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T07_15E
I. U.U.
28/01/2015
I. U.U T07_15E
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Background del proyecto
Se quiere ver la posibilidad de invertir en una posible instalacin de aerogeneradores en un
pueblo al norte de la provincia de Lugo (Galicia). Disponemos de una finca donde localizar el
proyecto; sta se encuentra en el trmino municipal de Muras (desconocemos la posicin
exacta pero tomaremos los datos de la zona con mayor potencial) y tiene una superficie de 3,3
Ha.
En este trabajo se deben recopilar los datos elicos de este lugar y tratar la altura a la que se
pueden colocar los equipos. Los aerogeneradores que se contemplan son dos:
El modelo de la marca VERGNEY de 275 kW.
El modelo de la marca POWER WORKS de 100 kW.
Se debe recopilar la informacin sobre estos aerogeneradores para saber la longitud de pala,
velocidad de arranque, velocidad nominal de trabajo y velocidad de corte y utilizarlo en las
conclusiones.
Elabora la rosa de los vientos con velocidades y frecuencias y la distribucin de frecuencias
Weibull. Con todo ello se podr calcular la produccin energtica de ambos aerogeneradores y
comparar los costes de inversin en cada uno de ellos.
Para obtener los rendimientos econmicos tendremos en cuenta la media de precios
mensuales de Operador del Mercado Ibrico en Espaa (OMIE) de diciembre de 2013 y los dos
primeros meses del 2014, que podemos consultar en REE y en l apropia pgina del OMIE.
Debers tratar el tema de las distancias entre aerogeneradores y entre filas de
aerogeneradores para este modelo y saber cunta superficie es necesaria por cada torre;
adems debes dar tus conclusiones sobre orientaciones de colocacin, velocidades y horas de
funcionamiento, de forma que puedas elegir y dar datos sobre la eleccin entre un
aerogenerador u otro con los datos aportados.
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Solucin
Emplazamiento del parque elico Tras analizar la situacin que se plantea en la definicin de la problemtica, se procede a la
seleccin del emplazamiento del parque elico. Como se desconoce en que parcela se
encuentra el terreno de 3,3Ha, se han observado las condiciones del municipio de Muras. Para
ello se ha empleado la aplicacin informtica del IDAE donde muestra el atlas elico de Espaa
y la aplicacin Google Maps.
Ilustracin 1. Ubicacin geogrfica de Muras.
Ilustracin 2. Orografa del municipio de Muras.
En la ilustracin 1 puede observarse donde se encuentra Muras, rodeado por el golfo de
Vizcaya en direccin norte y por el mar Atlntico de direccin oeste. Dentro del lmite
municipal de Muras no obstante, puede observarse el relieve bastante accidentado con dos
grandes bloques montaosos: A Serra de Xistral, que alcanza los 1057 m. de altitud y a Serra da
Carba. Con otras montaas como Guriscado, Montouto y Bustelo.
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Durante el anlisis de la ubicacin con la aplicacin del atlas elico de Espaa, se ha visto que
en Muras hay abundantes puntos en los que el recurso elico puede ser adecuado para la
ubicacin del parque. Empleando la configuracin por defecto se han observado las siguientes
caractersticas:
Ilustracin 3. Datos de los diferentes emplazamientos 80m de altura.
Tras la primera visualizacin se realiza un filtrado de velocidad del viento media anual a 30m
de altura tal y como puede observarse en la imagen de debajo. De este modo puede
diferenciarse mejor, que reas disponen de mayor recurso. Segn el Anlisis del Recurso
elico. Atlas elico de Espaa(IDAE) velocidades medias anuales superiores a 6m/s son
inicialmente adecuadas para la explotacin elica, en Muras, en las zonas de tonos rojizos las
velocidades medias anuales rondan los 9m/s por tanto se focalizara la determinacin del
parque en esas reas.
Ilustracin 4. Aplicacin del atlas elico de Espaa, filtrado bajo velocidad media anual a 30m de altura.
En lo referente a la densidad de potencia elica, en muras, como puede visualizarse en la
ilustracin 5 hay zonas (en naranja) en la que el recurso elico a 30m de altura, es muy buena
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ya que supera los 400W/m2. Segn las indicaciones del Anlisis del Recurso elico. Atlas elico
de Espaa(IDAE) el nivel mnimo recomendado para la rentabilidad de los proyectos elicos
con la tecnologa disponible, podra situarse en unos 250W/m2 para los emplazamientos en
tierra
Ilustracin 5. Aplicacin del atlas elico filtrado por densidad de potencia elica (W/m2).
Tras observar las caractersticas del entorno elico, se ha empleado el filtrado del aplicativo
elico, activando el filtrado de espacios naturales protegidos. De modo que se ha restringido la
ubicacin, a las zonas no protegidas. En la ilustracin 6 puede observarse el rea protegida.
Ilustracin 6. reas naturales protegidas en Muras.
Por ltimo se seleccin la ubicacin indicada en la ilustracin 3 con el numero 5, ya que posee
velocidades medias anuales de viento adecuadas y buena densidad de recurso elico en un
primer anlisis superficial. Las condiciones del entorno pueden ser debidas a que la ubicacin
seleccionada es la que se encuentra ms cercana a la costa, evitando barreras orogrficas y
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quiz mejorando levemente el recurso debido a las corrientes provenientes del mar. Adems
esta rea no est clasificada como zona natural protegida. En la ilustracin 7 puede verse la
ubicacin seleccionada para el parque elico, pudiendo llegar a verse al fondo el mar.
Ilustracin 7. Ubicacin de estudio del parque elico.
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Datos de los aerogeradores Los aerogeneradores que se analizaran para su empleo en el parque, se recogen a
continuacin as como los datos ms relevantes de cara a la generacin.
PowerWorks 100kW
Se trata de un modelo de aerogenerador de 3 palas, de 100kW de potencia y diferentes
opciones de sustento, torre tubular de acero o torre de celosa. En este caso se empleara la
opcin de torre tubular, ya que permite conseguir la mayor altura de rotor, 35m. Posee un
dimetro de rotor de 18m con lo que consigue un rea de barrido de 229m2. La velocidad de
arranque es de 5m/s, obtenida de la curva de pontencia.
Ilustracin 8. Detalles del aerogenerador PowerWorks 100kW.
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Vergent 275kW
Se trata de un modelo bi pala con torre tubular de acero y 275kW de potencia. El rotor posee
32m de dimetro y se situara a 32m de altura, es decir la mayor altura que permite su torre. La
velocidad de arranque es 4m/s que es obtenida de su curva de potencia, ilustracion9. Cabe
destacar que en este caso, la monitorizacin y control del aerogenerador emplea los
componentes ms utilizados en la industria, PLC industrial Siemens y Scada, lo que facilita su
manipulacin.
Ilustracin 9. Detalles de las caractersticas del aerogenerador Vergnet 275kW.
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Anlisis del recurso elico del emplazamiento Para iniciar el anlisis del recurso elico, se ha empleado el atlas elico del IDAE para obtener
los datos sobre direccin del viento, frecuencia y velocidad.
Rosa de los vientos
En este caso, se ha empleado la configuracin que el aplicativo trae por defecto, es decir
resolucin de mallado de 2,5km y datos a 80m de altura. Posteriormente se ha seleccionado
en la ubicacin de estudio de este modo se han obtenido los resultados de la tabla 1.
Tabla 1. Distribucin del viento por direcciones, en el emplazamiento.
Conociendo la frecuencia a la que el viento soplara en cada direcciona 80m, a la altura de
clculo la distribucin ser la misma pero no en cambio la velocidad del viento, que segn la
funcin que define su variacin con la altura, sigue curva exponencial.
Para adecuar las velocidades se empleara la siguiente expresin:
0)0 )(
)(
y
y
yV
yV
Donde V(y) sern la velocidad de y la altura de clculo y V(y0) e y0 tanto velocidad como altura
conocidas. Siendo en este caso la altura y conocida, 32 y 35m.
Por ltimo que da por definir la variable que cambia con la rugosidad del entorno. Aunque
en algunos otros casos podra estimarse mediante el uso de tablas, en este caso la aplicacin
del IDAE indica una rugosidad de 0,15 para el emplazamiento, tabla X. De modo que se realiza
el clculo en la tabla 2. Tras los clculos se ha graficado la rosa de los vientos.
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Tabla 2. Adecuacin de datos a las alturas de clculo.
Frecuencia (%) Velocidad (m/s) 35 m 32 m
N 4,63 6,661 5,884182611 5,805617676
NNE 5,35 7,221 6,378874438 6,293704435
NE 7,25 7,851 6,935402744 6,842802038
ENE 13,49 9,926 8,76841264 8,651337795
E 9,25 10,373 9,163282724 9,040935618
ESE 2,89 8,329 7,357657554 7,25941895
SE 1,54 7,587 6,702190883 6,612703995
SSE 1,52 8,706 7,690691159 7,588005928
S 4,65 12,499 11,04134491 10,89392213
SSW 9,71 14,157 12,50598607 12,33900757
SW 12,84 13,028 11,50865201 11,3549898
WSW 9,44 11,523 10,17916773 10,04325664
W 6,74 9,814 8,669474275 8,553720443
WNW 4,14 7,973 7,043174892 6,949135225
NW 2,98 6,082 5,372706597 5,300970831
NNW 3,58 6,356 5,614752241 5,539784709
A 80m de altura Velocidad del viento aDireccion
Grfico 1. Rosa de los vientos de la ubicacin determinada.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
Frecuencia (%) Velocidad a 80m (m/s)
Velocidad a 35m (m/s) Velocidad a 32m (m/s)
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De la rosa de los vientos, puede concluirse que los principales sern los que procedan de la
direccin ENE y tambin sern muy importantes los que soplen en direccin SW. Por otra parte
en lo que a velocidad se refiere, los vientos ms fuertes soplaran de la direccin SW. En lo
referente a las velocidades de las alturas de clculo puede observarse que la variacin entre las
mismas es muy pequea, ya que prcticamente las dos graficas parecen estar superpuestas.
Distribucin de frecuencias de Weibull
Mediante la distribucin de Weibull se quiere ver la variacin de la frecuencia de soplado del
viento para todo el rango de velocidades.
Para esto, se ha seleccionado la configuracin de mallado espacial a una resolucin de 100m y
datos anules. La imagen obtenida es la que se muestra en la ilustracin
Ilustracin 10. Vista del aplicativo del IDEA a una resolucin de 100m.
Con esta configuracin se, ha seleccionado el punto verde, y se han extrado de l los
siguientes datos.
Tabla 3. Datos elicos del emplazamiento seleccionado.
Con estos datos, se ha procedido a su tratamiento. Para empezar se han graficado los valores
de velocidad coeficientes de Weibull y altura. Mediante el software Excell, se ha introducido
en una lnea de tendencia lineal para unir los puntos relacionados con cada coeficiente C y K.
Tras realizar las lneas se han obtenido las ecuaciones de cada lnea de tendencia, lo que a
permitido conocer las funciones con las que varan los coeficientes en funcin de la altura.
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Grfico 2. Tendencias lineales de los coeficientes C y K de la distribucin Weibull, segn altura.
De este modo para obtener la C (parmetro de escala) y K (parmetro de forma adimensional)
para las alturas de los dos rotores se emplearan las ecuaciones indicadas en el grafico 2. Para
esto se ha tenido en cuenta las alturas de las torres de los aerogeneradores, ya que esa es a la
altura a la que ira situada el rotor y por tanto la altura de clculo, en este caso 32 y 35m sern
las alturas de clculo.
Tabla 4. Calculo de coeficientes para altura de rotor.
Altura (x) C= 0,0112x + 10,779 K = -0,0004x + 2,2355
32 11,1374 2,2227
35 11,171 2,2215
Una vez obtenidos los valores de C y K para las alturas de los dos aerogeneradores que son
objeto de estudio se ha procedido a calculas las frecuencias mediante el uso del polinomio de
Weibull que puede observarse a continuacin:
k
c
vk
ec
v
c
kP
1
(%)
Donde P es la frecuencia, v es la velocidad del viento a la que se realiza el anlisis y tanto C
como K son las variables de Weibull previamente calculadas y explicadas. En la tabla 5 pueden
verse los resultados de la frecuencia para las diferentes velocidades de clculo. De la misma
manera se indican las frecuencias a las dos alturas de clculo, es decir, 32 y 35 metros.
Como resultado de la variacin de la frecuencia en la que el viento soplara a una determinada
velocidad, para las alturas de estudio se han desarrollado los grficos 3 y 4 donde se muestra la
Weibull para cada caso.
y = 0,0112x + 10,779
y = -0,0004x + 2,2355
0
2
4
6
8
10
12
14
0 20 40 60 80 100 120
(m/s
)
Altura (m)
Weibull C Weibull K Lineal (Weibull C) Lineal (Weibull K)
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Grfico 3. Weibull a 35 metros de altura.
Grfico 4. Weibull a 32 metros de altura.
Observando los grficos no se aprecia variacin alguna entre las horas de funcionamiento a
diferentes velocidades. Pero observando en detalle la tabla 5 puede observarse como a una
altura de 35m la frecuencia es mayor que la de 32m a velocidades de entre 13m/s y 23 es decir
a altas velocidades y en el caso del de 32m en bajas velocidades.
Produccin de energa En la determinacin de la produccin de energa con la que el parque abastecer, se ha vuelto
al apartado de Aerogeneradores, ya que en este caso las especificaciones de los mismos
cobran gran importancia, junto con los datos de recurso elico ya calculados.
Concretamente, se han empleado las velocidades de corte y potencia nominal de generacin
de las tablas facilitadas por los fabricantes de los aerogeneradores en las ilustraciones 6 y7. En
el caso de PowerWorks los datos de velocidades de comienzo y corte se han conseguido de la
grafica IEC Cetified Power Curve y en la de Vergnet de la tabla Power Curve. Con ellos y con la
frecuencia de las diferentes velocidades del viento se ha calculado la produccin.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Ho
ras
Velocidad del viento (m/s)
Weibull: 35m
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Ho
ras
Velocidad del viento (m/s)
Weibull: 32m
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Tabla 5. Tabla de caractersticas segn altura de rotor y rango de funcionamiento.
V viento Frecuencia HorasPotencia
rotor (kW)
Produccion
kWhV viento Frecuencia Horas
Potencia
rotor (kW)
Produccion
kWh
1 1,04% 91 0 0 1 1,04% 91 0 0
2 2,38% 208 0 0 2 2,39% 210 0 0
3 3,78% 331 0 0 3 3,80% 333 0 0
4 5,12% 449 0 0 4 5,15% 451 3 1353,20
5 6,30% 552 0,5 275,91 5 6,33% 555 18 9985,51
6 7,24% 634 7,5 4755,71 6 7,27% 637 36 22941,58
7 7,89% 691 16 11052,61 7 7,92% 694 58 40246,25
8 8,21% 720 30 21587,70 8 8,25% 722 98 70790,24
9 8,23% 721 45 32427,63 9 8,25% 723 141 101909,91
10 7,95% 696 60 41771,56 10 7,96% 698 189 131837,82
11 7,43% 650 75 48783,44 11 7,43% 651 243 158175,88
12 6,72% 589 90 52981,30 12 6,72% 588 275 161781,14
13 5,90% 517 105 54256,01 13 5,89% 516 275 141780,03
14 5,03% 440 109 47989,90 14 5,01% 439 275 120587,72
15 4,16% 364 110 40081,15 15 4,13% 362 275 99600,88
16 3,35% 293 110 32234,52 16 3,32% 291 275 79926,55
17 2,62% 229 110 25200,01 17 2,59% 227 275 62334,23
18 1,99% 174 110 19154,81 18 1,96% 172 275 47257,10
19 1,47% 129 110 14158,57 19 1,45% 127 275 34831,95
20 1,06% 93 110 10178,11 20 1,04% 91 275 24963,12
21 0,74% 65 0 0 21 0,72% 63 275 17396,06
22 0,50% 44 0 0 22 0,49% 43 275 11787,97
23 0,33% 29 0 0 23 0,32% 28 275 7767,06
24 0,21% 19 0 0 24 0,21% 18 275 4976,07
25 0,13% 12 0 0 25 0,13% 11 275 3099,60
26 0,08% 7 0 0 26 0,08% 7 0 0
27 0,05% 4 0 0 27 0,05% 4 0 0
28 0,03% 2 0 0 28 0,03% 2 0 0
29 0,02% 1 0 0 29 0,01% 1 0 0
30 0,01% 1 0 0 30 0,01% 1 0 0
Produccion anual (MWh) 456,89 Produccion anual (MWh) 1355,33
Altura 35m PowerWorks 100kW Altura 32m Vergney 275kW
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En la tabla 5 se muestran los resultados del producto de la velocidad del viento, la frecuencia
con la que este viento sopla en horas y la potencia nominal del aerogenerador a la velocidad
de clculo, obtenida de las curvas de potencia.
A su vez en la tabla 5 puede observarse que el rango de velocidades en el que trabaja el
aerogenerador de Vergnet es superior al de PowerWorks.
Conclusiones
En lo que a energa producida se refiere, se obtienen 456,89MWh anuales en el caso del
generador PowerWorks y 1355,33MWh anuales en el caso de Vergnet. A simple vista, parece
que la el aumento de potencia nominal y el de la produccin energtica son proporcionales.
Esta diferencia en produccin es derivada principalmente de las caractersticas del rotor, que
aunque el rotor de PowerWorks es situado a una altura superior, acceder a viento con
mayores velocidades, pero con las dimensiones de las palas que tiene el rea de barrido de
este modelo (229m2) comparado con el de Vergnet(804 m2) se distancia considerablemente, es
decir 4 veces mayor a favor de Vergnet.
Adems en el caso del aerogenerador de Vergnet, trabaja en un rango mayor de velocidades,
ampliando el rango de produccin aunque el cumulo de horas a velocidades altas sea
pequeo. La activacin anterior del aerogenerador Vergnet puede ser debido a que se trata de
un rotor bipala.
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Calculo de numero de aeros en la superficie de 3,3 Ha de Muras En este apartado se calculara la superficie necesaria para cada aerogenerador y el nmero de
aerogeneradores instalable en la parcela de estudio.
Distancias entre aerogeneradores
Para calcular las distancias entre aerogeneradores, se emplearan las indicaciones del libro
Energa Elica (Capilla, 2014). Como puede observarse en la figura 1 la distancia en la direccin
del viento dominante es la que marca la mayor distancia entre aerogeneradores, en aras de
reducir la influencia de la estela del aerogenerador dispuesto delante y maximizar as la
capacidad de generacin.
Figura 1. Disposicin de los aerogeneradores y distancia de separacin entre en ambas direcciones.
Donde los nmeros que se indican en la Figura 1 muestran la relacin de dimetros de rotor
que deben emplearse para una separacin adecuada. De modo que se emplearan las
siguientes ecuaciones para el clculo:
5vientodireccion Distancia rotorMin D
9vientodireccion Distancia rotorMax D
3lar vientoperpendicu Distancia rotorMin D
5lar vientoperpendicu Distancia rotorMax D
De modo que se obtienen los siguientes valores mximos y mnimos para las distancias tanto
en la direccin de vientos principales como perpendicular a estas:
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Tabla 6. Distancias entre aerogeneradores, mximas y mnimas
Direccion del
viento (m)
Direccion
perperdicular
viento (m)
Area por
aerogenador (m2)
Min 90 54 4860
Max 162 90 14580
Min 160 96 15360
Max 288 160 46080
PowerWorks
Vergnet
Aerogenerador
El rea necesaria para cada aerogenerador, ser el producto de la distancia entre
aerogeneradores en la direccin del viento y la distancia perpendicular a la direccin del
viento, en este casos el rea mnima para cada caso sern 4860m2 y 15360m2
respectivamente.
Como en este caso en particular se desconoce la geometra de la parcela en la que se
instalaran los aerogeneradores, se realizara una estimacin del rea en el que podra ir situada
la instalacin.
Ilustracin 11. Suposicin de emplazamiento del parque elico en estudio.
En este se estima, que el emplazamiento tiene forma rectangular y el lado ms largo del
rectngulo es perpendicular a la direccin principal del viento (ENE) y tiene 300m. Por lo tanto
el lado ms corto y paralelo a la direccin del viento ser de 110m ya que la superficie total es
de 3,3Ha.
Aerogeneradores PowerWorks
Como no se disponen de suficientes datos para afinar el criterio de distancia entre
aerogeneradores, se empleara el criterio de aprovechado de la superficie. De este modo se
obtendr la siguiente configuracin:
Direccin del viento:
2 aerogeneradores ya que se cumple 90m
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Direccin perpendicular al viento:
55,554
300 __ vientolarperpernicuDireccionAerosN
De modo que podrn ser instalados 10 aerogeneradores del fabricante PowerWorks, en dos
filas de 5 aerogeneradores.
Figura 2. Representacin de la disposicin de los aerogeneradores PowerWorks.
Aerogeneradores Vergnet
Como no se disponen de suficientes datos para afinar el criterio de distancia entre
aerogeneradores, se empleara el criterio de aprovechado de la superficie. De este modo se
obtendr la siguiente configuracin:
Direccin del viento: se instalara un nico aerogenerador, ya que la distancia mnima al
siguiente aerogenerador es mayor al rea de la instalacin160>100m.
Direccin perpendicular al viento:
3125,396
300 __ vientolarperpernicuDireccionAerosN
De modo que podrn ser instalados 3 aerogeneradores del fabricante Vergnet.
Figura 3. Disposicin de los aerogeneradores Vergent.
Conclusin:
En el aerogenerador de PowerWorks, el dimetro menor del rotor reduce la distancia entre
aerogeneradores y permite explotar la superficie con ms unidades que en el caso de Vergnet.
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De la manera que se ha calculado, pero si hubiera que asegurar que el aerogenerador(con la
distancias mnimas, palas) no sale de la parcela, el aprovechamiento del espacio seria menor.
Calculo de rendimientos econmicos
Calculo de costes de inversin
Segn los datos obtenidos de libro Economa, Legislacin y PRL el desglose de la inversin es la
siguiente en la construccin de un parque elico de 50MW:
Ilustracin 12. Calculo de costes de inversin de un parque elico de 50MW de potencia instalada.
Aunque en este caso la potencia instalada del parque que es objeto de estudio es inferior, sirve
como referencia para los posteriores clculos. Como dato relevante para los clculos se
empleara la relacin de 1263,77/kW instalado.
De modo que, empleando la potencia instalada en cada caso puede obtenerse el coste de la
inversin inicial. Para esto se emplearan el nmero de aerogeneradores instalables en el
parque y la potencia de cada aerogenerador.
Tabla 7. Calculo de la inversin necesaria para el parque elico.
AerogeneradorN de
generadores
Potencia
(kW)
Potencia
instalada Inversion/kW
Inversion
parque
PowerWorks 10 100 1000kW 1263,77 1.263.770,00
Vergent 3 275 825kW 1263,77 1.042.610,25
Ingresos del proyecto
Tal y como se indica en el las bases del estudio, se ha obtenido el precio de la energa segn la
media de los precios mensuales de diciembre de 2013 y enero y febrero del 2014. Estos datos
han sido consultados en la base de datos del Operador del Mercado Ibrico en Espaa (OMIE)
bajo el sistema espaol.
Emplendose las medias aritmticas del precio diario proporcionadas por el OMIE, se ha
calculado el promedio de estos durante los tres meses definidos, obtenindose un precio
medio de 38,83/MWh.
Este precio inicial ser referente para el primer ao de explotacin, y a partir de aqu se
estimara un aumento del precio del 2% aproximadamente para cada ao. Por otra parte se
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tomara como referencia, una vida til de 25 aos para el parque elico tal y como indica la
Asociacin Empresarial Elica. De modo que obtendremos los siguientes resultados de
produccin para los dos generadores:
Tabla 8. Estimacin de ingresos durante el ciclo de vida del parque.
AoEnergia por
aero (MWh)
Precio
(/MWh)
Unidades
instaladas
Ingresos anules
()Ao
Energia por
aero
(MWh)
Precio
(/MWh)
Unidades
instaladas
Ingresos
anuales ()
1 456,8889218 38,830 10 177409,9683 1 1355,32987 38,83 3 157882,3767
2 456,8889218 39,607 10 180958,1677 2 1355,32987 39,607 3 161040,0242
3 456,8889218 40,399 10 184577,3311 3 1355,32987 40,399 3 164260,8247
4 456,8889218 41,207 10 188268,8777 4 1355,32987 41,207 3 167546,0412
5 456,8889218 42,031 10 192034,2552 5 1355,32987 42,031 3 170896,962
6 456,8889218 42,871 10 195874,9403 6 1355,32987 42,871 3 174314,9013
7 456,8889218 43,729 10 199792,4392 7 1355,32987 43,729 3 177801,1993
8 456,8889218 44,603 10 203788,2879 8 1355,32987 44,603 3 181357,2233
9 456,8889218 45,496 10 207864,0537 9 1355,32987 45,496 3 184984,3677
10 456,8889218 46,405 10 212021,3348 10 1355,32987 46,405 3 188684,0551
11 456,8889218 47,334 10 216261,7615 11 1355,32987 47,334 3 192457,7362
12 456,8889218 48,280 10 220586,9967 12 1355,32987 48,280 3 196306,8909
13 456,8889218 49,246 10 224998,7366 13 1355,32987 49,246 3 200233,0287
14 456,8889218 50,231 10 229498,7114 14 1355,32987 50,231 3 204237,6893
15 456,8889218 51,235 10 234088,6856 15 1355,32987 51,235 3 208322,4431
16 456,8889218 52,260 10 238770,4593 16 1355,32987 52,260 3 212488,892
17 456,8889218 53,305 10 243545,8685 17 1355,32987 53,305 3 216738,6698
18 456,8889218 54,371 10 248416,7859 18 1355,32987 54,371 3 221073,4432
19 456,8889218 55,459 10 253385,1216 19 1355,32987 55,459 3 225494,9121
20 456,8889218 56,568 10 258452,824 20 1355,32987 56,568 3 230004,8103
21 456,8889218 57,699 10 263621,8805 21 1355,32987 57,699 3 234604,9065
22 456,8889218 58,853 10 268894,3181 22 1355,32987 58,853 3 239297,0046
23 456,8889218 60,030 10 274272,2045 23 1355,32987 60,030 3 244082,9447
24 456,8889218 61,231 10 279757,6485 24 1355,32987 61,231 3 248964,6036
25 456,8889218 62,456 10 285352,8015 25 1355,32987 62,456 3 253943,8957
5.664.847,62 5.073.588,98
PowerWorks Vergnet
TotalTotal
En este caso se ve que el parque elico construido con 10 aerogeneradores PowerWorks
proporciona mayores ingresos que el parque de 3 aerogeneradores Vergnet.
Costes de explotacin y mantenimiento
Durante los 25 aos de vida del parque, para que el parque llegue al final de su vida en
condiciones adecuadas y asegurando una produccin optima, debern realizarse todos los
aos tareas de mantenimiento tanto desde el punto de vista fsico como del legal.
Entre estos gastos, se encontraran los gastos de personal, agua y luz del propio parque, los
gastos de combustibles adicionales para el transporte de material y personas dentro del
parque, vehculos y los gastos de gestin. Por otra parte, habr gastos correspondientes a los
cnones por la utilizacin del terreno, mantenimiento de equipos, plizas de seguros,
impuestos, los gastos de la administracin etc.
La asociacin empresarial elica calcula que la distribucin de los gastos de operacin y
mantenimiento de un parque es la siguiente:
58%: operacin y mantenimiento, O&M
23%: pago de seguros e impuestos
8%: costes de gestin y administracin
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6%: coste del mantenimiento de los equipos y las instalaciones, de gran inters por su gran variabilidad a lo largo de la vida til del parque y por su creciente peso en el coste de explotacin de ste.
Adems el Instituto para la Diversificacin y el Ahorro Energtico (IDAE) indica que los cnones
por el uso del terreno suelen estar entre el 1 y el 15% del valor de la energa vendida a red.
En este caso no se espera una disminucin de los gastos de operacin y mantenimiento para
los prximos aos, si no que en todo caso aumentaran con el tiempo y los ciclos acumulados.
Segn el Agencia Internacional de Energas Renovables (Irena) los costes de operacin y
mantenimiento varan entre 0,01USD/kWh y 0,025USD/kWh para los parques Onshore en
2010. En este caso se empleara 0,01USD/kWh (o lo que es lo mismo 8,816/MWh) por tratarse
de un parque pequeo con aerogeneradores ms ligeros que en el caso de grandes parques
con grandes aerogeneradores y por tanto con mayores solicitaciones.
Para simular el crecimiento de los costes de mantenimiento, se realiza la siguiente hiptesis;
Para el final del ciclo de vida del parque los costes O&M sern los mximos del rango
indicado por Irena, es decir, 22,4/MWh(0,025USD/kWh). Para ello la tasa de
incremento anual ser de 0,55/MWh.
Financiacin y amortizacin
Una parque elico de estas caractersticas podra ser financiado mediante subvenciones o
prestamos pblicos del Gobierno central, como de a las autonomas o Europea. Otro modo
puede es el camino de la financiacin privada de los mercados.
Si se decidiera financiar el proyecto, una opcin adecuada sera la financiacin (Project
finance) del 75% de la inversin a un plazo de 12 aos con un tipo de inters final del 6%.
Balance econmico
Para efectuar el clculo del balance econmico se emplearan los dos supuesto que se han
definido anteriormente, es decir, el parque con 10 aerogeneradores PowerWorks y el parque
de 3 aerogeneradores Vergnet. En la tabla 9 se muestran los resultados y los parmetros
empleados.
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Tabla 9.Balance econmico de cada aerogenerador.
AoProduccion
(MWh)
Inversion
inicial
Gasto Total
O&MIngresos Balance Ao
Produccion
(kWh)
Inversion
inicial
Gasto Total
O&MIngresos Balance
1 4568,88922 -1.263.770,00 40.278,13 176859,0262 -1.127.189,10 1 4065,98961 -1.042.610,25 35.844,70 158.399,67 -920.055,28
2 4568,88922 42.795,51 180396,2067 137.600,69 2 4065,98961 38.084,99 161.567,67 123.482,67
3 4568,88922 45.312,90 184004,1309 138.691,23 3 4065,98961 40.325,29 164.799,02 124.473,73
4 4568,88922 47.830,28 187684,2135 139.853,93 4 4065,98961 42.565,58 168.095,00 125.529,42
5 4568,88922 50.347,66 191437,8977 141.090,24 5 4065,98961 44.805,87 171.456,90 126.651,03
6 4568,88922 52.865,05 195266,6557 142.401,61 6 4065,98961 47.046,17 174.886,04 127.839,87
7 4568,88922 55.382,43 199171,9888 143.789,56 7 4065,98961 49.286,46 178.383,76 129.097,30
8 4568,88922 57.899,81 203155,4286 145.255,62 8 4065,98961 51.526,75 181.951,43 130.424,68
9 4568,88922 60.417,19 207218,5372 146.801,34 9 4065,98961 53.767,05 185.590,46 131.823,41
10 4568,88922 62.934,58 211362,9079 148.428,33 10 4065,98961 56.007,34 189.302,27 133.294,93
11 4568,88922 65.451,96 215590,1661 150.138,21 11 4065,98961 58.247,64 193.088,32 134.840,68
12 4568,88922 67.969,34 219901,9694 151.932,63 12 4065,98961 60.487,93 196.950,08 136.462,15
13 4568,88922 70.486,73 224300,0088 153.813,28 13 4065,98961 62.728,22 200.889,08 138.160,86
14 4568,88922 73.004,11 228786,0089 155.781,90 14 4065,98961 64.968,52 204.906,87 139.938,35
15 4568,88922 75.521,49 233361,7291 157.840,24 15 4065,98961 67.208,81 209.005,00 141.796,19
16 4568,88922 78.038,88 238028,9637 159.990,09 16 4065,98961 69.449,10 213.185,10 143.736,00
17 4568,88922 80.556,26 242789,543 162.233,28 17 4065,98961 71.689,40 217.448,81 145.759,41
18 4568,88922 83.073,64 247645,3338 164.571,69 18 4065,98961 73.929,69 221.797,78 147.868,09
19 4568,88922 85.591,03 252598,2405 167.007,21 19 4065,98961 76.169,98 226.233,74 150.063,75
20 4568,88922 88.108,41 257650,2053 169.541,80 20 4065,98961 78.410,28 230.758,41 152.348,13
21 4568,88922 90.625,79 262803,2094 172.177,42 21 4065,98961 80.650,57 235.373,58 154.723,01
22 4568,88922 93.143,17 268059,2736 174.916,10 22 4065,98961 82.890,87 240.081,05 157.190,19
23 4568,88922 95.660,56 273420,4591 177.759,90 23 4065,98961 85.131,16 244.882,67 159.751,51
24 4568,88922 98.177,94 278888,8683 180.710,93 24 4065,98961 87.371,45 249.780,33 162.408,87
25 4568,88922 100.695,32 284466,6456 183.771,32 25 4065,98961 89.611,75 254.775,93 165.164,19
2.638.909,45 2.462.773,16
PowerWorks Vergent
TOTAL TOTAL
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Por ltimo para analizar, la rentabilidad de cada parque se empleara el indicador TIR o Tasa de
Interna de Retorno. Mediante este indicador, se conocer si la inversin en este parque resulta
interesante a la hora de apostar por el o no. Si el resultado del indicador es superior al lmite
marcado por el promotor, ser rentable de lo contrario no. En este caso como no se dispone
de una tasa de TIR propia, se empleara el mencionado por el IDAE, el cual seala que el
promedio de TIR para proyectos de energa elica se sita en el 7%.
Tabla 10. Tasa interna de retorno de las dos opciones.
Ao PowerWorks Vergnet
Coste inicial - -1263770,00 -1042610,25
1 136580,90 122554,97
2 137600,69 123482,67
3 138691,23 124473,73
4 139853,93 125529,42
5 141090,24 126651,03
6 142401,61 127839,87
7 143789,56 129097,30
8 145255,62 130424,68
9 146801,34 131823,41
10 148428,33 133294,93
11 150138,21 134840,68
12 151932,63 136462,15
13 153813,28 138160,86
14 155781,90 139938,35
15 157840,24 141796,19
16 159990,09 143736,00
17 162233,28 145759,41
18 164571,69 147868,09
19 167007,21 150063,75
20 169541,80 152348,13
21 172177,42 154723,01
22 174916,10 157190,19
23 177759,90 159751,51
24 180710,93 162408,87
25 183771,32 165164,19
TIR - 11% 12%
Ingresos
netos
Conclusin final
Finalmente puede concluirse, que la opcin ms interesante ser la construccin del parque
con tres aerogeneradores de la maca Vergnet. Adems de proporcionar una rentabilidad
mayor, la inversin inicial es menor y por lo tanto facilitara la financiacin del mismo, ya sea
mediante capital propio o externo.
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wind_power.pdf
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