Medición de viento en minieólica - publicación revista EOLUS

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En el propio aplicativo, resulta senci- llo obtener los parámetros de la Dis- tribución de Weibull a 30 metros de altura en la malla de mayor resolu- ción (100 m). Con ayuda de una hoja de cálculo es sencillo poder estimar la producción de un aerogenerador en dicho punto. Pero, ¿qué aspectos no se tienen en cuenta en esta prác- tica? Se trata de la rugosidad y los obstáculos que influyen en el poten- cial eólico captado por el área de ba- rrido del aerogenerador en la ubica- ción exacta de la instalación. Bajar de 30 a 10 metros, e incluso a menos, con la fórmula teórica, es fácil, pero no es suficiente en la medida en que la longitud de la rugosidad z 0 es un término teórico (estimativo y no real) cuyo valor se indica en la tabla 1. En Galicia, la altura de la vegetación, con los eucaliptos a la cabeza, toda- vía pone más en duda estos cálculos teóricos. Un fallo en la estimación de velocidad afecta al cubo de la poten- cia prevista, con lo que la evaluación de la producción de un aerogenera- dor puede variar muy significativa- mente. Al igual que en el caso de la eólica de gran potencia, en minieóli- ca es muy relevante a la hora de va- lorar el retorno de inversión. La eólica de pequeña potencia abarca hasta los 100 kW de potencia instala- da. La altura de instalación de aero- generadores por rango de potencia podría ser la indicada en la tabla 2. En la Asociación de Energía Minieó- Los instaladores de energía minieólica empleamos, de forma general, los datos del atlas eólico del IDAE para valorar el recurso eólico en un emplazamiento. Dicho atlas eólico nos facilita una información interesante, que nos orienta acerca del recurso eólico del entorno cercano al punto donde se desea llevar a cabo una instalación eólica de pequeña potencia. eolus 60 actualidad de la industria eólica Septiembre/Octubre 2012 20 Evaluación del recurso eólico en un emplazamiento Alberto Vázquez Garea La seguridad de medir el viento en minieólica Asociación de Energía Minieólica de Galicia AEMGA 12/09/2012 12:55 Página 1

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La revista EOLUS publica un artículo sobre medición de viento en minieólica elaborado por la Asociación de Energía Minieólica de Galicia

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En el propio aplicativo, resulta senci-

llo obtener los parámetros de la Dis-

tribución de Weibull a 30 metros de

altura en la malla de mayor resolu-

ción (100 m). Con ayuda de una hoja

de cálculo es sencillo poder estimar

la producción de un aerogenerador

en dicho punto. Pero, ¿qué aspectos

no se tienen en cuenta en esta prác-

tica? Se trata de la rugosidad y los

obstáculos que influyen en el poten-

cial eólico captado por el área de ba-

rrido del aerogenerador en la ubica-

ción exacta de la instalación.

Bajar de 30 a 10 metros, e incluso a

menos, con la fórmula teórica,

es fácil, pero no es suficiente en la

medida en que la longitud de la

rugosidad z0 es un término teórico

(estimativo y no real) cuyo valor

se indica en la tabla 1.

En Galicia, la altura de la vegetación,

con los eucaliptos a la cabeza, toda-

vía pone más en duda estos cálculos

teóricos. Un fallo en la estimación de

velocidad afecta al cubo de la poten-

cia prevista, con lo que la evaluación

de la producción de un aerogenera-

dor puede variar muy significativa-

mente. Al igual que en el caso de la

eólica de gran potencia, en minieóli-

ca es muy relevante a la hora de va-

lorar el retorno de inversión.

La eólica de pequeña potencia abarca

hasta los 100 kW de potencia instala-

da. La altura de instalación de aero-

generadores por rango de potencia

podría ser la indicada en la tabla 2.

En la Asociación de Energía Minieó-

Los instaladores de energía minieólica empleamos, de forma general, los datos del atlas

eólico del IDAE para valorar el recurso eólico en un emplazamiento. Dicho atlas eólico nos

facilita una información interesante, que nos orienta acerca del recurso eólico del entorno

cercano al punto donde se desea llevar a cabo una instalación eólica de pequeña potencia.

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Septiembre/Octubre 2012

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Eva luac ión de l recurso eó l i co en un emplazamiento

Alber to Vázquez Garea

La segur idad de med i re l v ien to en min ieó l i ca

Asociación de Energía Minieólica de Galicia

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lica de Galicia recomendamos pro-

fundizar más en cuanto a medición

del recurso eólico se refiere.

Siendo conscientes de que seguir

los parámetros indicados en la nor-

ma 61400-12-1, ser ía demasiado

costoso, en proporción a la inver-

sión final que se va a llevar a cabo,

creemos que existen diferentes op-

ciones que permiten afinar bastante

el conocimiento del recurso eólico

en un emplazamiento, sin necesi-

dad de invertir demasiado en ello.

Un primer paso de evaluación del re-

curso eólico con el Atlas del IDAE nos

da una orientación del potencial de

viento en un entorno determinado.

Si las condiciones de viento obteni-

das no son, a priori, buenas para

rentabil izar una instalación, salvo

que el cliente insista en ello, no pa-

rece lógico invert ir en el estudio

eólico más pormenorizado. La reco-

mendación sería, directamente, no

instalar un aerogenerador. Si, por

el contrario, las condiciones eólicas

para unas coordenadas UTM son

buenas, y así lo corrobora el cliente

(aunque no sea muy ortodoxo, en

buena parte de los casos el cliente

es consc iente de s i en un punto

hay viento de forma regular y cons-

tante o no), el siguiente paso será

confirmar con un estudio de viento

e l potenc ia l eó l i co de l emplaza-

miento con el menor coste y el me-

nor margen de error posible.

Las técnicas que se pueden emplear

para realizar un estudio de viento en

minieólica dependen de la altura de

instalación del aerogenerador y de

la rugosidad en cada punto.

Si la altura de instalación es muy baja

(<10-12m), o si a la altura del rotor la

rugosidad del terreno es relevante, se

hace recomendable la instalación de

un anemómetro con datalogger en el

emplazamiento exacto donde se pre-

tenda instalar el aerogenerador eleva-

do a la altura de buje. En este caso, a

pesar de que lo recomendable es me-

dir durante un año, en minieólica se

puede considerar que una medición de

3-4 meses puede ser suficiente si se

extrapolan correctamente los datos

con respecto a los históricos de la es-

tación meteorológica más cercana en

distancia y en tipo de entorno (costa,

interior, etc.). En Galicia, la agencia re-

gional METEOGALICIA, dispone de una

red de estaciones meteorológicas que,

unidas a las de AEMET, barren una

amplia área de la geografía gallega,

siendo relativamente sencillo encon-

trar alguna estación de referencia en

un radio de 10-20 km. Dichas estacio-

nes suelen tener registros históricos

de velocidad y de dirección de viento

superiores a 2-4 años y suelen estar

elevadas 10 metros sobre el terreno.

Empleando técnicas de MCP (Medi-

ción, Correlación, Predicción), se pue-

de completar el año de datos y obte-

ner una información más real de la

potencia eólica en un emplazamiento.

La instalación de medición puede al-

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Z0 CLASIFICACIÓN DESCRIPCIÓN DEL TERRENO CDN

≤0.0002 Mar Agua en calma, llanuras nevadas 0.0014

0.005 Liso Campos nevados 0.0028

0.03 AbiertoTerreno abierto y llano, hierba, algunos

obstáculosaislados: x/H≥500.0047

0.1 Abierto rugosoCultivos bajos, grandes obstáculos

ocasionales: 50<x/H<200.0075

0.25 RugosoCultivos altos, obstáculos dispersos:

20<x/H<150.012

0.5 Muy rugosoParques, matorrales, obstáculos

numerosos: 15<x/H<100.018

1 CerradoDensa cobertura regular de obstáculos:

bosques x/H<40.030

≥2 Caótico Bosques irregulares con claros 0.062

RANGO DEPOTENCIA

ALTURA

0-5 kW 8-18 m

5-10 kW 12-24 m

10-20 kW 18-24 m

20-50 kW 18-30 m

50-100 kW 30-45 m

Tabla 1.- Clasificación de terreno realizada por Wieringa (1993) aerodinámicamente descritaen término de la longitud de la rigurosidad z0 y el coeficiente de arrastre CDN. El “x” representala distancia característica entre obstáculos y “H” es la altura del obstáculo principal.

Tabla 2.

Estación meteorológica.

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quilarse y emplearse varias veces,

siendo para el instalador un inmovili-

zado y para el cliente una manera de

obtener información para tomar de-

cisiones favorables en el presente (si

los resultados de la medición confir-

man la rentabilidad de una instala-

ción) o en el futuro (si dichos resul-

tados no ofrecen un retorno de in-

versión atractivo con los costes ac-

tuales de la tecnología minieólica).

Si la altura de la instalación es eleva-

da y si a la altura de rotor la rugosi-

dad del terreno es escasa o nula

(áreas con poca vegetación y sin obs-

táculos cercanos), el empleo de un

software CFD, basado en dinámica de

fluidos, puede ser la mejor opción.

Empleando datos de una estación

meteorológica cercana (igual que en

el caso anterior), y teniendo en cuen-

ta la orografía del terreno en 3D, se

pueden obtener los datos diezminuta-

les de dirección y velocidad de viento

en un punto concreto en el plazo de

una semana con un margen de error

aceptable para minieólica (<7%).

Desde el punto de vista económico,

parece cada vez más común que el

coste de la medición y del posterior

análisis se descuente de la instala-

ción si el instalador es finalmente el

encargado de ejecutarla. Al fin y al

cabo, la medición y el presupuesto

posteriores pueden verse como un

adelanto del proyecto de instalación

que habrá que elaborar para su tra-

mitación en Industria.

Con los datos de viento obtenidos y

con la curva de potencia de un aero-

generador fiable (a ser posible certifi-

cado o con curva de potencia valida-

da por una entidad externa), se pue-

de estimar de forma realista la pro-

ducción del aerogenerador. El cliente

podrá tomar una decisión dependien-

do del retorno de invers ión que

acompañe al presupuesto final. Si,

tras la revisión de los datos, decide

ejecutar la instalación, la realidad con

la que se encuentre será muy similar

a la analizada previamente de forma

teórica. Si finalmente, tras revisar ver

el resultado del estudio, no decide

ejecutar la instalación, habremos evi-

tado tener un cliente insatisfecho que

perjudique la imagen del sector.

Alber to Vázquez Garea

P res idente de AEMGA

Atlas IDAE.

Orografía del terreno en 3D.

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