26 junio 2009

Parámetros fundamentales a tener en cuenta en el diseño de parques eólicos

Nos enfrentamos al diseño de un nuevo parque solar, y lo primero que debemos hacer es valorar los parámetros fundamentales sobre los que se trabajará posteriormente en ingeniería de detalle. Vamos a ver en este artículo los aspectos más importantes a tener en cuenta en este tipo de proyectos para maximizar la producción de energía y minimizar los costes de la inversión y operación.
  • Máxima capacidad de conexión a la red: Nos marcará la potencia máxima que podremos inyectar a la red, y dependerá de lo que puedan soportar las infraestructuras de transporte próximas.
  • Densidad máxima: Es el número máximo de turbinas que podremos instalar en una superficie dada. Como norma general se instalarán 12 Mw/km2. Se hará una estimación preliminar del potencial eólico de un territorio teniendo en cuenta restricciones ambientales, población, etc. Se definirá en esta fase la distribución en planta a partir de las turbinas que se estima serán instaladas. La selección de una turbina específica se dejará para la fase de ingeniería de detalle. En esta etapa se usará un diseño de energía genérico definido en rango de diámetros del rotor y alturas.
  • Optimización de la producción de energía: La producción de energía es normalmente el parámetro dominante en términos económicos. El diseño de detalle se realiza en este caso mediante Wind farm design tools (WFDT), para lo cual hay varias herramientas comerciales disponibles. Una vez se ha calculado el régimen de vientos del lugar, se diseñará un modelo para predecir la producción de energía, y gestionar las cuestiones medioambientales. En grandes parques eólicos es a menudo difícil deducir manualmente la disposición en planta más productiva. En estos parques pueden obtenerse ganancias significativas usando un WFDT. El proceso de optimización usualmente implica muchas miles de iteraciones y puede incluir ruido y datos visuales. Los modelos WFDT permiten muchas permutaciones de tamaño de la granja, tipo de turbina, alturas y distribución en planta.
  • Influencia visual: Es el término usado para la visibilidad de las turbinas, un parámetro importante en algunos países y regiones con altas densidades de población. Las herramientas de diseño computacional permiten calcular la zone of visual influence (ZVI), o visibility footprint.
  • Ruido: Los aerogeneradores eólicos además de energía generan ruido, lo cual es un problema en países especialmente poblados. Si bien en los últimos años el ruido de las turbinas se ha reducido significativamente, todavía es una limitación.
  • Cargas de turbinas: En orden de que las turbinas no se usen fuera de sus condiciones de diseño, se obtendrá el espaciamiento de la turbina a partir de la información suministrada por el fabricante. Esto es muy dependiente de la naturaleza del terreno y del viento. Si el espaciamiento de las turbinas es inferior a 5 veces el diámetro del rotor, es muy probable que se originen pérdidas inaceptables. En áreas con vientos unidireccionales o bidireccionales serán más productivas mayores distancias entre turbinas en la dirección del viento predominante y espaciamientos más ajustados perpendicular al viento predominante.

Bibliografía: Wind farm design. Renewable Energy World Magazine March-April 2009

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