Breve resumen
El presente trabajo estudia las distintas opciones de aerogeneradores a elegir teniendo en cuenta la localización dada. Jaulín, el destino elegido, es un pequeño pueblo de la comunidad autónoma de Aragón. Cerca de este se encuentra una zona montañosa con las condiciones idóneas para colocar un aerogenerador. El objetivo es concretar qué clase se adecúa a sus condiciones atmosféricas. Mediante la recogida anual de datos diezminutales de diferentes sensores, su filtrado y su posterior análisis, se comparan los resultados conforme a la normativa IEC 61400-1 Ed4. Tras la obtención de las gráficas de la media de velocidad de viento y el Percentil 90, se concluye que el aerogenerador debe ser de clase III B.
Abstract
This project studies the different options for aerogenerators having into account the given location Jaulin is the destination for this project, a small village in the autonomous community of Aragón Nearby there are several mountain ranges with perfect conditions for the construction of an aerogenerator. Our objective is to concrete the specific type of machine that would fit in with the atmospheric conditions. Consequently, ten-minute values are obtained from different sensors, the filtration and analysis, the results are compared according to the normative IEC 61400-1 Ed4. Later on, with the wind speed average and the Percentil 90 already obtained it is concluded that the aerogenerator should be class III B.
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Palabras clave: aerogenerador, Jaulín, análisis de datos, normativa IEC 61400-1 Ed4
Índice 1.Justificación 4 2. El objeto de estudio 5 3. Antecedentes 6 3 1 Definiciones operacionales 6 3.2 Estado de la Cuestión 6 3 3 Contextualización 7 4. Hipótesis y objetivos 8 5. Metodología 9 5.1 Recopilación de datos 9 5 2 Análisis de los datos 10 5 3 Creación de variables 10 5.4 Análisis gráfico 11 6 Resultados 12 6 1 Distribución del viento a distintas alturas mediante un sensor de cazoletas: 12 6.2 Intensidad de turbulencia 13 6 3 Exponente de Cortadura 15 6.4 Ángulo de inclinación media de flujo (inflow) 16 7. Análisis y discusión 17 7 1 Determinación clase principal 17 7 2 Determinación subclase 17 7 3 Determinación de la altura del aerogenerador 18 7 4 Análisis del terreno del emplazamiento 18 8. Limitaciones y perspectivas futuras 19 9. Conclusiones 20 10. Bibliografía 21 Anexos 23 4
1.Justificación
Las últimas décadas se han visto caracterizadas por el uso de la energía Se obtiene de diversos medios: mediante combustión de combustibles fósiles (el petróleo o carbón) o mediante las llamadas energías verdes (eólica, solar, hidráulica) A día de hoy se sigue investigando para hallar nuevas energías eficientes, baratas, que no generen problemas al ser humano y respeten el medio ambiente
Hoy en día, uno de los grandes problemas que debe afrontar la humanidad es el cambio climático Se ve afectado mayoritariamente por los gases de efecto invernadero y cada vez es más dañino para el planeta Tierra Un ejemplo claro es el calentamiento global que afecta a la destrucción de hábitats naturales y al deshielo de los polos, provocando una subida del nivel del agua marina entre otras consecuencias
Por ello, se deben tener muy presentes las energías renovables. Son el futuro de este planeta y la inversión en su desarrollo es crucial. Las hay de todo tipo: eólica, hidroeléctrica, fotovoltaica, mareomotriz o geotérmica. Todas estas se caracterizan por tener un impacto positivo en el medio ambiente y ser el futuro de la industria energética.
La eólica es una de las energías renovables más utilizadas en España, gracias a los distintos cambios de altitud que permiten encontrar lugares con grandes corrientes de viento. Esto da pie a la construcción de más parques eólicos. A su vez, España es el segundo país de Europa que más energía eólica genera, solo por detrás de los Países Bajos. (La Asociación Empresarial Eólica Lanza El Anuario Eólico 2021: Un análisis De La Situación Actual De La Eólica En España Y En El Mundo, 2021)
Se caracteriza por el uso del viento como fuente productora de energía. El viento hace mover las aspas del aerogenerador provocando energía cinética, que es transformada después en eléctrica mediante el generador. Los aerogeneradores se colocan en un parque eólico y se elige su localización teniendo en cuenta variables como las corrientes de aire, la frecuencia o la velocidad del viento para sacar el mayor rendimiento energético posible
En resumen, la energía eólica ofrece una gran cantidad de beneficios No produce ningún tipo de gas nocivo para el medio ambiente y es una fuente inagotable de energía Por lo tanto, no es dañino para el planeta y es una gran alternativa a los combustibles fósiles
Por último, cabe destacar el bajo impacto en la población al buscar zonas alejadas de la metrópoli, evitando cualquier tipo de interferencia con la vida cotidiana de la sociedad
Es por ello que el parque seleccionado para este proyecto, Jaulín, está situado a unos 30 km de la ciudad de Zaragoza, Aragón
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2. El objeto de estudio
Para poner en marcha un aerogenerador es muy importante encontrar un lugar adecuado y con buenas condiciones de viento En este caso, el lugar elegido es Jaulín (Latitud: 41.4533, Longitud: -0.994892 41° 27′ 12″ Norte, 0° 59′ 42″ Oeste), un pueblo situado en la comunidad autónoma de Aragón, en la cual podemos encontrar perfectas condiciones para ello, ya que hay una gran corriente de viento (ver Anexo I)
El objetivo de este proyecto es determinar la clase de aerogenerador más adecuada para este parque eólico, utilizando los datos proporcionados por la empresa Siemens Gamesa Los datos se recolectan mediante anemómetros, radares, sonares y otros sensores que recogen datos diezminutales de velocidad, dirección, frecuencia del viento y demás Se utiliza la información recogida durante todo un año y se realiza un estudio estadístico para determinar la clase del aerogenerador.
Asimismo, es fundamental tener en cuenta la normativa y una serie de especificaciones técnicas que han sido evaluadas y aprobadas para la seguridad del cliente, como los propios trabajadores o ciudadanos que habitan cerca de los aerogeneradores. Estas normas tomarán un gran papel a la hora de la elección del aerogenerador.
No obstante, hay que ajustarse al precio pedido por el cliente, es decir, hacer un balance económico teniendo en cuenta el coste de instalación en función del tipo y tamaño del aerogenerador y los materiales utilizados para ello, siempre dentro del presupuesto.
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3. Antecedentes
3.1 Definiciones operacionales
Energías Verdes: Son todas las energías limpias, que no producen ningún tipo de contaminación y proceden de fuentes totalmente renovables. (Garrett, 2022)
Energía cinética: Es la energía de un cuerpo debido a su movimiento (Ropero, 2021)
Frecuencia de viento: Es el % de tiempo el cual nos indica la dirección determinada del viento (Danish Wind Industry Association, 2003)
Exponente de Cortadura: Es la variación de la velocidad del viento con la altura respecto al suelo (Ministro de industria, comercio y turismo, 2006)
Anemómetro o sensor de velocidad de viento : Se encargan de medir la velocidad instantánea del viento, permite medir inmediatamente la velocidad de pico de una rafaga de viento Se puede encontrar generalmente dos tipos, de cazoletas (constituye de 3 cazoletas las cuales rotan horizontalmente y producen una señal de tensión AC de onda sinusoidal proporcional a la del viento) y sónico (mide el viento mediante transducción ultrasónica de estado sólido) (Anemómetros Qué Es Un Anemómetro Y Cómo Mide La Velocidad Del Viento, n d )
Radar: Es un sensor que utiliza ondas electromagnéticas que permiten medir la velocidad (en nuestro caso del viento), distancias y localizaciones (El Radar ¿Qué Es Y Cómo Funciona?, n d )
Sónar: Es un instrumento que usa las ondas del sonido para detectar objetos o velocidades (Cómo Funciona El Sonar, n d )
Veleta de viento: Es un instrumento de medición que nos permite saber la dirección exacta del viento (Danish wind industry association, 2003)
LiDAR: Es un dispositivo de medición que utiliza tecnología de teledirección basada en el láser (¿Cómo Funciona El Mapeo De Los UAV 3DLiDAR ? - Recursos Y Conocimientos, n d )
SoDAR: Es un instrumento que mide la velocidad y dirección del viento a distintas alturas mediante impulsos acústicos y permite medir perfil vertical de viento (Sistemas De Medición
LiDAR Y SoDAR, n d )
Intensidad de turbulencia: Es el ratio de la desviación estándar de la velocidad de viento a una determinada altura entre la velocidad media para un periodo de diez minutos
Ángulo de inclinación media de flujo: Es la inclinación angular con la que el viento incide sobre un plano horizontal a un objeto
3.2 Estado de la Cuestión
La energía eólica es un tema tratado en numerosas investigaciones dada la necesidad de un recurso sostenible para este planeta y a la evolución del sector durante la última década.
Se pueden encontrar distintos estudios sobre aerogeneradores y sus numerosos tipos en cuanto a construcción (HERRERO GARCÍA et al., 2001, #). Asimismo, otros trabajos (Villarrubia López, 2011, #) comparan las diferentes clases de aerogeneradores entre sí, pero lo hacen superficialmente y sin entrar en detalle. En contrapartida, este trabajo se presenta atendiendo a su idoneidad relativa a las condiciones del emplazamiento, así como al rendimiento económico
Otro de los aspectos diferenciadores de esta investigación es que se utilizan los datos reales suministrados por una de las mayores empresas dedicadas a las energías renovables de España (Siemens Gamesa), que otros proyectos no disponen, para la determinación de la clase del aerogenerador en un parque eólico concreto
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3.3 Contextualización
El entorno seleccionado en este proyecto, como antes se ha mencionado, es una colina situada al lado de Jaulín, un pequeño pueblo en la provincia de Zaragoza Según los datos suministrados por Siemens Gamesa y los estudios realizados con el método anteriormente descrito mediante diferentes aparatos de medida, este sitio está caracterizado por tener grandes corrientes de viento, lo cual lo hace conveniente para situar un aerogenerador Dependiendo de la potencia del viento se tendrá que seleccionar una máquina más grande o pequeña
Para establecer la clase de aerogenerador más adecuada para el emplazamiento, se basará en las variables y subvariables indicadas en la normativa existente (IEC 61400-1 Ed4): velocidad media anual, intensidad de turbulencia, exponente de cortadura, ráfagas de velocidad y dirección de viento, etc
Estos datos se recogen de un mástil meteorológico de 140 metros de altura, que viene equipado con sensores a distintas alturas para recopilar la mayor cantidad de variables y poder realizar un mejor estudio Los sensores pueden ser tanto anemómetros de cazoletas, como veletas, sensores sónicos 3D o sensores de temperatura y presión Al mismo tiempo, se recopilan datos recibidos por sensores remotos ubicados en el suelo, LiDAR y SoDAR Estos datos se recogen cada diez minutos durante todo un año para su posterior análisis
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4. Hipótesis y objetivos
El principal objetivo de este proyecto es determinar qué clase de aerogenerador es el más adecuado para el parque eólico de Jaulín, mediante los datos proporcionados por Gamesa y la aplicación de la normativa internacional existente (IEC 61400-1 Ed4), tanto desde un punto de vista económico como de un punto de vista civil
En distintos ejemplos de antiguos aerogeneradores situados cerca de la zona seleccionada y sabiendo que la velocidad media del viento es de 7 m/s aproximadamente, nuestro aerogenerador correspondería a la clase III La normativa establece que si la velocidad media anual de viento es inferior a 7,5 m/s, el aerogenerador será de clase III (ver Tabla 1)
Para dar más fuerza a la hipótesis, Global Wind Atlas proporciona información sobre la velocidad media del viento en el área del emplazamiento En este caso es menor que 7,5, entrando así en el rango de clase III (ver Anexos II y III).
Para ser más precisos, se ha asumido que el aerogenerador pertenece a la subclase B; que es la opción intermedia y habitual, debido a que no se dispone de suficientes datos para poder probarlo de una forma matemática. En esta zona no hay vegetación ni obstáculos, por lo tanto, la subclase B es la más neutral. En definitiva, la hipótesis final concluye que el aerogenerador debería ser de clase III B.
La normativa IEC 61400-1 Ed4 es la utilizada como referencia para corroborar la hipótesis:
Tabla 1: Tabla para la determinación de la clase del aerogenerador
Fuente: Normativa IEC 61400-1 Ed4.
Wind turbine class I II III S Vave (m/s) 10 8,5 7,5 Values specified by the designer Vref (m/s) 50 42,5 37,5 Tropical (m/s) Vref T 57 57 57 A+ Iref (-) 0,18 A Iref (-) 0,16 B Iref (-) 0,14 C Iref (-) 0,12
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5. Metodología
La metodología en este estudio está muy enfocada al análisis de datos y a la utilización de programas informáticos cómo las Hojas de Cálculo de Google Se plantea un estudio analítico y estadístico de los diversos datos recopilados en el parque eólico de Jaulín A continuación se expone una breve explicación de cómo esos datos deben ser tratados después de comprobar que toda la información es útil y correcta
5.1 Recopilación de datos
A lo largo de prácticamente un año, concretamente del 9 de octubre del 2007 a las 14:29 horas hasta el 5 de octubre del 2008 a las 23:43, se fueron recogiendo datos diezminutales de múltiples variables De cada una de estas variables se tienen los valores de cuatro subapartados estadísticos: media, desviación estándar, máximo y mínimo Las variables se encargan de analizar múltiples factores que serán tomados en cuenta a la hora de determinar la clase de aerogenerador óptima Los datos son recogidos gracias a varios dispositivos colocados a distintas alturas
El termómetro se encarga de medir la temperatura del aire en grados Celsius y está colocado a 10 y 120 metros de altura respecto del suelo
El barómetro recoge la presión atmosférica en milibares a 10 y 120 metros de altura respecto del suelo
Cinco veletas miden la dirección del viento en grados a 51, 70, 90, 120 y 140 metros del suelo
Por último, hay dos tipos de anemómetros: de cazoletas y sónicos El primero se encarga solamente de medir la velocidad del viento en metros por segundo (m/s) a alturas de 51, 70, 90, 118, 120 y 140 metros del suelo. El sónico no solo se encarga de medir la velocidad sino que también determina la dirección y el ángulo de flujo del viento a 51, 90, 120 y 140 metros de altura. Estos datos se recopilan en una hoja de cálculo como se muestra en la Figura 1.
Como se puede ver el dato T10, es decir, temperatura a los 10 metros de altura, se recoge cada 10 minutos y tiene 4 apartados estadísticos: “mean” que establece la media, “std” que es la desviación estándar, “max” que es el dato de mayor valor que se ha registrado y “min” que es el dato de menor valor registrado
Figura 1. Ejemplo de la recopilación de datos
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Fuente: Elaboración propia
5.2 Análisis de los datos
Una vez recopilados todos estos datos, el objetivo es compararlos con la norma internacional actual (IEC 61400-1 Ed4) Cualquier dato que no esté dentro de la normativa será eliminado o filtrado de la tabla para que el resultado sea lo más exacto posible
Tomando como ejemplo la casilla marcada en la Figura 1, la temperatura máxima a 10 metros del suelo es de 10,828908 ºC La norma estipula en el apartado A 7, que el dato puede ser tomado en cuenta si está entre los -40ºC y los 50ºC Como en este caso la temperatura se encuentra en este intervalo, el dato es válido y no hay que borrarlo del archivo Por ejemplo, en caso de que la temperatura mostrase un valor de 120ºC, habría que eliminar ese dato ya que a la hora de realizar gráficas, tablas estadísticas, comparaciones o medias influirá negativamente en la exactitud del trabajo
En el caso de que un dato salga repetido seguidamente, se debe eliminar Por ejemplo, si se tiene un dato con un valor de 50,5 m/s a las 12:54 y se ve que desde esa hora hasta las 15:54 se repite el mismo valor de 50,5 m/s, significa que el sensor posiblemente se habrá quedado bloqueado y hay que eliminar estos datos
Los anemómetros no pueden exceder una determinada velocidad El de cazoletas está limitado a 70 m/s y el sónico a 45 m/s Si un dato la excede hay que eliminarlo Además, hay que tener en cuenta que si repetidamente muestra 70 m/s como máximo, es posible que la velocidad sea mayor pero que no lo esté captando, así que también se eliminan esos datos
5.3 Creación de variables
Una vez se han eliminado y filtrado los datos problemáticos, se tienen que añadir variables secundarias para poder determinar la clase del aerogenerador Estas variables son: densidad de aire, intensidad de turbulencia, exponente de cortadura del viento, cortadura vertical de dirección y estabilidad atmosférica Para calcular estas variables secundarias hay que partir de fórmulas matemáticas que están basadas en las variables primarias proporcionadas por los sensores
Densidad de aire: �� = �� ��•��
D= Densidad del aire (KG/m3)
P= Presión del aire (Ba)
R=Constante para el aire seco: 287,05 (J/KG x K)
T=Temperatura del aire (K)
Intensidad de turbulencia: ���� = σ ��
Tl= Intensidad de turbulencia
= Desviación estándar de la velocidad del viento σ
V= Media de la velocidad del viento.
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Exponente de cortadura del viento: α =
��= Exponente de cortadura
Vhx=Velocidad viento a x altura Hx: Altura
Cortadura vertical de dirección: veer = WDh2 - WDh1
WDhx = media dirección de viento a x altura
Estabilidad atmosférica: ∆����100�� = (��ℎ2 ��ℎ1) (��2 ��1) · 100
T= Temperatura
H= Altura
5.4 Análisis gráfico
Una vez creadas estas variables, se procede a hacer un análisis gráfico de los datos obtenidos Para que sea lo más exacto posible hay que generar múltiples gráficos Los más utilizados serán los de dispersión ya que al haber tantos datos se puede ver dónde se encuentran concentrados la mayoría de ellos Además, se usarán de tipo radial para las direcciones y velocidades del viento ya que es una forma muy visual de representar estos factores (ver Anexos IV y V)
También se han creado mediante Hojas de Cálculo de Google unas tablas dinámicas Son unas tablas que permiten comparar dos variables diferentes y mostrar las más repetitivas en un intervalo Es decir, al comparar la velocidad frente a la dirección del viento, se crea una tabla dinámica entre estas dos variables y se mostrará cuales son los intervalos en los que se agrupan
Por último, una vez obtenidas las gráficas y tablas que permiten realizar un análisis exhaustivo de las condiciones del parque eólico, se comparan los datos con los de la Tabla 1 de la norma IEC 61400-1 Ed4 para determinar cuál es la clase de aerogenerador óptima para este emplazamiento
㏑(��ℎ2 ��ℎ1) ㏑(��2 ��1)
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6. Resultados
6.1 Distribución del viento a distintas alturas mediante un sensor de cazoletas:
Fuente: Elaboración propia
Figura 3 Rosa de vientos a 140 metros
Figura 2 Rosa de vientos a 51 metros
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Fuente: Elaboración propia
Fuente: Elaboración propia
6.2 Intensidad de
Figura 4. Distribución Weibull de la velocidad de viento a 140 metros.
turbulencia
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Figura 5 Media de la Intensidad de Turbulencia a 51 metros por estaciones
Fuente: Elaboración propia
Fuente: Elaboración propia
Figura 6 Intensidad de turbulencia a 140 metros respecto a la velocidad del viento
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Figura 7. Comparación de la turbulencia a distintas alturas.
Fuente: Elaboración propia
6.3 Exponente de Cortadura
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Figura 8 Exponente de cortadura respecto de la velocidad del viento
Fuente: Elaboración propia
Fuente: Elaboración propia
Figura 9 Variación del exponente de cortadura según la altura
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6.4 Ángulo de inclinación media de flujo (inflow)
Figura 10 Media del Inflow a 140 metros respecto a la dirección del viento
Fuente: Elaboración propia
Figura 11 Cortadura vertical de dirección de viento a 51-140 metros
Fuente:Elaboración propia
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7. Análisis y discusión
Este apartado se divide en cuatro secciones en base a las distintas características que se necesitan para la determinación del aerogenerador
7.1 Determinación clase principal
Mediante las Figuras 2, 3 y 4 se analiza la velocidad del viento
En la Figura 2 el sensor está situado a 51 metros de altura Se pueden observar dos direcciones que resaltan La más abundante, en dirección NO (Noroeste) y O (Oeste) El viento predominante está en un intervalo de velocidad de 5-10 m/s, que es donde el mayor porcentaje de datos se sitúa En dirección SE (Sudeste), en menor cantidad, también se encuentran vientos mayoritariamente de un valor de velocidad de 5 m/s
Asimismo, en la Figura 3 y en el Anexo VI, el viento dirección NO es el predominante Sin embargo, al estar situado el sensor a 140 metros las interferencias son menores, encontrándo la velocidad predominante en torno a 5-10 m/s
En la Figura 4, se ha utilizado la distribución Weibull para determinar en qué franjas hay más probabilidad de obtener una velocidad de viento determinada Esto se puede observar comparando la distribución Weibull en base a los datos obtenidos (rojo), con la intersección del área marcada por debajo de la línea de la distribución normal de estos datos (azul) De él se desprende que el intervalo de 0-7 m/s es la velocidad de viento más probable, mientras que el resto de velocidades serán, a priori, menos frecuentes
Con todos estos resultados se calcula la media de velocidad de viento total que se da en Jaulín a una altura de 140 metros, concluyendo que su valor es de 6,2 m/s
7.2 Determinación subclase
Una vez analizada la velocidad del viento, se examina la intensidad de turbulencia Esta es una variable clave en la determinación de la subclase del aerogenerador
La representación en la Figura 5 consiste en la variación de la intensidad de turbulencia del viento a lo largo de las estaciones del año, medido a 51 metros de altura
Se aprecia cómo las estaciones más calurosas son las que tienen mayor valor en la gráfica, es decir, en estas la intensidad de turbulencia es mayor A mayor temperatura, la variación de la velocidad del viento es más brusca
Además, la Figura 6 es fundamental para determinar la subclase del aerogenerador En la Tabla 1 están especificados los valores de las subclases en base a la intensidad de turbulencia
Las variables se aplican en la gráfica y se comparan con los datos que ya habían sido proporcionados anteriormente En este caso se utiliza el percentil 90, que se obtiene con una fórmula establecida por la normativa para una distribución log-normal (MediaTI + 1,28 * Desviación Estándar TI)
A lo largo de un día completo la intensidad de turbulencia puede variar En Jaulín, se observa que hay más turbulencia entre las 9:00 y las 20:00 horas, es decir, durante el rango de horas más calurosas de un día promedio No obstante, dependiendo de la altura de cada sensor la turbulencia puede variar Cuanta más altura, hay menos turbulencia (Ver Figura 7)
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7.3 Determinación de la altura del aerogenerador
Para determinar la altura que debe tener el aerogenerador se utiliza la variable del exponente de cortadura mostrado en las Figuras 8 y 9
En la Figura 8 se analiza la velocidad del viento con respecto al exponente de cortadura Se concluye que en el intervalo que va de 6 a 10 m/s aproximadamente, se encuentra el valor máximo del exponente de cortadura Esto significa que hay una gran variación de la velocidad del viento en este tramo
El exponente de cortadura varía dependiendo de la altura del sensor y del momento de la recogida de datos, tal como se observa en la Figura 9 En este caso a mayor altura se obtiene un mayor valor del exponente de cortadura Durante las horas del día más cálidas, 12:00-18:00, los valores pueden llegar a alcanzar puntos incluso negativos Esto significa que el aumento de la velocidad del viento es mínimo
Se ha seleccionado una altura de 140 metros para plasmar la gráfica debido a que lo ideal es poner la máquina de mayor tamaño posible (diámetro, rotor y altura torre) En la Figura 9 se observa que la velocidad de viento se incrementa conforme más alta sea la altura de la toma de medición
7.4 Análisis del terreno del emplazamiento
Finalmente se estudia el terreno en el que el aerogenerador va a ser colocado a través del ángulo de inclinación media de flujo (Figura 10) y el estudio de la cortadura vertical de dirección (Figura 11)
En la Figura 10 se analiza el ángulo de inclinación del viento incidente en el aerogenerador Se concluye que en el Este los valores son positivos y en el Oeste son negativos
En otras palabras, el emplazamiento está en una pendiente ascendente de Oeste a Este
Por otro lado, en la Figura 11 se estudia el terreno para ver si hay obstáculos que impiden pasar al viento de una forma natural (colinas, árboles, etc) Se aprecia una notable diferencia entre el valor del N y el del NE, esto parece ser que es debido a que en esa dirección posiblemente se encuentre algún accidente geográfico que altere la dirección del viento
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8. Limitaciones y perspectivas futuras
Durante el análisis de datos, se han detectado varios errores Esto puede generar confusión y conducir a resultados incorrectos Se ha efectuado una limpieza de datos erróneos (aplicando la normativa) para poder trabajar con el resultado lo más preciso posible Del 100% de los datos totales, aproximadamente un 15-20% han sido eliminados
En esta tabla se observa el porcentaje de datos utilizados por cada variable
En este caso, sale un número muy bajo en la temperatura y presión debido a que los sensores a 120 metros fueron instalados más tarde
Tabla 2. Total de datos utilizados por cada variable
Fuente: Elaboración propia
Por otra parte, la normativa suele cambiar con relativa frecuencia Si se diera esta situación, se debería revisar el estudio completo en caso de inclumpimiento y actualizarlo acorde con la futura normativa
En caso de que el aerogenerador haya sido mal seleccionado, su funcionamiento no sería óptimo, presentando más problemas de reparación y mantenimiento, con la consecuente pérdida económica y las limitaciones en cuanto a producción y disponibilidad energética
En el ámbito personal, durante el primer año del proyecto se han tenido ciertas complicaciones para realizar reuniones Debido a que un miembro del proyecto se encontraba en Estados Unidos los encuentros eran vía Meet semanalmente
Para analizar los datos, se ha utilizado la Hoja de Cálculo que proporciona Google. El proceso de eliminación de datos y construcción de las gráficas, ha sido efectuada con más lentitud debido al desconocimiento de esta herramienta informática.
Variable Datos utilizados del 100% Temperatura (Cº) 73,15% Presión (hPa) 72,53% Velocidad del viento (m/s) 85,24% Dirección del viento (º) 87,82% Velocidad horizontal del viento (m/s) 87,84%
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9. Conclusiones
Con todas las gráficas analizadas, se obtienen distintas conclusiones que en conjunto determinan el tipo de aerogenerador
La velocidad media total del área del emplazamiento es de 6,2 m/s Se aplica la Tabla 1 de la norma (IEC 61400-1 Ed4) a este valor, obteniendo así la clase principal III
Para determinar la subclase aplicamos el Percentil 90 (Figura 6) La línea que define el Percentil 90 (azul) está constantemente por encima de la subclase C por lo que se descarta Además, está por debajo de la línea B (verde) y en prácticamente todo el gráfico es a la que más se aproxima No se escogen las otras subclases ya que supondría un mayor gasto en materiales, que a pesar de tener mayor estabilidad no sería necesario La opción B es, pues, la óptima para el aerogenerador.
La altura seleccionada para la torre del aerogenerador es de 140 metros. Como se ve en la Figura 9, el exponente de cortadura se incrementa con la altura. Esto significa que a 140 metros es donde la velocidad de viento llegará a su valor máximo y el aerogenerador rendirá mejor y de forma más productiva energéticamente.
En conclusión, el aerogenerador elegido para el emplazamiento indiciado de Jaulín debe ser de clase IIIB y tener una altura de 140 metros.
Comparando la conclusión con la hipótesis inicial, pese a haber algunas diferencias entre la velocidad de viento estimada y la real, el resultado es el mismo y por ello la hipótesis es válida.
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Villarrubia López, M (2011) Ingeniería de la energía eólica Marcombo
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Anexos
Anexo I: Imágenes tomadas en el emplazamiento de Jaulín
Fuente: Siemens Gamesa
Anexo II: Distribución de velocidad media del viento en el área de Jaulín
Fuente: Global Wind Atlas
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Anexo III: Distribución de velocidad media del viento en el área de Jaulín
Fuente: Global Wind Atlas
Anexo IV: Ejemplo gráfica dispersión
Fuente: Elaboración propia
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Anexo V: Ejemplo gráfica radial
Fuente: Elaboración propia
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Fuente: Elaboración Propia
Anexo VI Datos numéricos rosa de vientos 140 metros COUN T de Cup14 0(mea n) WD 140 bin 22, 5º WS14 0bin1 m/s N NE E SE S SO O NO Suma total 0 5 4 8 5 9 8 6 11 9 11 15 15 21 8 3 3 141 1 71 89 93 99 103 99 137 128 148 186 141 150 153 142 122 121 1982 2 163 136 148 180 187 204 193 241 160 177 203 199 254 270 316 281 3312 3 204 181 174 208 181 203 230 181 117 136 155 245 326 480 479 322 3822 4 207 148 74 99 164 260 286 153 80 75 168 235 367 583 773 365 4037 5 149 66 42 58 117 274 279 168 75 84 157 274 409 700 1064 419 4335 6 83 39 30 62 123 310 283 167 54 71 173 302 372 788 1224 413 4494 7 42 5 13 41 83 307 233 88 60 71 160 289 314 851 1287 374 4218 8 15 30 13 35 81 269 193 63 52 61 176 261 285 758 1421 329 4042 9 9 18 17 31 78 313 195 67 31 24 155 194 329 780 1357 199 3797 10 12 10 9 29 53 246 121 36 24 21 95 150 304 606 1422 158 3296 11 8 8 11 14 33 198 81 17 12 23 62 118 295 447 1222 112 2661 12 3 5 4 5 35 116 46 14 7 11 47 82 227 252 995 73 1922 13 1 3 4 6 13 50 21 2 8 10 34 56 189 137 840 43 1417 14 1 2 1 5 1 10 10 5 2 24 36 157 78 661 22 1015 15 8 3 3 4 8 1 2 7 17 148 55 369 17 642 16 3 1 7 9 16 126 20 212 18 412 17 6 5 2 3 18 85 17 141 15 292 18 2 1 7 16 45 4 90 11 176 19 4 22 5 39 5 75 20 6 16 22 7 51 21 1 1 6 2 10 22 1 2 1 4 Suma total 973 744 641 896 1265 2870 2318 1362 842 963 1791 2684 4446 6981 14067 3310 46153
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