito de Bambamarca, Provincia Hualgayoc, Región
Cajamarca, país Perú.
El acceso al Alumbre desde la cuidad de Cajamarca, es: Cajamarca – Chanta –
vía terrestre, tres horas de viaje. Existe una carretera en buen estado. De
Chanta al Alumbre no hay acceso por carretera.
Observando el mapa indicado podemos ver que El Alumbre, población en la
que vamos a implantar el parque eólico, se encuentra en una zona en la que el
clima es frío durante todo el año: temperatura promedio durante todo el día es
de 8 ºC. Hay fuertes vientos durante los meses de julio, agosto y setiembre.
Se ubica por encima de los 3700 m.s.n.m, con escasa cobertura vegetal.
La selección de la localización del parque se realiza de acuerdo a las
características eólicas de la zona. El lugar donde vamos a implantar el parque
eólico se encuentra en una zona cuya velocidad media del viento es de 5 m/s,
por lo que es un emplazamiento adecuado para la producción de energía
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IMAGEN 3. FOTO SATÉLITE DEL ALUMBRE.
IMAGEN 4. FOTOS DEL ALUMBRE.
5.3.-Criterios para la elección del emplazamiento
En la elección de los terrenos donde se situarán las instalaciones se han
realizado teniendo en cuenta las condiciones del terreno, el recurso eólico y el
Por otro lado es aconsejable la realización del parque en dicha zona debido a
los bajos niveles de electrificación y el deficiente acceso a los servicios básicos
que presenta. Su desarrollo permitirá la mejora de dichos servicios básicos,
tales como: salud, educación, agua potable, comunicaciones; así como otras
aplicaciones en zonas alejadas donde no llegan las redes nacionales o
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6. DESCRIPCIÓN DE LOS RECURSOS EÓLICOS
En este capítulo se hace referencia al recurso eólico de la zona en la que se
ubicará el parque eólico. En primer lugar, se definen las características de la
torre de medición (apartado 7.2). En segundo lugar, se exponen los resultados
extraídos de la misma (apartados 7.3 y 7.4).
6.2.-Torres de medición
La descripción de los recursos eólicos de la zona está fundamentada en los
datos aportados por las torres de medición y el correspondiente análisis de
estos datos. El periodo de tiempo necesario para esta descripción es de un
mínimo de doce meses. En cambio se dispone de datos de 5 meses que en
realidad no son suficientes para llevar a cabo el estudio pero ha sido la única
opción existente.
Las torres de medición deben cumplir las recomendaciones para la
monitorización de viento proporcionadas por la norma IEA 1999 y las
recomendaciones del IEC para prevenir efectos adversos de la estructura del
mástil que afecten a la precisión de las mediciones. Esto se consigue con una
distancia adecuada entre los sensores y los mástiles donde están apoyados y
las estructuras de los brazos y que haya una orientación correcta de los brazos
en relación con la dirección de viento predominante.
Con la torre instalada se ha procedido a la toma de datos, que incluye valores
relativos a la dirección e intensidad del viento de la zona estudiada.
La torre de medición se encuentra situada en la zona estudiada, por lo que
podemos considerar que los datos recogidos son válidos para nuestro estudio.
Dicha torre tiene una altura de 10 metros, se encuentra situada a una altitud
sobre el nivel del mar de 3843 metros y sus coordenadas UTM son las
Coordenadas(m)
X:783206
Y:9237830
A partir de los datos medidos, podemos decir que la velocidad media del viento
en la zona estudiada a la altura del anemómetro (10 metros) es de 5,17 m/s.
Además, la dirección predominante del viento es N-NNE, como podremos
comprobar en el siguiente apartado observando la rosa de vientos obtenida.
Otro de los resultados obtenidos es la curva de distribución de probabilidad de
las velocidades medias del viento o ley de distribución de Weibull,
caracterizada por los parámetros de Weibull (factor de escala c=5,8 m/s y el
factor de forma k = 1,65).
En el Anejo A podemos ver la Tabla 1 donde aparecen todos los valores de
velocidad y dirección de viento extraídos de la torre de medición definida en el
6.3.-Análisis de los datos de viento
Como se indica en al apartado anterior, podemos ver los datos medidos de
velocidad de viento y dirección en la Tabla 1 incluida en el Anejo A. Los
apartados incluidos en este capítulo están referidos a esta tabla de datos.
6.3.1. Rosa de vientos
La rosa de las frecuencias normalizada o rosa de vientos, se obtiene a partir de
las frecuencias de ocurrencia observadas en intervalos de dirección y velocidad
dados. En nuestro caso, la rosa de vientos obtenida para los datos medidos es:
Fig. 1. Rosa de los vientos de los datos de viento de la zona
Como se puede observar en la fig. 1, la dirección predominante del viento en la
zona es N-NNE, donde la frecuencia de los vientos es del 37,9%. Esto supone
que los aerogeneradores que componen nuestro parque eólico deben tener
una orientación opuesta a la dirección predominante del viento, es decir, los
aerogeneradores estarán orientados en dirección S-SSO para reducir así los
efectos de la estela. Además, el parque estará formado, idealmente, por filas
de aerogeneradores con dirección perpendicular a la predominante del viento,
es decir, en dirección E-ESE.
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6.3.2 Distribución de probabilidad de las velocidades medias del
El conocimiento de la ley de distribución de la velocidad del viento es
importante para conocer la energía media disponible, la potencia recuperable,
el factor de irregularidad, o para estimar la probabilidad de que la velocidad
esté comprendida dentro de un intervalo de velocidades dado (por ejemplo, por
debajo del umbral de arranque de un aerogenerador, por debajo de la
velocidad nominal, por encima de la de frenado, etc). Por tanto, para las
medidas realizadas con nuestro anemómetro, la gráfica de distribución de
probabilidad de las velocidades medias del viento es la siguiente:
Fig. 2. Distribución de Weibull de los datos de viento
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6.4.-Atlas de viento
Haciendo uso del programa informático WASP descrito en el capítulo 8,
podemos calcular el atlas de viento de la zona. De esta manera, obtenemos las
velocidades medias y los parámetros de Weibull a distintas alturas y para
distintas rugosidades del terreno, es decir, obtenemos los perfiles verticales de
velocidades de viento para cada rugosidad.
La siguiente tabla nos indica los valores de velocidad media y de densidad de
potencia para las alturas normalizadas y para distintos valores de rugosidad.
Clase-R 0
(0,00 m)
Clase-R 1
(0,03 m)
Clase-R 2
(0,10 m)
Clase-R 3
(0,40 m)
Altura 1 Velocidad (m/s) 10,56 7,52 6,48 5,04
(z = 10 m)
Densidad Potencia
2771 1050 669 311
Altura 2 Velocidad (m/s) 11,48 8,78 7,83 6,51
(z = 25 m)
3516 1630 1151 658
Altura 3 Velocidad (m/s) 12,2 9,81 8,92 7,67
(z = 50 m)
4192 2190 1647 1046
Altura 4 Velocidad (m/s) 12,96 10,98 10,12 8,88
(z = 100
4937 2863 2254 1552
Altura 5 Velocidad (m/s) 13,81 12,42 11,53 10,21
(z = 200
5899 3828 3115 2243
Tabla. 1. 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. En nuestro caso, vamos a tener un terreno de
rugosidad 0,03, 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.
Podemos ver la rosa de vientos obtenida para cada rugosidad y los parámetros
de Weibull, velocidad y energía para cada altura, rugosidad y sector
refiriéndonos al Anexo B.
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7. CÁLCULO APROXIMADO DE LA ENERGÍA
En este capítulo se hace un cálculo aproximado de la energía producida por el
parque eólico partiendo de los datos obtenidos durante 5 meses tomados cada
10 minutos por la torre de medición situada en el Alumbre a una altitud de 3843
m sobre el nivel del mar.
En el apartado 7.2 se deben calcular los parámetros de Weibull a la altura del
anemómetro, que en nuestro caso resulta a 10m. Para ello debo crear una
tabla que refleje las velocidades de viento, la probabilidad de tener un dato de
viento entre dichas velocidades, la velocidad media para cada una de las
probabilidades, todo ello con el fin de obtener las variables antes descritas x
Con estos valores en ambos ejes se realiza una gráfica a la que se le ajusta
una recta de regresión a partir de la que obtendremos los parámetros
anteriormente indicados c y k. Una vez que se dispone de la ley de distribución
de la velocidad del viento obtenida a partir de las observaciones de viento a la
altura del anemómetro, el método empírico desarrollado por Justus y Mikhail
permite determinar esta ley de distribución a la altura del buje
Finalmente en el apartado 7.3 se obtiene la energía anual suministrada por el
parque en un año, para ello se calcula la energía suministrada por un
aerogenerador mediante la tabla de potencia del mismo por el método
aproximado de integración de Riemann. Una vez obtenida ésta podemos
obtener la energía que produce un aerogenerador en un año, así como, la que
es capaz de producir el parque.
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7.2.-Tratamiento de los datos de viento
7.2.1-Clasificación de velocidades de viento
Las mediciones de viento tomadas cada 10 minutos durante los meses de
mayo, junio, julio, agosto y septiembre del año 2007, con altura del buje de 10
m, dan lugar a la siguiente clasificación de velocidades:
Tabla 2. Clasificación de velocidades y sus frecuencias
Se han realizado en total 11783 observaciones.
Velocidad Registros Frecuencias(%)
Calmas 187 1,587032165
0<v<1 403 3,420181618
1≤v<2 750 6,365102266
2≤v<3 1530 12,98480862
3≤v<4 2005 17,01604006
4≤v<5 1570 13,32428074
5≤v<6 1126 9,556140202
6≤v<7 1010 8,571671052
7≤v<8 808 6,857336841
8≤v<9 664 5,635237206
9≤v<10 575 4,879911737
10≤v<11 433 3,674785708
11≤v<12 339 2,877026224
12≤v<13 187 1,587032165
13≤v<14 109 0,925061529
14≤v<15 57 0,483747772
15≤v<16 16 0,135788848
16≤V<17 9 0,076381227
17≤V<18 3 0,025460409
V≥18 2 0,016973606
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La nueva clasificación de las velocidades de viento sin tomar las calmas es:
Velocidad(m/s) Registros Frecuencias(%)
0<v<1 403 3,475336323
1≤v<2 750 6,467747499
2≤v<3 1530 13,1942049
3≤v<4 2005 17,29044498
4≤v<5 1570 13,53915143
5≤v<6 1126 9,710244912
6≤v<7 1010 8,709899966
7≤v<8 808 6,967919972
8≤v<9 664 5,726112453
9≤v<10 575 4,958606416
10≤v<11 433 3,734046223
11≤v<12 339 2,92342187
12≤v<13 187 1,612625043
13≤v<14 109 0,939979303
14≤v<15 57 0,49154881
15≤v<16 16 0,137978613
16≤V<17 9 0,07761297
17≤V<18 3 0,02587099
V≥18 2 0,017247327
Tabla 3. Clasificación de velocidades y sus frecuencias sin calmas
Obviando las velocidades nulas de viento, obtenemos 11596 observaciones de
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7.2.2-Ley de Weibull a la altura del anemómetro
La distribución de la velocidad del viento que vamos a usar es la denominada
ley de Weibull, que es una función de densidad de probabilidad que nos
permite conocer la energía media disponible, así como otros factores tales
como la potencia recuperable, el factor de irregularidad, o para estimar la
probabilidad de que la velocidad esté comprendida dentro de un intervalo de
velocidades dado.
A partir de la distribución de weibull también podemos deducir de las
mediciones de una zona los valores relativos a otra distinta o una altura
La ley de distribución (densidad de probabilidad) de Weibull se expresa por
medio de la siguiente expresión.
c: factor de escala en m/s
k: factor de forma(adimensional)
Para hallar los valores de c y k no tomaremos en cuenta las calmas.
A continuación, se ordenarán los intervalos de velocidad (V
) conocidas las
frecuencias acumuladas (p
) para cada intervalo, con el fin d hallar los
parámetros c y k por el método de ajustes mínimos cuadrados a partir de la
÷ = s =
e V V p p 1 (
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÷ = ÷ 1 ln
V k c k p ln ln ) 1 ln( ln + ÷ = ÷ ÷
Esta última ecuación representa una recta de la forma:
bx a i
÷ ÷ = 1 ln ln
c k a ln ÷ =
Así se obtienen las tablas 4, 5, 6, 7 y 8, donde se recoge la frecuencia de las
velocidades de viento, la frecuencia acumulada y los pares de puntos (x
para cada intervalo de velocidades.
(m/s) 0<v<1 0<v<2 0<v<3 3≤v<4
3,475336323 6,467747499 13,1942049 17,29044498
Frecuencia(en tanto por uno)
0,034753363 0,064677475 0,131942049 0,17290445
0,034763363 0,099440838 0,231382887 0,404287337
= ln V
0,693147181 1,098612289 1,386294361
= ln{ -ln(1 – p
-3,341552401 -2,256279752 -1,33498419 -0,657786143
Tabla 4. Frecuencia, frecuencia acumulada, (xi, yi)
(m/s) 4≤v<5 5≤v<6 6≤v<7 7≤v<8
13,53915143 9,710244912 8,709899966 6,967919972
0,135391514 0,097102449 0,087099 0,0696792
0,539678851 0,6367813 0,7238803 0,7935595
1,609437912 1,791759469 1,945910149 2,079441542
= ln{ -ln(1 - p
-0,253820716 0,012669549 0,252252397 0,455995371
Tabla 5. Frecuencia, frecuencia acumulada, (xi, yi)
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(m/s) 8≤v<9 9≤v<10 10≤v<11 11≤v<12
5,726112453 4,958606416 3,734046223 2,92342187
0,057261125 0,049586064 0,037340462 0,029234219
0,850820624 0,900406688 0,937747151 0,966981369
2,197224577 2,302585093 2,397895273 2,48490665
0,643224437 0,835800707 1,021209499 1,226912655
Tabla 6. Frecuencia, frecuencia acumulada, (xi, yi)
Vi (m/s) 12≤v<13 13≤v<14 14≤v<15 15≤v<16
1,612625043 0,939979303 0,49154881 0,137978613
0,01612625 0,009399793 0,004915488 0,001379786
0,98310762 0,992507413 0,997422901 0,998802687
xi = ln Vi
2,564949357 2,63905733 2,708050201 2,772588722
yi= ln{ -ln(1 - pi) }
1,406315745 1,587977497 1,785253492 1,906229663
Tabla 7. Frecuencia, frecuencia acumulada, (xi, yi)
(m/s) 16≤V<17 17≤V<18 V≥18
0,07761297 0,02587099 0,017247327
0,00077613 0,00025871 0,000172473
0,999578817 0,999837527 1
2,833213344 2,890371758
2,050584427 2,166191972
Tabla 8. Frecuencia, frecuencia acumulada, (xi, yi)
A partir de la anterior tabla, tomando los valores de
y , hacemos la gráfica
para obtener la recta de regresión que se ajusta a la misma.
x=lnVx
Fig. 3 Recta de regresión para el cálculo de c y k.
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A continuación se determina la recta de regresión a partir de la ecuación:
bx a y + =
991 , 1
· ÷ ¿
6363 , 3 ÷ = · ÷ = x b y a
Obteniendo finalmente:
6363 , 3 991 , 1 ÷ · = x y
Una vez ajustada la recta de regresión a la nube de observaciones es
importante disponer de una medida que mida la bondad del ajuste realizado y
que permita decidir si el ajuste lineal es suficiente o deben buscar modelos
alternativos. Como medida de bondad del ajuste se utiliza el coeficiente de
determinación (R
),que nos indica el grado de dependencia entre las variables
X e Y, y se define como:
En nuestro caso nos sale un coeficiente de determinación del 92,88%, lo que
implica que la distribución de Weibull se ajusta muy bien a los datos obtenidos.
Ahora si estamos en disposición de calcular los valores de c y k:
x y · + ÷ = 991 , 1 6363 , 3
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991 , 1 =
6363 , 3
= = ÷ = e e c c k a
K = 1,991
C = 6,2113 m/s
Finalmente, la ley de distribución de Weibull a la altura del anemómetro vendrá
2113 , 6
991 , 0
2113 , 6 2113 , 6
32 , 0 ) (
7.2.3-Ley de Weibull a la altura del buje (10m)
Como disponemos de la ley de distribución de la velocidad del viento a la altura
del anemómetro, a partir del método empírico desarrollado por Justus y Mikhail
(A.S. Kaiser (2003), Energía Eólica) podremos determinar la ley de distribución
a la altura del buje.
Llamando c
a los factores de escala y de forma de la expresión de Weibull
obtenida a la altura del anemómetro, hallaremos estos valores a la altura del
buje por medio de las siguientes expresiones:
ln 088 , 0 1
ln 088 , 0 1 991 , 1
2113 , 6 ) (
20928 , 0
2113 , 6 ln 088 , 0 37 , 0
ln 088 , 0 37 , 0
No obstante, en nuestro caso no es necesario aplicar dicho método empírico ya
que la altura del anemómetro y del buje es la misma y por tanto los factores de
forma y de escala de la distribución de Weibull a ambas alturas son iguales y la
ley de distribución de Weibull a la altura del buje es igual a la ley de
distribución de Weibull a la altura del anemómetro.
Ley de distribución de Weibull a la altura del buje:
7.2.4-Curva de probabilidad acumulada de la velocidad a la
La distribución de Weibull también nos permite calcular la probabilidad de que
existan velocidades de viento superiores a una determinada velocidad,
utilizando la siguiente ecuación:
÷ = = s
e dV V p V V p
= s ÷ = >
e V V p V V p ) ( 1 ) (
Al aplicar esta ecuación a todos los intervalos de velocidad obtenemos la
P(V≥Vi)
1 0,97394763
2 0,90055607
3 0,79071873
4 0,65943898
5 0,52242891
6 0,39321032
7 0,28119292
8 0,19107181
9 0,12337533
0,07570473
11 0,04414705
12 0,02446715
0,01288801
14 0,00645243
15 0,00370529
0,00138888
17 0,00059717
18 0,00024407
Tabla 9. Probabilidad de que la velocidad del viento sea superior a una establecida
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Si representamos los valores de la tabla 9 en una gráfica obtenemos la curva de
probabilidad acumulada de la velocidad a la altura del buje:
P=(V>Vx)
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7.2.5-Curva de velocidad-tiempo
La probabilidad de que la velocidad sea superior o igual a 0 m/s es del 100%, o
dicho de otra manera, de las 24 horas que tiene un día se garantiza una
velocidad del viento no nula.
Así que podemos establecer una relación directa entre la probabilidad y el tiempo
de que la velocidad del viento sea superior a una establecida.
Vi P(V≥Vi) T(h)
1 0,97394763 23,37474312
2 0,90055607 21,61334568
3 0,79071873 18,97724952
4 0,65943898 15,82653552
5 0,52242891 12,53829384
6 0,39321032 9,43704768
7 0,28119292 6,74863008
8 0,19107181 4,58572344
9 0,12337533 2,96100792
10 0,07570473 1,81691352
11 0,04414705 1,0595292
12 0,02446715 0,5872116
13 0,01288801 0,30931224
14 0,00645243 0,15485832
15 0,00370529 0,08892696
16 0,00138888 0,03333312
17 0,00059717 0,01433208
18 0,00024407 0,00585768
Tabla 10. Probabilidad y tiempo de que la velocidad del viento sea superior a una establecida.
Al representar en la gráfica los valores de velocidad-tiempo de la tabla 10 se
obtiene la curva de velocidades de viento clasificadas.
Fig. 4. Curva de velocidades de viento clasificadas
7.2.6-Valor medio de la densidad.
Para calcular la densidad de potencia, antes debemos calcular la densidad
media del aire.
Es importante notar que la densidad de potencia eólica es directamente
proporcional a la densidad del aire, la cual para un sitio dado, es inversamente
proporcional a la temperatura ambiente y directamente proporcional a la
presión atmosférica (por lo tanto disminuye con la altura sobre el nivel del mar).
En las mediciones se ha tomado como densidad relativa del aire la estándar a
nivel del mar de 1,225 Kg. /m3 (15ºC, aire seco, 1013,3 mbar). Para el cálculo
3 , 1013
15 , 288
Curva de velocidades de
viento clasificadas
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Donde T es la temperatura ambiente promedio en el lugar, en Kelvin, durante
un cierto periodo y p es la presión atmosférica promedio en el lugar, en
milibares, durante el mismo periodo.
Si aplicamos dicha expresión a los datos del emplazamiento anteriormente
especificamos obtendremos:
8264 , 0
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7.3.Cálculo aproximado de la energía proporcionada por el
aerogenerador de 130 w.
7.3.1-Curva de potencia del aerogenerador de 130 w
La curva de potencia relaciona la potencia eléctrica que entrega el sistema con
la velocidad del viento a la altura del centro de su rotor. La fig. 5 muestra la
curva correspondiente a un aerogenerador IT-PE-130, de 130 W de potencia
nominal. Este tipo de curvas se utilizan como un dato de entrada para estimar
la energía eléctrica que un aerogenerador especifico produciría al operar bajo
un régimen de viento dado.
Tabla 11. Potencia disponible en el aerogenerador a diferentes velocidades
Velocidad(m/s) Potencia(W)
4 17,47
5 35,82
6 60,33
7 91,01
Página 48 de 127
Fig. 5. Curva de potencia
7.3.2-Energía producida por el aerogenerador de 130 W
Puntos Potencia(W) T(h)
2 0 23,37474312
3 0,65 21,61334568
4 5,28 18,97724952
5 17,47 15,82653552
6 35,82 12,53829384
7 60,33 9,43704768
8 91,01 6,74863008
9 130 4,58572344
10 130 2,96100792
11 130 1,81691352
12 130 1,0595292
13 130 0,5872116
14 130 0,30931224
15 130 0,15485832
16 130 0,08892696
17 130 0,03333312
18 130 0,01433208
19 130 0,00585768
Tabla 12. Tiempo en el que la velocidad y la potencia disponible son superiores una establecida
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Curva P-t
Fig. 6. Curva de potencia-tiempo
El área que queda encerrada bajo la curva P-t de la fig. 6 es la energía
suministrada por la turbina, que ahora pasamos a detallar.
Para hallarla vamos a usar el método aproximado por integración de Riemann,
que es una operación sobre una función continua y limitada en un intervalo
(a;b), donde a y b son los extremos de integración.
Lo que haremos será calcular el área de porción de plano limitada por la
función, el eje X y las rectas paralelas (x=a) y (x=b)
Para cada par de puntos (x
), calcularemos la recta que determinan al unirlos
a partir de la ecuación punto-pendiente:
Siendo m la pendiente:
Página 50 de 127
59 , 4
44 , 9
54 , 12
83 , 15
98 , 18
61 , 21
03 , 589
47 , 237 ) 85 , 212 05 , 18 (
545 , 203 ) 95 , 167 4 , 11 (
045 , 149 ) 01 , 135 91 , 7 (
242 , 78 ) 8 , 105 58 , 5 (
824 , 35 ) 73 , 78 87 , 3 (
79 , 7 ) 68 , 38 76 , 1 (
579 , 0 ) 647 , 8 37 , 0 (
u dx x A
u dx A
Una vez obtenidas las áreas encerradas por cada recta, hallaremos la suma de
las áreas que quedan por debajo de todas ellas, obteniendo así la energía
diaria suministrada por el aerogenerador:
La energía producida por un aerogenerador en un día es de:
h W ·
525 , 1301
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7.3.3-Energía anual suministrada por un aerogenerador de 130 W.
Teniendo en cuenta que el promedio de energía generada cada día es
1,301525 kW/h, la energía suministrada por un aerogenerador en un año es:
h kw ·
056625 , 475 365 301525 , 1
7.3.4-Energía anual suministrada por el parque eólico
El parque va a contar de 53 aerogeneradores de 130 W cada uno, siendo la
potencia nominal instalada del parque de:
kw ores aerogenrad
dor aerogenera
89 , 6 53 130 = ·
Al constar el parque de 53 aerogeneradores, conociendo la energía anual
suministrada por un aerogenerador, la energía anual suministrada por el
parque será de:
2 , 2 578 , 25 53 056625 , 475 = · = ·
7.3.5-Horas equivalentes del aerogenerador de 130 W.
La hora equivalente es el parámetro usado en la caracterización del
aprovechamiento de la energía eólica. Este dato nos proporciona las horas al
año que el parque está produciendo energía a la potencia nominal, por lo que
se define como la relación entre el tiempo de funcionamiento de la máquina y
su potencia nominal.
Página 52 de 127
28 , 3654
365 525 , 1301 = · ·
A partir de 1900 horas se considera rentable el parque. Se puede apreciar que
el número de horas equivalentes muy elevado por tanto existe un potencial
eólico grande aprovechable con estos aerogeneradores.
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8. TRATAMIENTO DE DATOS DE VIENTO CON
8.1.-Introducción
Para poder determinar el potencial eólico en una zona amplia, a partir de los
datos de viento obtenidos mediante nuestra torre de medida y teniendo en
cuenta la topografía del terreno, se hace necesario el uso de un software
adecuado. En caso contrario, deberíamos montar muchas torres de medición a
diferentes alturas, cosa que resultaría excesivamente caro. Por tanto, en este
apartado vamos a explicar el funcionamiento del WAsP, software empleado
para la obtención del recurso eólico de la zona objeto de estudio.
El laboratorio Risø, en Dinamarca, desarrolló el WAsP hace 15 años y se utiliza
ampliamente de forma comercial. Es una herramienta de estimación del
régimen eólico especializado en las aplicaciones de energía eólica, que utiliza
la extrapolación horizontal y vertical de las estadísticas del régimen eólico.
Puede utilizarse para hacer una modelización detallada del flujo de viento en un
emplazamiento determinado de un parque, así como generar atlas eólicos.
WAsP es un tipo de modelo de flujo de viento, utilizado actualmente para
representar el flujo de viento sobre terrenos. La Mecánica de Fluidos
Computacional ha evolucionado desde una curiosidad matemática, hasta llegar
a ser una herramienta esencial en casi todas las ramas de la mecánica de
fluidos. La Mecánica de Fluidos Computacional se acepta comúnmente para la
solución numérica de las ecuaciones que describen el flujo de fluidos: el
conjunto de ecuaciones de Navier-Stokes, la continuidad y cualquier ecuación
adicional de conservación. Este modelo de flujo de fluidos se basa en diversas
ecuaciones de continuidad de la cantidad de movimiento y de la masa.
El flujo de viento en la capa límite de la Tierra es más difícil de modelizar que el
aire libre en la atmósfera debido a las contribuciones de los efectos viscosos
del aire y la mayor turbulencia y a las posibilidades de separación del flujo
cerca del suelo. El suelo es una de las condiciones de contorno de cualquier
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modelo, el flujo de aire geostrófico es la otra. Hay otras especificaciones para
un modelo, como las condiciones iniciales, las cuales podrían ser una
distribución de la frecuencia medida en un mástil. La resolución espacial del
modelo, o su precisión, es determinante para conocer el tiempo que se emplea
8.2.-Descripción de WAsP
Para poder trabajar con WAsP, se necesita una serie de entradas que
representen las condiciones de contorno y las iniciales del modelo. Estas
entradas son los datos de viento en un punto de iniciación, la topografía y la
rugosidad de superficie. WAsP utiliza la aproximación matemática de Weibull
para simplificar la información que nos proporcionan los datos de viento
obtenidos con la torre de medición. Para ello utiliza los parámetros c, k y P para
cada uno de los 16 sectores de dirección, donde c es el parámetro de escala
con respecto a la velocidad media de viento, k es el factor de forma de la
distribución de frecuencia, y P es la densidad de potencia.
Las entradas de WAsP necesarias para calcular una malla de recurso eólico en
un emplazamiento, que es lo que finalmente buscamos con el empleo de este
software, son:
 Datos topográficos, que necesitan estar en un formato de archivo .MAP.
Esta es un representación del terreno con curvas de nivel que puede
calcularse a partir de un archivo .DXF (formato AutoCad) utilizando una
de las aplicaciones del WAsP, el Editor de Mapas del WAsP. Los datos
de rugosidad de superficie también se incluyen en el archivo .MAP. La
rugosidad de superficie es una escala de longitud que ofrece una
descripción cuantitativa de la altura de los elementos en un área.
 Datos de viento, que se incluyen en un archivo .TAB. Este es un archivo
de la distribución de frecuencias de dirección y velocidad de viento a
largo plazo para una posición y altura específicas, normalmente en el
mástil de medición. Se puede calcular a partir de series temporales en
bruto utilizando una de las herramientas de WAsP (OWC Wizard).
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8.3.-Generación de archivos de situación
Una vez seleccionados los terrenos en los que se localizará el parque eólico,
como hemos visto en el punto 5 de esta memoria, debemos realizar un plano
topográfico de la zona. Para ello hemos utilizado el programa AutoCad 2008.
Una vez digitalizado el plano en formato .DWG, obtenemos el plano de la zona
en formato .DXF, el cual se utilizará para generar el fichero .MAP de topografía
y rugosidad mediante el WAsP Map Editor, aplicación del programa WAsP. En
este caso, sólo se ha tenido en cuenta la topografía, mientras que la rugosidad
se ha considerado uniforme e igual a 0,03 m, al ser un área abierta sin
cercados ni setos y con edificios muy dispersos.
Este fichero .MAP será una de las entradas al programa WAsP, a partir del
cual, y junto con un fichero .TAB de distribución de frecuencias de viento, se
generará un fichero .WRG de la malla del recurso eólico de la zona
seleccionada para la situación del parque.
8.4.-Generación de la malla de recurso eólico
Para generar la malla de recurso eólico a la altura del buje (10 m), necesitamos
los archivos creados anteriormente (el archivo .TAB y el archivo .MAP) y
utilizarlos como entradas al programa WAsP. De esta manera obtendremos un
archivo .WRG que será el que utilizaremos en la optimización de la energía
producida por el parque mediante el software WindFarmer, que explicaremos
en el apartado 9.2 de esta memoria.
Para las cuadrículas .WRG se suelen usar resoluciones de 10 a 25 metros,
aunque el tamaño de la cuadrícula suele ser un compromiso entre tamaño del
fichero y precisión. Teniendo en cuenta que una turbina en WindFarmer obtiene
su régimen de vientos interpolando entre los 4 puntos más cercanos de la
cuadrícula, si reducimos la resolución de la cuadrícula se puede reducir el
tiempo de cálculo y el volumen del fichero, pero pueden aparecer errores de
interpolación en terreno moderadamente complejo. Por otro lado, un
incremento de la resolución de la cuadrícula reduce los errores de
interpolación, pero aumenta el tamaño de los ficheros y el tiempo de ejecución
de WAsP.
Los fabricantes de WindFarmer recomiendan usar resoluciones de 10 metros.
Para la realización de este proyecto se ha utilizado una resolución de 500
metros, este valor no se encuentra dentro del intervalo mencionado
anteriormente y hay que tener en cuenta que los errores van a ser importantes,
pero debido a un problema con la instrumentación de medida de la dirección
del viento no es posible realizar un estudio de mas precisión.
Para que toda la zona en la que es posible instalar aerogeneradores esté
cubierta por la malla de recurso eólico, la extensión de la misma debe ser lo
suficientemente grande. Esta extensión queda definida en la tabla 13 por las
siguientes coordenadas UTM:
Punto Coordenadas
X: 777429
Y: 9233187
X: 789429
Y: 9241187
Tabla. 13. Coordenadas UTM de la malla del recurso eólico
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Por tanto, la configuración final de la malla de recurso eólico es la siguiente:
(m) ....................... 777429
(m) ....................... 9233187
(m) .......................789429
(m) .......................9241187
Altura (m) ........................ 10
Resolución (m) ................500
Columnas .........................28
Filas .................................17
Nodos ..............................425
Los datos obtenidos con la malla de recurso eólico son los siguientes:
Media Mínima Máxima
Weibull-c (m/s) 8,4 3,3 15,3
Weibull-k 1,18 1,07 1,56
Velocidad Media (m/s) 7,95 2,99 14,73
Densidad de Potencia (W/m²) 1573 42 9322
Altitud (m) 3792,4 3368,4 4126,4
Tabla. 14. Velocidad media y Densidad de potencia de la malla del recurso eólico
9.PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
Para estimar la energía que es capaz de producir el parque eólico compuesto
por los anteriores aerogeneradores vamos a describir el software WindFarmer,
que se utiliza en este apartado para realizar la optimización de la energía
Esta descripción tendrá lugar en el punto 9.2 de este documento.
La producción de energía será dependiente de varios factores principales, que
- Número y potencia de las máquinas a instalar
- Régimen de vientos en el emplazamiento
- Curva de potencia de las máquinas
- Rendimientos de utilización, disposición topográfica, pérdidas por estela
Por tanto, antes de estimar la producción de energía del parque eólico,
debemos definir cada uno de estos factores (punto 9.3).
En primer lugar, definimos el número y potencia de las aeroturbinas a instalar,
cosa que haremos en el apartado 9.2.1. De esta forma podremos conocer la
potencia nominal del parque eólico.
Tras ello, en el apartado 9.3.2, se expondrá el régimen de vientos en el
emplazamiento. Para ello, se indicará el recurso eólico a la altura del
anemómetro (10 metros) y a la altura del buje (10 metros)
En el apartado 9.3.3, aparecen las curvas potencia del aerogenerador.
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Siguiendo con los factores de los que depende la producción de energía del
parque, pasamos ahora, en el apartado 9.3.4, a calcular los rendimientos que
afectan a dicha producción. Entre ellos se encuentran los rendimientos
topográficos y de pérdidas por efecto estela, los cuáles no serán calculados
aún, puesto que varían con la distribución de los aerogeneradores en el parque
Una vez definidos todos los factores indicados anteriormente, pasamos, en el
apartado 9.4, a calcular la energía ideal producida por el parque.
Posteriormente, se realiza la optimización de la energía estimada para el
parque eólico en el apartado 9.5. Esto se hace, como ya se indicó, mediante el
software WindFarmer y, tras haberle impuesto una serie de restricciones que
se deben cumplir.
Por último, y para finalizar, en el apartado 9.6 se realiza un resumen de los
resultados obtenidos a través de una tabla de resultados.
Página 60 de 127
9.2.-Descripción del WindFarmer
WindFarmer necesita una serie de archivos que le servirán de entradas para
poder realizar la optimización de la energía producida por un parque eólico.
Estos archivos son un mapa topográfico digitalizado (archivo .MAP); una o más
mallas de recurso eólico, en archivos malla.WRG, calculados para todas las
alturas de buje requeridas; una malla del recurso eólico de un único punto
(archivo mástil.WRG) en la posición del anemómetro y el archivo mástil.TAB,
que nos proporciona los datos de viento de la zona. Además, para poder
estimar la producción de energía de los aerogeneradores, debemos generar un
archivo de turbina (archivo turbina.TRB) que le proporcionará al WindFarmer
las características de los aerogeneradores que se desean instalar en el parque
eólico (en el apartado 9.2.3 explicaremos como hemos generado este archivo
de turbina).
Por otro lado, para mejorar la optimización de la energía producida por el
parque, WindFarmer utiliza modelizaciones complejas del efecto estela de los
aerogeneradores. Además, también modeliza la evolución del ruido generado
por los aerogeneradores. Esto se utiliza como restricción a la hora de optimizar
la energía del parque.
9.2.2. Utilización de WAsP con WindFarmer
Como podemos comprobar en el punto anterior, todas las entradas al
WindFarmer, excepto el archivo de turbina, se han obtenido ya mediante el
software, anteriormente descrito, WAsP. Cada malla de recurso eólico es una
matriz de los valores c, k y P para cada sector de dirección a una altura
determinada (la del buje) calculada para cubrir todo el emplazamiento. Por otro
lado, la malla puntual en la posición del anemómetro, ofrece una
representación de Weibull de la distribución de frecuencias del fichero
mástil.TAB a partir del cual se inició el modelo WAsP. Es posible calcular la
producción de energía de cada aerogenerador directamente a partir de los
Página 61 de 127
resultados de la malla.WRG, utilizando los valores de Weibull c, k y P, en
combinación con las características de la curva de potencia del aerogenerador.
Sin embargo, esto significa que se pierde la distribución real de frecuencias de
los datos medidos y las desviaciones entre estos datos y los ajustes a Weibull
provocan una reducción de la precisión. En WindFarmer, también es posible
utilizar la distribución original medida. Esto se logra asociando el fichero
malla.WRG con el archivo mástil.TAB. Se utiliza el único punto WRG de la
posición del mástil y del aerogenerador para calcular un factor de aceleración
en cada dirección, que existe como resultado de las diferencias en altura y
posición. Estos factores de aceleración se aplicarán a la distribución de
frecuencias medidas (mástil.TAB) para obtener de manera efectiva una
distribución virtual de frecuencias en la posición del buje del aerogenerador.
Esto se utiliza entonces para estimar la producción de energía con mayor
9.2.3 Generación del archivo de turbina
Como se ha indicado anteriormente, para realizar la estimación de la energía
producida por el parque eólico debemos introducir en el software WindFarmer
las características generales del aerogenerador que deseamos instalar. Para
ello, generamos un archivo turbina.TRB mediante la aplicación del programa
“Taller de aerogeneradores”. En el Taller de aerogeneradores tenemos que
Potencia nominal (P
) 130 W
Altura de la torre (H) 10 m
Diámetro del rotor (D) 1,70 m
Densidad del aire (ρ) 0,826 kg/m
Voltaje nominal (U
) 0,029 kV
Velocidad de arranque (v
) 2 m/s
Velocidad nominal (v
) 8 m/s
Velocidad de desconexión (v
) 19 m/s
Velocidad de rotación (N) 360 r.p.m.
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9.3. Factores principales de producción de energética
9.3.1 Número y potencia de máquinas a instalar
El Parque Eólico “ALUMBRE” constará de 53 aerogeneradores de 130 W de
potencia nominal. Por tanto, vamos a tener una potencia nominal del parque:
= 53·0,130 = 24000 kW = 6,89 KW
9.3.2 Régimen de vientos en el emplazamiento
9.3.2.1 Régimen de vientos a la altura del anemómetro
En primer lugar vamos a ver el régimen de vientos a la altura del anemómetro,
es decir, a 10 metros de altura. A partir de las mediciones realizadas por la
torre de medición, durante un período de tiempo suficiente, y tras haber
realizado un tratamiento directo de estos datos, podemos decir que la velocidad
media en el emplazamiento es:
= 5,17 m/s
En el Anejo a podemos ver, en la tabla 1, todos los datos recogidos por la torre
de medición, mientras que en la tabla 2 y 3 del mismo Anejo, encontraremos
los datos de frecuencias de velocidades de viento en la zona estudiada.
9.3.2.2 Régimen de vientos a la altura del buje
En este apartado pasamos a describir el recurso eólico a la altura del buje, que
es de 10 metros como en el caso del anemómetro. Si nuestra altura fuera
diferente, se obtendría a partir de los datos descritos en el apartado anterior y
con la ayuda del programa WAsP, el cual permite realizar una extrapolación
desde la altura del anemómetro a la altura deseada, la del buje.
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9.3.3. Características del aerogenerador de IT-PE-130
El modelo IT-PE-130, es un aerogenerador de 130 W de potencia eléctrica
nominal diseñado para aprovechar desde brisas suaves hasta fuertes vientos,
fabricado con una combinación de materiales nacionales e importados y
mediante procesos simples. En su diseño se ha considerado la resistencia a
condiciones adversas de clima y sus efectos (como la corrosión), así mismo
consideraciones prácticas de fácil operación y, mantenimiento.
El diseño está hecho para un alto rendimiento inclusive con velocidades
moderadas y suaves; incluye mecanismos de seguridad y protección que
hacen de este modelo una máquina robusta, resistente y de alta confiabilidad.
Comienza a generar desde velocidades muy bajas y tiene una curva de
generación continua hasta velocidades de aproximadamente 12 m/s. Para
velocidades superiores, esta máquina cuenta con un mecanismo de protección
de tipo mecánico (aerodinámico) que le permite salir paulatinamente de la
dirección del viento, poniéndose de perfil al flujo del viento.
Potencia nominal (Pn) 130 W
Densidad del aire (ρ) 0,826 kg/m3
Voltaje nominal (Un) 0,029 kV
Velocidad de arranque (va) 2 m/s
Velocidad nominal (vn) 8 m/s
Velocidad de desconexión (vp) 19 m/s
Curva de potencia Fig. 5
Partes que componen el aerogenerador
- 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%.
Veleta aerodinámica de orientación y protección por sobre velocidad.
Dos diodos rectificadores de 25 A cada uno. Transforma la corriente alterna
trifásica proveniente del generador en corriente continua.
Torre tubular de hierro galvanizado de 2.5 a 3 pulgadas de diámetro y 10 m de
Página 65 de 127
9.3.4 Rendimientos
Para estimar la producción del Parque Eólico “ALUMBRE”, el cálculo completo
debe incluir las pérdidas eléctricas y las pérdidas de disponibilidad como
resultado del mantenimiento y paradas no programadas, así como los efectos
calculados para las pérdidas por efecto estela y las diferencias de la velocidad
del viento causadas por la topografía del emplazamiento. Además, también se
consideran otras pérdidas por efectos varios, como pueden ser el hielo o la
suciedad en las palas. Por tanto:
otros disp elec topo estela 0 parque
η η η η η E E · · · · · =
es la energía ideal producida por el parque, calculada en el siguiente
Las pérdidas por efecto estela y las pérdidas debidas a la topografía del
emplazamiento dependen de la situación, dentro del parque eólico, de los
aerogeneradores. Por tanto, estos rendimientos van a variar durante el proceso
de optimización que se va a llevar a cabo con el software descrito
anteriormente y serán calculados en el apartado 9.5. Sin embargo, las pérdidas
eléctricas, de disponibilidad y las debidas a otros factores, como el hielo en las
palas, las vamos a considerar constantes y nulas para cualquier disposición de
los aerogeneradores, es decir, no vamos a considerar dichas pérdidas. Por
= varía con la disposición de los aerogeneradores
De esta forma, podemos obtener el rendimiento total:
topo estela topo estela otros disp elec topo estela total
η η η η 1 1 1 η η η η η η · = · · · · = · · · · =
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9.4 Energía ideal
La energía ideal producida por los aerogeneradores del parque eólico se
calcula a partir de la siguiente expresión:
· · = Θ U, ad Probabilid U Energía NA E
NA = número de aerogeneradores
Esta expresión significa lo siguiente: la energía ideal del parque eólico es la
producción de un único aerogenerador situado en la posición del mástil de
medición multiplicada por el número total de aerogeneradores. Aplicando esta
= 23 MWh/año
9.5 Optimización de la energía estimada para el parque eólico
Para optimizar la energía producida por el Parque Eólico “Alumbre”, utilizamos
el software más empleado en la actualidad para el diseño de parques eólicos,
el WindFarmer, que ya se describió en el apartado correspondiente.
Este programa optimiza la posición de los aerogeneradores de forma que se
obtenga la mayor energía posible. Para ello, tiene en cuenta una serie de
restricciones y consideraciones.
Se trata de una solución de compromiso entre situar los aerogeneradores en
los lugares con mayor viento y evitar el exceso del efecto de estela para
maximizar la producción neta, mientras se respeten las restricciones.
Las restricciones impuestas en nuestro parque eólico son:
Nivel de ruido máximo en viviendas ................ 50 dB
Distancia mínima a viviendas ........................... 100 m
Distancia mínima entre aerogeneradores .......... 4diámetros de rotor
Además de las restricciones, tenemos que seleccionar un modelo de estela
para que el programa tenga en cuenta, a la hora de optimizar, las pérdidas por
efecto estela. Para poder comprender la importancia de estos efectos de estela
en un parque eólico vamos a explicar qué es lo que sucede.
A sotavento de un aerogenerador, en su estela, la naturaleza y la velocidad del
viento diferirán de la corriente libre de viento a barlovento del aerogenerador.
Un segundo aerogenerador situado en la estela del primero, experimentará una
reducción en la velocidad de viento: el déficit de la velocidad. Esto es el
resultado de la extracción de energía por el primer aerogenerador. Además, la
intensidad de turbulencia presente en la estela será mayor que la intensidad de
turbulencia ambiental.
La magnitud de estos efectos de estela depende principalmente de la fuerza
del viento libre en relación a la velocidad nominal de viento de los
aerogeneradores, la dirección del viento con respecto a las filas de
aerogeneradores y la distancia entre ellas.
Es importante comprender y modelizar con precisión las interacciones entre los
aerogeneradores de un parque eólico porque inducen lo siguiente:
 Reducciones de la producción total de energía en comparación con las
turbinas aisladas.
 Incremento de su carga mecánica, principalmente como consecuencia
de la carga adicional por fatiga provocada por la mayor intensidad de
Una vez vista la importancia del efecto de estela, pasamos a seleccionar el
modelo más adecuado. El modelo elegido es el siguiente:
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Modelo de estela: Modelo Park Modificado
Más exacto que este modelo es el Modelo Eddy Viscosity, sin embargo, hemos
elegido el Modelo Park Modificado porque es el recomendado para realizar la
optimización debido a que el tiempo de cálculo es menor.
Otro modelo que tenemos que seleccionar es el modelo sonoro para poder ver
si el parque eólico cumple la restricción de ruido en viviendas. En este caso, el
modelo elegido es:
Modelo sonoro: Modelo Simple
El modelo seleccionado utiliza un coeficiente de atenuación del ruido de 2
Por tanto, la energía neta estimada para el Parque Eólico “ALHARBONA” se
obtiene, como ya se ha explicado en el apartado 9.3.4, mediante la siguiente
total 0 topo estela 0 otros disp elec topo estela 0 parque
η E η η E η η η η η E E · = · · = · · · · · =
Además, también podemos calcular el factor de capacidad estimado o ratio de
producción, es decir, la relación entre la energía producida y la máxima energía
posible de generar en el parque. La expresión utilizada es la siguiente:
= Ratio de producción o factor de capacidad estimado
= 6,89 KW
H = Horas del año = 8760 h
Otro dato que podemos obtener, y que es muy importante, es el número de
horas eólicas equivalentes. Este dato nos proporciona las horas al año que el
parque está produciendo energía a la potencia nominal y se calcula con la
9.6 Resultados
Los resultados obtenidos mediante la optimización del parque eólico son los
 Sumario de la energía generada por el parque eólico “ALUMBRE”
Concepto Abreviatura Valor Unidades
Potencia del emplazamiento P
6,89 KW
Producción energética ideal E
23 MWh/año
Eficiencia topográfica η
Pérdidas por efecto estela η
Eficiencia eléctrica η
Disponibilidad η
Otros factores η
Producción energética anual neta E
30,7 MWh/año
Ratio de producción R
Tabla. 15. Energía generada con aerogeneradores IT-PE-130
A continuación se muestra el mapa de energía de la zona:
Fig. 7. Mapa de energía del Alumbre
-Puntoslímite
-Mástil anemométrico
-Mapaenergético:-
0,00- 300,00 W/m^2
300,00- 600,00 W/m^2
600,00- 900,00 W/m^2
900,00- 1200,00 W/m^2
1200,00- 1500,00 W/m^2
1500,00- 1800,00 W/m^2
1800,00- 2100,00 W/m^2
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En el mapa de la fig. 7 se observa que la zona del parque donde más densidad
de potencia hay es en la de mayor altitud. Además, podemos observar la
energía producida en cada uno de los 16 sectores en que se divide la rosa de
vientos, de forma que vemos como influye la dirección del viento en la
Energía por sector
Energía Bruta más
efectos estela
Energía Bruta (sin
estelas/con
estelas) (MWh/año)
Fig. 8. Energía producida por sectores
En la gráfica de la Fig. 8 vemos que los sectores en los que se produce más
energía son, como cabía esperar, los correspondientes a la dirección
predominante del viento.
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Disposición de cada aerogenerador.
turbina más
próxima (m)
1 10 1,7 784440 9236737 3973 7 19
2 10 1,7 781418 9235194 4020 49 11
3 10 1,7 784498 9236695 3962 16 7
4 10 1,7 784420 9236692 3976 47 7
5 10 1,7 784483 9236669 3966 27 14
6 10 1,7 784468 9236688 3968 14 7
7 10 1,7 784459 9236736 3969 48 16
8 10 1,7 786737 9233189 4094 24 10
9 10 1,7 784431 9236782 3973 1 46
10 10 1,7 784472 9236696 3968 6 9
11 10 1,7 784505 9236699 3960 3 8
12 10 1,7 784483 9236695 3965 50 8
13 10 1,7 784448 9236695 3972 43 7
14 10 1,7 784473 9236683 3968 6 7
15 10 1,7 781371 9235181 4016 21 12
16 10 1,7 784492 9236698 3963 3 7
17 10 1,7 781412 9235179 4023 45 15
18 10 1,7 784507 9236678 3961 42 10
19 10 1,7 784533 9236686 3954 53 11
20 10 1,7 784513 9236690 3959 39 9
21 10 1,7 781361 9235187 4013 38 11
22 10 1,7 786660 9233189 4087 24 69
23 10 1,7 784482 9236719 3964 44 10
24 10 1,7 786729 9233195 4092 8 10
25 10 1,7 781388 9235189 4017 45 11
26 10 1,7 784556 9236697 3945 40 10
27 10 1,7 784485 9236683 3965 50 7
28 10 1,7 784444 9236689 3973 33 7
29 10 1,7 784496 9236717 3961 34 12
30 10 1,7 784493 9236683 3963 50 7
31 10 1,7 784461 9236699 3970 10 11
32 10 1,7 784440 9236696 3974 41 7
33 10 1,7 784438 9236686 3974 28 7
34 10 1,7 784488 9236708 3963 16 11
35 10 1,7 784428 9236689 3976 4 9
36 10 1,7 786748 9233192 4095 8 11
37 10 1,7 784459 9236687 3970 43 7
38 10 1,7 781352 9235194 4010 21 11
39 10 1,7 784516 9236699 3957 20 9
40 10 1,7 784565 9236693 3942 26 10
41 10 1,7 784433 9236696 3975 32 7
42 10 1,7 784502 9236687 3961 3 9
43 10 1,7 784453 9236690 3971 37 7
44 10 1,7 784475 9236712 3966 23 10
45 10 1,7 781398 9235185 4020 25 11
46 10 1,7 784444 9236715 3973 52 18
47 10 1,7 784413 9236693 3976 4 7
48 10 1,7 784469 9236724 3967 44 13
49 10 1,7 781428 9235190 4023 2 11
50 10 1,7 784489 9236689 3964 27 7
51 10 1,7 784425 9236715 3976 52 9
52 10 1,7 784428 9236707 3976 51 9
53 10 1,7 784524 9236692 3956 39 11
Tabla 16. Datos de cada aerogenerador
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Por otro lado, en la gráfica de la fig. 9, podemos ver la producción de energía
Nº de Turbina
Fig. 9. Producción de energía de los aerogeneradores IT-PE-130
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Por último podemos ver la gráfica de la fig. 10 que indica los niveles de ruido en
cada una de las viviendas. Como podemos observar todas las viviendas
quedan por debajo del nivel de ruido exigido.
Vivienda: Ruido
Ruido Límites
Identificador de Vivienda
Fig 10. Nivel de ruido de las viviendas
Fig. 11. Mapa de nivel de ruido
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En el proyecto que nos ocupa se ha realizado el diseño de un parque eólico en
la localidad del Alumbre, distrito de Bambamarca, Provincia Hualgayoc, Región
El parque está compuesto por 53 aerogeneradores modelo IT-PE-130 de 130
W, lo que supone una potencia nominal instalada de 6,89 KW.
Primero estudiamos los datos de viento registrados en Alumbre durante 5
meses tomados cada 10 minutos, y obtuvimos la distribución de Weibull. A
partir de ella y los datos de los aerogeneradores, obtuvimos un cálculo
aproximado sobre la energía que se podía obtener del parque.
La energía ideal entregada por el parque ha sido calculada a partir del recurso
eólico de la zona, obtenida por medio de los datos de viento y la topografía del
terreno mediante el programa WAsP. Una vez realizado el cálculo de la energía
ideal, se han aplicado eficiencias, restricciones y condiciones de cálculo, para
optimizar la producción de energía del parque eólico, con el programa
informático WindFarmer. La optimización de la energía se realiza modificando
la posición de las turbinas desde una posición aleatoria inicial hasta la situación
que proporciona la mayor energía. Por tanto, se trata de una solución de
compromiso entre situar los aerogeneradores en los lugares con mayor viento y
evitar el exceso del efecto de estela para maximizar la producción neta,
respetando las restricciones.
La energía ideal del parque asciende asciende a un valor de 23 MWh/año, lo
que equivale a 1,978 Tep/año.
La energía neta obtenida tras la optimización realizada por WindFarmer ha sido
de 30,7 MWh/año, lo que equivale a 2,64 tep/año.
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Hay que apuntar que en el proceso de optimización se obtiene una energía
suministrada mayor que la energía ideal debido a que disponemos de un
rendimiento topográfico mayor del 100% como consecuencia de que, tras la
optimización, las turbinas se encuentran a mayor altitud que el anemómetro de
referencia. Pese a que las pérdidas del efecto estela sí que reducen la
producción del parque, la eficiencia topográfica es más importante que éstas,
de modo que la energía neta producida supera a la ideal.
Como conclusión final podemos decir que se han cumplido cada uno de los
objetivos marcados al inicio de la memoria. A partir de un emplazamiento en la
sierra andina de Alumbre, se ha realizado un estudio exhaustivo de los
recursos eólicos de dicha zona, y mediante un programa informático ha sido
optimizada la posición de cada una de las máquinas que componen el parque
de estudio, consiguiendo un mayor rendimiento de las mismas.
1) ONG Energía Desarrollo y Vida- Edevi, Curso: Usos de la Energía Eólica
para Generar Energías en Bajas Potencias.
2) Rosato, M.A.(1991), Diseño de Máquinas Eólicas de Pequeña Potencia,
Primera edición, Editorial Progrensa, Sevilla.
3) Escobar Rafael, y Marcelo Bret Oliver, Desarrollo de capacidades en
4) Boletín sobre Eficiencia Energética y Energías Renovables publicado por
5) Boletín oficial de la Región de Murcia (B.O.R.M.) para Consejería de
Ciencia, Tecnología, Industria y Comercio (2002).
6) Villarrubia, M. (2004), Energía Eólica, Primera Edición, Editorial Ceac,
7) Agencia de Gestión de Energía de la Región de Murcia (ARGEM)
(2005), Jornada de Energía y Medio Ambiente, Punto 4: Evaluación de Impacto
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8) Martínez Pina, Juan José, Diseño de un parque eólico de 50 MW y
optimización de la energía producida mediante diferentes tipos de
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9) Moreno Bermejo, Sergio (2004), Diseño de las palas de una aeroturbina
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“Alharbona”, PFC, Cartagena.
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10) Pajarón Alemán, Iván (2006), Diseño de Parque Eólico y Optimización
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11) Kaiser A.S, y Viedma A., Energía Eólica, Horacio Escarabajal-
Universidad Politécnica de Cartagena 2003.
12) Garrad Hassan & Partners Ltd. (2.002), Manual de usuario de
WindFarmer .
13) Riso National Laboratory (2004), Getting Started with WAsP 8,
 Programas informáticos
1) Autocad 2008.
2) Microsoft Office.
3) WAsP 8.1.
4) WindFarmer.
5) GNU Octave
 Webs utilizadas
1) http://www.minem.gob.pe/
2) http://es.wikipedia.org/wiki/Tonelada_equivalente_de_petr%C3%B3leo
3) http://www.isf.es/menu_actividad/act_detalleproyectos.php?
4) http://www.iea.org/Textbase/stats/indicators.asp?COUNTRY_CODE=PE
5) http://www.cedecap.org.pe/
6) http://www.lexadin.nl/wlg/legis/nofr/oeur/lxweper.htm
7) http//:www.boe.es, Boletín Oficial del Estado.
8) http//:www.carm/bo
9) http://www.adinelsa.com.pe/
10) http//:www.ecotecnica.com, Ecoténica S.A.
11) http//:www.enercon.de, Enercon AG.
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14) http//:www.izar.es, Izar S.A.
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16) http//:www.nordex.es, Nordex Energy Ibérica S.A.
17) http//:www.repower.de, REpower Systems AG.
18) http//:www.windpower.dk, Asociación Danesa de la Industria Eólica.
Página 81 de 127
ANEJO A: DATOS DE VIENTO MEDIDOS CON EL
Tabla 1. Datos de velocidad y dirección del viento
2,5 4,5 6,3 3,6 157,5 247,5 112,5
2,1 5,1 6,8 4,5 157,5 225 157,5
1,6 4,6 7,1 6,3 157,5 22,5 225 135
1,8 5,7 6,9 4,1 157,5 360 225 90
2,5 7 5,9 5,4 157,5 22,5 67,5 135
1,1 6,2 5,4 3,1 22,5 202,5 135
0,8 5,3 6,3 4,4 90 202,5 135
2,5 7,9 5,9 5 157,5 270 112,5
3,4 8,3 6,4 3,3 135 292,5 135
3,7 12 5,4 4,5 157,5 270 135
4 11,3 5,6 4,4 180 22,5 247,5 135
3,7 12,7 5,2 3,3 180 22,5 135
3,3 13,8 7,3 3,6 180 22,5 135
3,6 11,5 7,6 3 180 67,5 202,5
3,4 12,6 6,9 1,5 157,5 90 247,5
3,4 9,6 6,1 2 180 247,5
3,9 12 6,6 4,5 247,5 270
2,7 13,7 6,4 5,3 180 270 157,5
2,5 14,5 6,8 5,8 180 360 225 157,5
2,5 14,5 7,8 5,3 180 22,5
3 14,5 7,5 5,2 180 22,5 67,5
3,1 13,7 7,9 4,6 22,5 202,5
2,5 13,3 8,1 2,9 202,5
2,8 13,1 7,6 2,5 67,5 90
2,3 15,2 7,5 2,7 135 135 292,5
2,2 13,6 8,1 2,5 157,5 315
2,2 12,7 8,8 2 157,5 22,5
2,4 16,1 9,3 2,3 180 22,5
2,8 18,1 9,8 2,4 22,5 180
3,6 16,3 10 2,8 67,5 202,5 292,5
3,8 18,4 10,1 3,8 112,5 247,5 270
3,9 17,9 9,5 4,4 135 270 247,5
3,7 16,7 9,7 3,4 157,5 135 292,5 225
3,6 14,4 8,9 3,3 180 270 202,5
4,1 14,6 9,9 2,8 247,5 225
3,8 14,6 9,8 2,4 360 202,5
3,3 15,2 10,2 2,4 45 360 225
Página 82 de 127
3,1 13,8 9,9 2,6 22,5 225
3 13 9,5 2,6 22,5 247,5 225
3 12,3 10,8 0,8 22,5 292,5 225
3,5 13,2 10,7 1,6 225 292,5 225
2,9 13,6 10,2 0,9 247,5 270 225
3,4 13,8 10,4 1,3 270 247,5 225
3,6 12,1 10,3 2,5 247,5 225 225
3,1 12,3 11,4 3,4 247,5 202,5 225
3 13,5 11,4 3 22,5 225 202,5 247,5
2,9 14,2 12,8 3,5 22,5 247,5 225
2,8 13,3 13,8 3,6 247,5 292,5 225
2,8 14 14,2 3,8 270 337,5 202,5
2,8 12,9 14 3,5 247,5 202,5
3,2 12,4 12,9 3,4 270 202,5
2,8 11,5 15 4,1 270 202,5
2,5 10,9 14,2 4,1 270 90 45
2 8,7 11 4,1 225
2,4 7,6 11,3 3,2 22,5 225 247,5 270
2,8 8,2 10,3 4,1 112,5 202,5 270 225
2,2 7,8 8,5 3,6 135 247,5 292,5 225
2,6 8,4 11,9 4,1 135 270 247,5
2,2 8,3 14,5 4,1 135 225 225
3,9 7,8 14,6 4,2 135 247,5 45 225
3,1 8 15 4,4 67,5 270 180 225
3,8 5 14,1 4,9 67,5 247,5 90 247,5
4,2 7,7 13,9 5 90 112,5
3,7 8,9 13,8 5,5 112,5 202,5
4,1 8,9 14,4 6,5 202,5
3,6 8,8 13,9 6,6 90 45
3,3 8,2 13,1 6,1 90 157,5 135
3,3 6,9 12,7 6,7 112,5 360 157,5 157,5
3,2 6,2 12 7,4 90 135 157,5
3,4 6,2 9,7 6,2 90 112,5
2,7 7,1 12,9 6,4 112,5 225 112,5
2,5 7,8 12,7 5,6 157,5 202,5 90
2,7 6,6 11 5,6 225 90
2,9 7,4 11,8 4,7 90 247,5 45 135
3 6,9 11,8 4,9 90 292,5 135 135
3,1 6,2 12,4 4,7 112,5 292,5 135 90
2,8 5,8 11,8 5 90 157,5 90
3,6 5,9 10,4 5,6 90 157,5 45
4,3 5,4 12 5,2 112,5 135 45
4,1 6,5 10,5 5,3 157,5 67,5
4,2 5,8 11,6 5,1 157,5 225 315 90
4,5 6,6 11 4,9 157,5 247,5 22,5 45
4,4 5,3 11,8 4,8 180 270 45 67,5
5,8 5,5 10,5 4,3 180 292,5 90
4,9 5,9 11,8 3,7 270 135 135
4,9 7,2 13 3,8 157,5 135
4,8 7,9 11,8 4,1 67,5 90
5,3 8 11,9 4,7 112,5 112,5
5,3 6,5 10,7 5,2 157,5 292,5 337,5 112,5
5,8 5,6 9,4 6,4 180 315 360 135
4,3 5 8,7 6,4 180 315 22,5 135
5,2 4,3 9,6 6,1 180 315 135
5,2 3,7 9,9 6,6 315 135
4,7 3,6 9,5 6,5 90
5,8 4,1 9,6 6,4 67,5
5,1 4,5 7,9 6,8 360 90
4,4 4,1 8 7,2 180 337,5 112,5
4,9 5,8 7,7 7,2 180 337,5 112,5
5 6,4 7,2 6,9 270 360 45
4,5 6,1 8,2 7,7 157,5 292,5 112,5
4,5 5,9 7,7 7,3 247,5
4,6 5 7,4 7,7 45
4,9 3,6 7,2 7 90 225 45
4,7 3,6 6,4 6,8 135 202,5 360 45
3,8 5,4 6,8 7,7 135 22,5 112,5
3 6,1 6,4 7,1 135 22,5 135
3,8 6,4 6,5 7,7 90 270 67,5 157,5
5,2 7,4 7,4 5,8 90 292,5 90
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5,3 2,6 9,1 5,2 157,5 247,5 135
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Página 90 de 127
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3,9 6,1 7,1 0 247,5
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4,5 10,4 10 3,7 135 90 202,5
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4,7 4,2 3,2 10,6 360 315
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3,6 3,7 3,4 10,5 270 247,5
3,3 3,7 4 12 247,5 292,5 360
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3,6 3,5 4,4 11 135 315
4,2 3 4,3 9,9 22,5
3,6 3,6 3,9 11,6 22,5 225
3,8 3,5 3,8 11,2 315 247,5
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1,1 10,9 3,2 1,1 67,5 45 180
2,2 11,4 3,3 1,1 67,5 360 180
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1,9 12 2,5 0,7 225 45
1,9 11,4 2,7 0,5 225 67,5
2,2 10,9 3,1 0,4 202,5 90 337,5
3,2 11,5 3,5 1,1 202,5 112,5 360
2,5 11,6 3,2 1,2 225 135 315
2,2 10 2,5 1,4 225 112,5 315
2,1 9,5 2,6 0,8 202,5 135 315 225
3,3 9 3,2 1,7 225 225
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2,4 10,2 2,9 2,5 225 180
3 7,7 2,9 3,1 202,5 135 157,5
2,7 6,1 2,8 1,3 202,5 135 157,5
2,9 6,4 3,2 0,4 202,5 135 315 157,5
2,7 7,2 2,7 0 202,5 135 315 157,5
2,3 7,8 2,9 0,4 202,5 135 337,5 157,5
2,5 7,9 3,3 0,4 225 112,5 180
2,5 6,9 3 0,6 225 157,5
1,8 6,9 3,3 1 202,5 67,5 247,5 157,5
2,3 8,9 3,1 1,1 202,5 135 157,5
2,6 6,8 3 0 202,5 135 180
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1 8,6 4,3 0,4 180 135 292,5 180
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1,7 5,6 6,2 0,5 202,5 135 157,5
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2,6 6,1 7,7 0,4 202,5 225 157,5
3,2 5 7,6 1,9 225
3 6,5 9,9 2,5 247,5 135 270
2,9 8,2 10 2,7 225 135 292,5
2,3 6,8 12 3,3 202,5 135 292,5 67,5
1,9 7 11,8 2,4 202,5 157,5 315 67,5
3,1 7,1 12,1 2,1 112,5
3,7 7,9 11,9 3,6
3,3 6,9 11,2 3,3
3,1 6,6 11,4 2,5 292,5 90
3,2 4,4 10,7 2,5 112,5 22,5
2,8 5,4 11,7 1,7 135 315 22,5
3,3 4 12,2 1,9 135 315
3,5 2,4 11,2 2,7 135
3,1 3,2 12,8 2
2,4 3,2 11,7 2,3
2,6 3,8 10,7 2,1
2,9 3,6 10,9 1,2 315
2,9 3 11,2 2,9 22,5
3,1 2,7 9,6 3,4 67,5
3 2,4 9 3,4 315
2,5 2,5 9,3 3
2,2 2,8 10,5 2,5 157,5
2,3 3,5 9,4 3,3 135
1,9 3,8 8,4 3,3 180
2,5 3,9 7,3 2,7 315 225 202,5
1,5 3,9 8,1 3,1 225
1,3 4,6 7,1 3 225 337,5 247,5
1,4 4,3 7,5 2,8 225 315 247,5
1,3 4,4 8,3 3 225 337,5 247,5
1,6 4,4 6,6 3 247,5 247,5
2,2 3,4 9,2 2,7 225 225
1,7 3,3 11,2 2,7 360 225 270
3,1 3 11,3 3 22,5 225 247,5
3,5 3,5 10,4 3,3 22,5 247,5
3,3 3,4 11,4 3,1 45 225 315 225
3,5 3,2 10,7 2,8 157,5 225 315 225
3,6 3,6 9,6 3,1 225 225 225
3,9 3,4 11,8 2,1 247,5 247,5 225
4 3,8 11,4 1,3 225 225 202,5
2,8 4 11,4 1,3 225 225 202,5
2,9 4,1 9,7 0,9 247,5
3,2 4,7 9,9 1,6 270
3,8 4,5 9,3 2 270
3,6 4,3 10,5 2,2 292,5
3,6 4,7 10 2,2 157,5 292,5
3,2 4,4 10,2 1,9 157,5 257,5
3,2 3,6 9,3 2,5 180 225
3,7 4,1 9,7 3,1 157,5 270 202,5
3,5 4,3 9,8 5,3 202,5
4 3,1 9,2 5,8 360 247,5 337,5
3,4 3,5 11,4 5,4 22,5
3,5 3,8 11,3 5 112,5 315
3,4 3,3 10,8 6,9
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4,5 3,4 9,3 4,7 292,5
5,1 3,7 8,7 4,8 292,5
4,5 4 7,1 5,9 270 90
4,6 4,3 7,4 5,9 247,5 135 67,5
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4,1 4 7,9 5,9 247,5 135 315 90
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3,8 4 7,9 7,3 247,5 157,5
3,9 4,1 7,1 7,9 247,5 157,5 270
4,7 4,2 6,4 7,7 270 157,5 292,5
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3,1 4,1 4,5 6,1 247,5 135 247,5 247,5
3,9 4,5 5,3 7,3 247,5 157,5 225 247,5
4,8 4,4 4,5 6,3 247,5 180 247,5 247,5
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4,7 5,1 3,8 6,2 270 157,5 270 225
4,8 5,5 4,6 8,8 270 90 247,5
3,2 4,5 4,7 8,2 247,5 202,5 90 247,5
2,1 4,6 4,6 7,7 247,5 202,5
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4,1 3,4 5 4 225 180 315 270
3,8 2,3 5,8 3,6 247,5 202,5 315 247,5
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3,5 3,8 4,9 4,4 247,5 225 90 247,5
2,2 2,9 3,9 3,9 247,5 202,5 247,5
1,9 1,6 4 3,2 247,5 180 22,5 270
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2,2 12,5 7,5 1,8 67,5
1,5 10,6 8,2 1,5 292,5 202,5 90
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2,5 9,9 8,7 0,4 270 90
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2,7 10,8 11 1,8 270 90
2,1 7,8 14 2,1 247,5 112,5
1,6 6,6 12,5 2,2 247,5 225 135
1,2 7,3 11,6 2 247,5 202,5 90
1,4 6,5 12,3 1,8 360 247,5 225 90
1,3 6,3 12 2,6 45 247,5 247,5 45
1,3 6,5 13,2 2,3 67,5 225 247,5 45
1,4 6,9 13,5 2,3 225 270 135
0,8 6,5 13,9 1,9 225 270 157,5
1,5 5,9 14 1,3 225 270 157,5
1,4 5,2 14,6 1,3 247,5 225 247,5
1,8 4,3 12,6 2,3 270 225 247,5 202,5
1,2 4,9 11,5 2,7 270 225 225 202,5
1 5,6 13,4 1,8 270 270 247,5
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1,9 5,1 11,4 2 225 202,5 270 202,5
2,5 5,5 14,2 2,1 225 202,5 270 157,5
2,3 6 14 2,7 225 247,5 247,5 157,5
2,5 6 12,9 2,8 247,5 225 157,5
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1 6,5 11,5 3,5 247,5 270 90
1 6,2 11,1 3,6 225 270 135
0,8 6 12,3 3,8 225 247,5 135
1,1 7 11,5 3,7 202,5 247,5 135
1,7 7,2 9,7 3,8 225 247,5 112,5
2,4 6,9 8,9 3,7 202,5 225 135
2 5,8 8,4 3,6 225 202,5 135
2,3 5,7 10 3,8 247,5 247,5 135
2,7 7,8 10,7 3,8 292,5 112,5
3,2 6 9,8 3,7 292,5 135
2,9 5,3 10,9 5,7 202,5 292,5 135
3,1 5,7 12 4,8 202,5 90
3,3 6,7 10,9 3,8 202,5 112,5
3,2 7,3 10 4,2 202,5 90
2,9 7,2 10,2 4,1 225 67,5
3,2 6,7 10,4 5,4 225 45
3,7 1,4 9,5 5,5 202,5 315 22,5
3,3 1,2 9 4,3 135 315 22,5
2,7 1,3 9,6 5,4 157,5 22,5
2,7 1 8,8 6,5 180 22,5
3,5 0 9,1 10,1 180 22,5
4,4 0 9,3 9,4 202,5 45
2,8 0,6 9,1 8,7 67,5
2,6 0,4 8 7 90
2,8 0,4 6,6 8,2 45 315 90
2,9 1,6 6 6,4 67,5 315 90
2,7 1,9 4,1 7 112,5 315 90
2,8 1,1 4,3 6,8 112,5 247,5 112,5
2,8 0 4,1 10,3 112,5 225 157,5
3,3 0 4,6 9,7 90 225 180
4,4 0 4,2 10 202,5 180
3,2 0,7 3,7 10,4 247,5
3,4 1,6 4,2 7,8 67,5 270 360
4,3 0,6 3,7 7,5 112,5 270 22,5
3,8 0,5 3,9 7,9 157,5 247,5 90
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3,3 0 3,7 10,4 180 202,5 135
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3,2 0,4 3,6 11,3 270 225 225
3,6 0 4,5 10,8 270 225
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3,5 0,8 4,7 6 247,5 202,5
3,2 0,4 4,3 7 247,5 225 202,5
3,4 0 3,2 6,7 247,5 247,5
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2,1 0 2,8 7,8 225 292,5
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2,3 0,6 4,5 4,2 247,5 337,5 67,5
2,4 0,5 4,6 5,7 67,5 270 337,5 112,5
2,8 0,6 4,7 6,9 90 315 315 112,5
2,8 0,5 4,4 6,7 90 22,5 337,5 112,5
2,3 0,9 4,8 7,1 112,5 67,5 90
1,9 0,7 3,8 6,4 112,5 67,5 112,5 67,5
2,1 0 3,6 5,2 90 67,5 45
1,6 1,4 3,3 6,2 90 67,5 67,5
1,8 2,3 4,4 3,9 90 67,5 90
2,1 2,6 7,9 3,4 90 360 112,5
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2,5 3,8 9,5 3,1 45 67,5
2,8 3,4 9,7 1,9 22,5 45
2,5 2,6 8,9 0,8 45 225 45
2,5 3,1 10,3 0,7 45 225 22,5
2,6 2,4 10,1 0,7 112,5 247,5 45
2,6 1,7 9,5 0,4 112,5 225 270 67,5
2,2 2,1 10,2 0,9 112,5 270 67,5
2 3,2 10,2 0,7 90 270 45
2,1 2,7 10,4 0 90 225 247,5 67,5
2,5 4,2 9,9 0 45 225 225 112,5
1,9 4,6 8,5 0,6 45 225 202,5 135
2,1 2,6 8 0,9 67,5 202,5 225 135
2,1 3,5 7,2 0,9 90 202,5 247,5 135
2,5 2,2 6,4 1,3 67,5 225 270 135
3,1 2,2 4,4 1 112,5 225 292,5 135
2,1 1,6 4,6 0,5 112,5 270 135
2,1 1,5 4,4 0,8 157,5 135
1,9 3,2 5,4 0,4 135 135
2 3,5 5,2 0 135
2,1 2,7 5,3 0,9 90 157,5
2,3 2,8 4,7 0,4 112,5 90
1,9 2,2 4,7 0,6 112,4 292,5 135
2,2 2,5 4,7 1,6 112,5 292,5 135
2,5 2,1 5 2,2 90 292,5 135
2,2 1,2 5 1,8 135 202,5 135
2,3 1,7 4,2 0,6 202,5 135
2,4 2,8 4,7 1,2 22,5 202,5 67,5
2,1 6 4,3 2,5 45 202,5 45
2,3 6,4 5,5 2 180 45
2,3 6,9 5,4 3,5 225 315 90
2,5 6,4 4,7 3,3 202,5 315 112,5
2,4 6,6 4,7 3,1 247,5 292,5 112,5
2 6,1 4,6 1,5 202,5 90
2,1 6,1 4,4 2,1 315 202,5 112,5
2,7 6,9 6,8 2,3 337,5 202,5 90
2,4 6,4 8,1 2,2 360 180 22,5
1,2 6,2 7,3 2,8 22,5 257,5 22,5
1,5 6 7,9 2,1 45 157,5 337,5 67,5
2,2 5,1 8,2 1,1 67,5 157,5 360 112,5
3,4 5,8 6,9 1,5 67,5 135 337,5 90
4,4 5,3 7,2 2,7 90 90
4,5 4 8,2 2,6 90 112,5
3 2,6 8,7 2,5 112,5 135 45
3 1,8 7,3 2,7 135 135 22,5
3,2 1,8 6,1 3,1 157,5 135 45
3,3 2,5 8,9 3,8 435 135 337,5 112,5
3,3 3,3 9,7 3,1 135 135 360 135
3,6 3,7 8,2 3,6 180 157,5 337,5 135
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4,1 3,8 3,1 4,5 247,5 247,5 225 225
4,8 3,7 4 4 270 202,5 247,5
4,5 4 3,6 4,6 270 67,5 202,5 247,5
4,8 4,3 2,7 4,5 247,5 157,5 202,5 270
4,8 4,7 2,6 3,6 247,5 135 270
5,8 5,7 4,2 3,5 247,5 157,5 392,5
6,6 7,3 5,9 3,5 247,5 270
6,2 6,5 5,1 3,5 247,5
6,8 7,9 4,6 3,1 270 270
6,6 7,4 4,5 3,2 270 247,5
6,3 6,9 5,6 3,4 270 225 360
5,5 6,4 6,3 3,8 247,5 202,5 360
6,1 6 7,9 3,6 67,5 315
5,1 4 8,7 3,9 202,5 315
4,3 3,5 10,1 4 225 315
4,7 3,5 9,8 4,4 247,5
4,9 3,3 8 3,9 270 360
4,4 3,4 7,4 3,4 270 292,5
4,8 2,9 7 3 270 67,5 315
5,1 3,4 8 3,1 270
5,5 4,8 8,2 3,4 202,5 135
5,2 3,5 7,3 3,2 180 157,5 337,5
5 2,5 7,9 3,6 225 112,5 337,5
4,7 1,9 8 3,6 247,5 112,5
5 1,2 10,6 3,4 270 67,5
4,9 1,5 10,3 3,1 270 112,5 360
5,3 2,6 10,9 2,9 270 135 360
4,3 2,2 11,2 3,3 247,5 157,5
2,8 2,8 10,7 3 225 135
2,3 1,7 11,7 3,4 180 157,5 315
2,6 3 11,3 3,5 225 135 270
3,6 2,7 11,4 3,2 225 225
2,9 1,9 10,2 2,8 225 45 225 225
3,4 1,2 11,3 2,6 225 112,5 225
3,7 1,8 11,3 2,4 202,5 112,5 225 247,5
2,8 2,1 11,8 2,4 247,5 135 247,5 225
2,1 3,2 10,9 2,8 135 270 225
2,8 3,9 11,6 2,4 202,5 292,5 225
4,2 4,6 9,6 2 45 112,5 270 225
4,6 3,4 8 3 67,5 247,5 202,5
5,2 3,5 9,8 4,5 22,5 45 225 225
5,2 4,2 9,2 3,9 260 45 247,5
5,2 5,5 7,5 4,4 22,5 112,5 202,5 270
5,9 7,5 7,6 5,1 45 135 225 270
4,6 10,1 9 5,6 90
4,6 8,5 7,8 6,4 135 67,5
4,2 7,1 8,3 6,1 135 45 315 225
5,4 8 8,9 7,3 157,5 67,5 225
Tabla 2. Velocidades promedio.
Velocidad promedio meses vs hrs
1 2,95 3,41 4,03 3,14 3,82
2 2,84 3,41 4,10 3,80 3,95
3 3,13 3,34 3,86 3,87 3,90
4 4,11 4,86 5,09 4,79 5,09
5 3,15 4,24 3,95 3,69 3,76
6 3,35 4,30 4,12 3,64 4,40
7 3,43 4,57 4,38 4,27 5,22
8 3,62 5,66 5,23 4,99 6,75
9 3,92 8,37 6,87 6,45 7,73
10 4,35 9,98 8,25 7,69 8,66
11 4,55 11,05 9,24 8,26 8,83
12 4,12 11,78 9,42 8,79 9,13
13 3,84 11,47 9,34 8,96 8,73
14 3,66 11,45 9,29 8,55 7,92
15 3,36 10,90 8,89 8,26 7,66
16 3,23 10,19 8,10 7,73 7,17
17 3,03 9,78 7,07 7,14 6,09
18 2,37 7,32 5,78 5,67 4,32
19 2,01 5,27 4,32 3,86 3,39
20 2,11 5,80 3,70 3,66 3,03
21 2,36 6,15 3,71 3,42 2,72
22 2,66 5,94 3,71 3,24 3,01
23 2,77 5,19 3,81 3,40 3,07
24 2,60 4,42 3,81 3,26 3,44
Tabla 3. Frecuencia de velocidad de viento.
Velocidad Veces repetidas Frecuencias(%)
Tabla 4. Frecuencia de velocidad de viento sin calmas.
Velocidad(m/s) Veces repetidas Frecuencias(%)
ANEJO B. CARACTERISTICAS DEL ATLAS DE
1. Rosa de vientos para cada rugosidad.
a) Rosa de los vientos para rugosidad Clase R-0 (0,00m).
b) Rosa de los vientos para rugosidad Clase R-1 (0,03m).
c) Rosa de los vientos para rugosidad Clase R-2 (0,10m).
d) Rosa de los vientos para rugosidad Clase R-3 (0,40m).
2. Parámetros de Weibull, velocidad y energía para cada altura
y rugosidad.
a) Tabla de Weibull para cada sector con una rugosidad de 0.00m.
Frecuencias por sector para una rugosidad de 0,00m.
Sector centre angle
0 22 45 68 90 112 135 158 180 202 225 248 270 292 315 338
Frequency [%] 1,2 0,8 0,8 1,2 3,2 8,9 9,3 4,3 2,1 2,0 1,9 2,8 6,3 13,4 18,8 23,0
b) Tabla de Weibull para cada sector con una rugosidad de 0.03m.
Frecuencias por sector para una rugosidad de 0,03m.
Sector index 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1,3 0,9 0,8 1,0 2,1 8,5 10,2 4,8 2,0 2,0 1,8 2,3 5,0 12,8 16,3 28,1
c) Tabla de Weibull para cada sector con una rugosidad de 0.10m.
Frecuencias por sector para una rugosidad de 0,10m.
Frequency [%] 2,7 0,9 0,8 1,0 1,8 8,0 11,0 4,6 2,2 2,0 1,8 2,3 4,6 12,1 17,3 27,0
d) Tabla de Weibull para cada sector con una rugosidad de 0.40m.
Frecuencias por sector para una rugosidad de 0,40m
Frequency [%] 5,2 0,9 0,8 1,0 1,7 7,5 10,9 5,0 2,4 2,0 1,9 2,3 4,3 11,5 17,0 25,7
ANEJO C. INFORMES DE WINDFARMER.
Informe de optimización de parque eólico con separación elíptica para el
modelo de estela Park Modificado. (Tabla de aerogeneradores).
1. Información general para informes
Versión WindFarmer 3.4.0.6
C:\Documents and Settings\Antonio\Mis documentos\PFC JAVIER
HERNANDEZ\WindFarmer\SEPARACION ELIPTICA\V80 2MW, (105m).wow
2. Proyecto: Diseño Y Optimización De La Energía Producida Por El Parque
Eólico”.
Nº de Turbinas: 53
3.Opciones de cálculo
Modelo de Estela Modelo PARK Modificado
Efecto Topográfico SI
Efecto estelaSi
Densidad del aire en el sitio de referencia 0,826 kg/m^3
Altura del sitio de referencia 3700,0 m
Radio de la variación de la densidad del aire con la altura -0,113(kg/m^3)/km
Cambio de dirección por probabilidades de sectores No
Modelo de estela corregido topográficamente Si
Introducir Eficiencia Eléctrica Manual
Variación de la curva de potencia debido a turbulencia Manual
Histéresis Manual
Control de direcciones de viento Manual
Máxima velocidad de viento para cálculos de energía70 m/s
Número de sectores 72
Distancia mínima de separación 4,0 diámetros
Nota: Cuando tablas de frecuencia son utilizadas, el cambio de dirección y la
corrección de topografía para el modelo de estela no son realizadas.
4.Sumario de la energía generada por el proyecto
Potencia del emplazamiento 0,01 MW
Producción energética ideal 0,023 GWh/año
Eficiencia Topográfica 136 %
Pérdidas por efecto estela 98,5 %
Eficiencia eléctrica 100 %
Disponibilidad 100 %
Otros Factores 100 %
Formación de hielo y degradación de las aspas 100 %
Mantenimiento de subestación 100 %
Paradas de compañía eléctrica distribuidora 100 %
Variación de la curva de potencia debido a turbulencia 100 %
Histéresis 100 %
Control de direcciones de viento 100 %
Producción energética anual neta 0,0307GWh/año
Factor de capacidad estimado 51 %
5. Tipos de aerogeneradores
Tipo de Turbina IT-PE-130
Diámetro 1,70 m
Torre 105,0 m
Número de palas 3
Densidad de aire para la curva de potencia 0,826 kg/m^3
Velocidad de arranque 2,0 m/s
Velocidad de desconexión 1 9,0 m/s
Tabla 1 - Rendimiento de la turbina para IT-PE-130
6. Anemómetros
Anemómetro ID
archivo tab
NI.tab
malla unico
punto.wrg
10 783206,0 9237830,0 3843
7. Ruido en viviendas
1 Vivienda 50,0 33,6 2730 787226 9236085 3828 0,0
2 Vivienda 50,0 34,6 2131 786804 9235325 3919 0,0
3 Vivienda 50,0 33,4 2737 787283 9236367 3814 0,0
4 Vivienda 50,0 27,1 3674 788860 9236198 3795 0,0
5 Vivienda 50,0 32,0 1761 787649 9234705 3889 0,0
0,0 0 0 0 0,0
1,0 0 0 0 0,0
2,0 0 0,44 360 0,0
3,0 0 0,97 360 0,0
4,0 0 0,98 360 0,0
5,0 0 0,91 360 0,0
6,0 0,1 0,83 360 0,0
7,0 0,1 0,75 360 0,0
8,0 0,1 0 360 0,0
9,0 0,1 0,63 360 0,0
10,0 0,1 0,58 360 0,0
11,0 0,1 0,54 362 0,0
12,0 0,1 0,498 360 0,0
13,0 0,1 0,466 360 0,0
14,0 0,1 0,438 360 0,0
15,0 0,1 0,412 360 0,0
16,0 0,1 0,39 360 0,0
17,0 0,1 0,37 360 0,0
18,0 0,1 0,35 360 0,0
19,0 0,1 0,33 360 0,0
20,0 0 0 0 0,0
21,0 0 0 0 0,0
22,0 0 0 0 0,0
23,0 0 0 0 0,0
24,0 0 0 0 0,0
25,0 0 0 0 0,0
8. Tabla de aerogeneradores.
1 1 8,79 8,75 51,18 135,3 99,4 100,0 100,0 100,0
2 1 8,11 8,06 49,61 130,9 99,5 100,0 100,0 100,0
3 1 8,59 8,35 50,57 137,3 96,8 100,0 100,0 100,0
4 1 9,07 8,96 51,55 136,3 99,4 100,0 100,0 100,0
5 1 8,60 8,45 50,64 136,1 97,7 100,0 100,0 100,0
6 1 8,87 8,69 51,33 136,9 98,5 100,0 100,0 100,0
7 1 8,66 8,61 51,36 135,3 99,7 100,0 100,0 100,0
8 1 7,82 7,79 51,11 134,7 99,7 100,0 100,0 100,0
9 1 8,58 8,58 50,93 133,9 99,9 100,0 100,0 100,0
10 1 8,79 8,54 50,33 136,8 96,7 100,0 100,0 100,0
11 1 8,52 8,34 50,77 136,9 97,4 100,0 100,0 100,0
12 1 8,71 8,48 50,89 137,2 97,5 100,0 100,0 100,0
13 1 8,99 8,75 50,50 136,7 97,1 100,0 100,0 100,0
14 1 8,80 8,57 50,74 136,7 97,5 100,0 100,0 100,0
1 7,90 7,88 49,95 131,4 99,9 100,0 100,0 100,0
16 1 8,62 8,40 50,73 137,2 97,2 100,0 100,0 100,0
17 1 8,09 8,06 49,76 130,9 99,9 100,0 100,0 100,0
1 8,49 8,37 51,08 136,6 98,2 100,0 100,0 100,0
19 1 8,35 8,32 51,61 136,1 99,6 100,0 100,0 100,0
20 1 8,50 8,34 50,87 137,0 97,5 100,0 100,0 100,0
21 1 7,88 7,85 50,02 131,6 99,9 100,0 100,0 100,0
22 1 8,00 7,99 51,19 134,5 100,0 100,0 100,0 100,0
23 1 8,58 8,47 51,11 136,3 98,5 100,0 100,0 100,0
24 1 7,78 7,75 50,96 134,2 99,7 100,0 100,0 100,0
1 8,00 7,95 49,89 131,7 99,5 100,0 100,0 100,0
26 1 8,13 8,09 51,34 135,3 99,7 100,0 100,0 100,0
27 1 8,71 8,45 50,43 137,2 96,6 100,0 100,0 100,0
1 9,06 8,81 50,48 136,9 96,9 100,0 100,0 100,0
29 1 8,48 8,39 51,09 136,2 98,5 100,0 100,0 100,0
30 1 8,64 8,40 50,50 137,3 96,6 100,0 100,0 100,0
31 1 8,86 8,69 50,65 136,5 97,5 100,0 100,0 100,0
32 1 9,05 8,82 50,77 136,7 97,5 100,0 100,0 100,0
33 1 9,11 8,91 50,78 137,0 97,4 100,0 100,0 100,0
34 1 8,60 8,48 51,25 136,7 98,5 100,0 100,0 100,0
35 1 9,17 8,98 50,91 137,1 97,6 100,0 100,0 100,0
36 1 7,77 7,72 50,76 134,4 99,2 100,0 100,0 100,0
37 1 8,95 8,74 50,92 136,9 97,7 100,0 100,0 100,0
1 7,80 7,78 49,66 130,7 99,8 100,0 100,0 100,0
39 1 8,43 8,32 51,02 136,3 98,3 100,0 100,0 100,0
40 1 8,08 8,06 51,47 135,2 100,0 100,0 100,0 100,0
41 1 9,10 8,91 50,91 136,8 97,8 100,0 100,0 100,0
42 1 8,61 8,38 50,76 137,7 96,9 100,0 100,0 100,0
43 1 8,98 8,83 51,39 136,8 98,7 100,0 100,0 100,0
44 1 8,68 8,57 51,22 136,5 98,6 100,0 100,0 100,0
45 1 8,05 8,01 50,14 131,5 100,2 100,0 100,0 100,0
46 1 8,90 8,78 50,84 136,0 98,2 100,0 100,0 100,0
47 1 9,00 8,95 51,54 135,7 99,8 100,0 100,0 100,0
1 8,65 8,58 51,40 136,0 99,3 100,0 100,0 100,0
49 1 8,18 8,15 49,76 131,4 99,5 100,0 100,0 100,0
50 1 8,70 8,38 50,18 137,5 95,9 100,0 100,0 100,0
51 1 8,98 8,91 51,17 135,9 98,9 100,0 100,0 100,0
52 1 9,05 8,93 50,98 136,4 98,2 100,0 100,0 100,0
53 1 8,40 8,32 51,34 136,3 98,9 100,0 100,0 100,0
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