Issuu on Google+

Autor: Carles Cánovas Ferré Tutor: José Antonio González Modalitat: Tecnologia Curs: 2011 - 2012 0


ÍNDEX

Pàgines

1- Introducció................................................... 4 2- L’Energia eòlica: Orígens i evolució.............. 6 2.1 – Origen del vent....................................................

6

2.2 – Evolució de l’ús de l’Energia eòlica.....................

11

3-Aerogeneradors........................................... 15 3.1- Parts d’un aerogenerador....................................

14

3.1.1 – Pales ......................................................

14

3.1.2 – Boixa .....................................................

17

3.1.3 - Rotor ......................................................

17

3.1.4 – Generador .............................................

18

3.1.5 – Multiplicador ........................................

20

3.1.6 – Frens ......................................................

20

3.1.7 – Sistema de control .................................

21

3.1.8 – Gòndola .................................................

21

3.1.9 – Torre i cimentació ..................................

22

3.2- Tipus d’aerogenerador ........................................

25

3.2.1 – Segons l’eix ............................................

25

3.2.2 - Segons l’orientació respecte el vent ......

26

3.2.3 - Segons el nombre de pales.....................

26

4- Els Parcs Eòlics............................................ 28 4.1 – Influències ..........................................................

29 1


4.1.1 – Influència del vent ..................................

29

4.1.2 – Influència del terreny..............................

29

4.1.3 – Influència dels aerogeneradors..............

30

4.1.4 – Influència de a xarxa elèctrica.................

30

4.2 – Tipus Instal·lacions ..............................................

31

4.2.1 – Instal·lacions eòliques reduïdes ..............

31

4.2.2 – Instal·lacions eòliques de gran dimensió..

33

4.3 – Estudi d’una central eòlica...................................

39

4.3.1 – Parc eòlic del baix Ebre............................

39

4.3.2 – Aerogenerador ECO100 (La Colladeta) ...

45

5 – Disseny d’un parc eòlic............................. 48 5.1- Situació................................................................

48

5.2- Estudi del terreny................................................

50

5.3- Estudi del vent.....................................................

51

5.4- Estudi dels aerogeneradors................................

56

5.5- Rendibilitat econòmica.......................................

58

6 – Conclusió.................................................. 62 7 – Bibliografia............................................... 64 8 – Annexos: 8.1- Memòria tècnica de la maqueta.........................

1

8.2- Seguiment del treball..........................................

20

2


PREFACI Des de ben petit passo els estius en un poble de les Terres de l’Ebre , al llarg dels anys el paisatge ha anat canviat , unes enormes màquines blanques van emplenant els turons del Perelló, de Tortosa, el Coll de la Teixeta.., girant sense parar. Aquestes turbines sempre m’han atret i , potser ha estat aquest el motiu que va fer que de seguida tingués clar quin seria el tema del meu Treball de Recerca: l’energia eòlica. El que em va costar més va ser decidir com concretar el tema, i aquí és on va intervenir el meu professor Daniel Parcerisas, a qui li agraeixo la idea de fer una maqueta del parc eòlic. Li dono mil gràcies al meu cosí Eloi Videllet que és la persona que m’ha mostrat d’aprop aquests meravellosos enginys , el que m’ha facilitat els aparells per fer l’estudi de camp, i la persona que m’ha animat a prosseguir aquest meravellós treball. A l’hora de fer la maqueta topogràfica Mercedes Sanz, cartògrafa i veïna , em va donar valuosos consells sobre els materials que havia d’emprar , alguns lloc web per consultar que m’han servit molt i, em va aconsellar que visités lUniversitat d’Arquitectura i la tenda de maquetisme. No puc oblidar als meus pares, a qui he d’agrair-los-hi la paciència de portar-me sovint al poble de Benifallet per fer l’estudi de camp i tenir la casa embolicada durant molt de temps. Però sobretot, aquest treball no hagués estat tan ben fet sense l’ajut del meu tutor, José Antonio González, que m’ha guiat durant tot el treball de Recerca sempre amable i atent a les meves consultes.

3


1- Introducció Amb el vent a favor: Estudi i disseny d’un parc eòlic és un treball de recerca que pretén proposar la instal·lació d’un nou parc eòlic viable en la zona del Baix Ebre. La idea va néixer davant la necessitat d’incrementar l’obtenció d’energia elèctrica utilitzant fonts renovables, considerant que l’energia eòlica ha tingut un gran avenç tecnològic, factor que permet una major productivitat. A més, en els últims deu anys ha hagut una evident proliferació de parcs eòlics en el sud de Catalunya per les òptimes condicions climàtiques atès tot el potencial eòlic que té la zona, tot això ha permès proveir d’energia elèctrica ecològica, a un gran nombre de famílies. Per començar el projecte d’un parc eòlic cal fer una cerca d’informació sobre l’energia eòlica, els aerogeneradors i diferents models de parcs eòlic, ampliant l’estudi amb la visita a diferents parcs. Un cop feta la recerca d’informació cal concretar el terreny adient fent un estudi de camp per comprovar la seva viabilitat aplicant els coneixements adquirits. Per finalitzar es construirà una maqueta topogràfica recreant el projecte en el lloc real i concret. El projecte presenta uns objectius clars que conjuguen la recerca, la investigació, el càlcul i la proposta visual d’un parc eòlic. El primer objectiu d’aquest treball és afavorir l’ús de l’energia eòlica, per tant, cal conèixer l’evolució de l’ús de l’energia eòlica, per saber el que ha avançat l’aprofitament del vent al llarg de la història, tot i coneixent els diferents enginys que l’home ha creat, fins arribar a la creació de l’aerogenerador i l’evolució d’aquests aparells fins l’últim model, tanmateix cal diferenciar les diferents parts i el funcionament d’un aerogenerador. Una altra fita d’aquest treball és conèixer d’a prop el funcionament del aerogeneradors, així com els diferents aparells que permeten la mesura del vent (logger, Penell, veleta), saber-ne llegir les dades que generen, entendre la velocitat i direcció del vent tanmateix com els factors que l’optimitzen o obstaculitzen. Per fer un bon estudi de camp, cal treballar en el lloc on es vol construir el parc eòlic, instal·lar-hi els diferents aparells de mesura i recollir les dades enregistrades periòdicament. A continuació, aprendre a traslladar les dades del vent a les diferents gràfiques que permetin

4


extreure la mitjana del vent d’una determinada zona i saber si aquesta zona permet la creació d’un parc eòlic. També és interessant saber distingir els diferents elements que formen alguns parcs eòlics i els diferents dissenys, per valorar quin tipus és el més adient en la creació del parc eòlic del Colldesom. Un objectiu important és aconseguir una instal·lació eòlica que doni beneficis a curt termini, per tant, és necessari consultar dades de consum energètic, fer càlculs per afavorir la rendibilitat, saber el cost dels diferents aparells, i contrastar-los amb la seva producció. L’últim objectiu és presentar en forma de maqueta aquesta proposta de parc eòlic, per aconseguir aquest fita cal aprendre a interpretar un mapa topogràfic, treballar a escala per tal de produir la maqueta del terreny real, a més a més , cal saber utilitzar els materials més adients per elaborar la maqueta, saber situar-hi els diferents aerogeneradors, accessos, condensadors i altres parts necessàries per al funcionament d’un parc eòlic. Cal tenir present que la zona reproduïda és real, per tant cal conèixer la zona, relleu, vies i accessos, així com els nuclis urbans propers. La creació d’un nou parc eòlic comportarà un canvi en la zona natural, per tant cal aprendre a ser respectuosos amb la natura, minimitzant l’impacte visual, sonor i ecològic.

5


2- L’Energia eòlica: orígens i evolució L’energia eòlica és l’energia que obtenim del vent i dels corrents d’aire. El lexema d’aquesta paraula d’etimologia grega prové d’Eolo, déu del vent en la mitologia, d’aquí ha esdevingut que tota l’energia procedent del vent s’anomeni, energia eòlica. Aquesta forma d’obtenció energètica va tenir els seus inicis fa uns 5000 anys, quan els egipcis(3000aC) i, més tard, els fenicis van saber utilitzar la força del vent per a impulsar els vaixells. Des de l’inici del l’aprofitament d’aquesta energia, tant els egipcis com els fenicis es van adonar del principal inconvenient d’aquesta energia, la seva discontinuïtat.

2.1 – Origen del vent El vent es pot definir de moltes formes diferents, però totes les definicions destaquen uns mateixos elements. Segons la definició extreta del diccionari http://www.diccionari.cat/ “El vent és un moviment natural, generalment horitzontal, de masses d'aire”, observem que el vent és un fenomen meteorològic natural de les masses d’aire. La definició del vent ha anat canviant al llarg del temps, alguns dels grans pensadors grecs van aportar les següents definicions, en totes es veu la importància que se li donava. Anaxímenes deia que l’aire era el principi de totes les coses. Empédocles el va considerar com un dels quatre elements primordials, juntament amb l’aigua, el foc i la terra. Però, quin és, en realitat, l’origen del vent? El vent prové de l’energia Solar, l’escalfament desigual de la superfície terrestre produeix pressions altes i pressions baixes en diferents zones. La compensació d’aquesta diferència de pressions dóna lloc al que coneixem com a vent. Explicat d’una altra manera, els corrents d’aire fred del mar s’escalfen al passar per la terra, això fa que l’aire sigui menys dens i, per tant, ascendeixi. L’ascens de l’aire calent donarà lloc a diferents tipus de vent segons els obstacles que es trobi (muntanyes, barrancs,...) . Així doncs, el vent es defineix en funció de la seva velocitat i de la seva direcció. El registre dels diferents vents permet conèixer les característiques del vent en cada posició geogràfica. El diagrama més utilitzat per a fer aquest registre és la rosa dels vents.

6


La rosa dels vents és un element utilitzat com a diagrama per a representar la intensitat (freqüència i velocitat) del vent en els 32 sectors en què podem dividir l’horitzó. L’ús d’aquest signe va tenir un inici en la cartografia portolana (tècnica d’elaboració de mapes nàutics a Venècia i Mallorca durant l’època ...) fins a l’actualitat. En la rosa dels vents es poden observar els noms i direccions dels diferents tipus de vents:

Tramuntana – Nord

Gregal – Nord-Est

Llevant – Est

Xaloc – Sud-Est

Migjorn – Sud

Garbí o Llebeig – Sud-Oest

Ponent – Oest

Mestral o Cerç – Nord-Oest

Al 1805 davant la necessitat de conèixer com afectaven els diversos tipus de vents en la navegació es va crear una escala on es classificaven els tipus de vent segons la seva intensitat amb les conseqüències que provocaven sobre un vaixell: Escala de Beaufort de la Força dels Vents. Poques dècades després, al 1850 es va acabar de completar l’Escala de Beaufort incorporant les velocitats dels vents (calculades amb anemòmetres). Escala de Beaufort: (gràfica)

7


Taula de especifcacions per a l’escala beaufort de vent VELOCITAT DEL VENT Nombre Beaufort

Terme descriptiu

m/seg

Km/h

Milles per hora

Nusos

ESPECIFICACIONS

0

Calma

0 a 0.2

1

1

0

El fum s’eleva verticalment.

1

Ventolina

0.3 a 1.5

1a5

1a3

1a3

La direcció del vent es revela pel moviment del fum, però no per la veleta.

2

Brisa suau

1.6 a 3.3

6 a 11

4a7

4a6

El vent es percep en el rostre, les fulles s’agiten, la veleta es mou.

3

Brisa lleu

3.4 a 5.4

12 a 19

8 a 12

7 a 10

Fulles i branques s’agiten constantment, el vent desplega banderoles.

4

Brisa moderada

5.5 a 7.9

20 a 28

13 a 18

11 a 16

El vent aixeca pols i fulles de paper, les branques s’agiten.

5

Vent refrescant

8.0 a 10.7

29 a 38

19 a 24

17 a 21

6

Vent fort

10.8 a 13.8

39 a 49

25 a 31

22 a 27

7

Vent molt fort

13.9 a 17.1

50 a 61

32 a 38

28 a 33

Els arbustos amb fulles es gronxen, es formen ales amb cresta en les aigües interiors. Les branques grans s’agiten, els fils dels telègrafs xiulen, l’ús de paraigües es complica. Els arbres sencers s’agiten, la marxa en contra del vent és escassa.

8

Temporal

17.2 a 20.7

62 a 74

39 a 46

34 a 40

El vent trenca les branques, és impossible la marxa en contra del vent.

9

Temporal fort

20.8 a 24.4

75 a 88

47 a 54

41 a 47

10

Temporal molt fort

24.5 a 28.4

89 a 102

55 a 63

48 a 55

11

Tempesta

28.5 a 32.6

103 a 117

64 a 72

56 a 63

El vent causa lleugers danys a les cases ( arranca canonades, teulades, xemeneies). És estrany en els continents, s’arranquen arbres, importants danys a les cases. Observat poques vegades, causa grans destrosses.

12

Huracà

32.7 o més

118 o més

73 o més

64 o més

Gran i extensa devastació.

8


Aparells per mesurar el vent Es pot trobar diferents aparells per a mesurar les característiques del vent: la direcció i la velocitat. Anemòmetre: Aquest instrument de mesura s’utilitza per a calcular la velocitat del vent. Existeixen molts models diferents però el més emprat és el de rotació o també anomenat “de cassoleta”. L’ anemòmetre de rotació pot estar format per un molinet de 3 o 4 braços separats per un angle de 120º o 90º, respectivament, que mesuren la velocitat del vent a través de la velocitat de rotació que es transmet a l’ eix vertical. Per a poder calcular la velocitat del vent, l’anemòmetre calcula el número de voltes que capta el sensor. Veleta: És un instrument de mesura que capta la direcció del vent. La veleta està formada per una peça horitzontal que acaba en forma de cua i va unida a un eix cilíndric que li permet girar. La veleta marca la direcció del vent en graus i s’ha de situar a una altura major de 10 metres per a evitar pertorbacions del vent. Anemògraf: Aquest instrument de mesura compleix les mateixes funcions que un anemòmetre i una veleta. L’anemògraf esta format per un anemòmetre i una Veleta en un mateix eix vertical, pel que indica la direcció i la velocitat del vent. Per a indicar la direcció del vent està format per una veleta amb un eix que transmet els moviments a una agulla. L’agulla girarà damunt un disc graduat il·lustrant tots els rumbs possibles.

9


Logger: Un logger és un dispositiu electrònic on van connectats els aparells per a mesurar el vent. En aquest aparell s’hi connecten els anemòmetres i/o veletes per a enregistrar la velocitat i direcció del vent durant un temps. El logger permet veure la direcció i velocitat del vent instantàniament o calcular la mitja d’aquests en un interval de temps. Totes les dades del vent són enregistrades en una memòria que després es pot llegir en uns ordinadors especials i veure les gràfiques de les característiques del vent. Funcions del Logger: El logger disposa normalment de 16 funcions seleccionables des de el panell frontal: Funció 1 : Velocitat i direcció actual del vent en el Canal 1 ( Instantània ) Funció 1.A : Velocitat i direcció actual del vent en el Canal 2 ( Instantània ) Funció 2 : Valor de la ràfega màxima y direcció en el Canal 1 Funció 2.A : Valor de la ráfega màxima y direcció en el Canal 2 Funció 3 : Velocitat i direcció mitges en el Canal 1 Funció 3.A : Velocitat i direcció mitges en el Canal 2 Funció 4 : Hora Funció 5 : Data Funció 6 : Any Funció 7 : Tensió “sense càrrega” de les piles Funció 7.A : Tensió amb carrega màxima Funció 8 : Interval de pro-mig Funció 9 : Nombre de l’emplaçament Funció 9.A : Nombre indicatiu a escollir per l’usuari Funció 1.0 : Canal extra del xip de lectura Funció 1.0.A : Valor mig del canal extra

10


2.2 – Evolució de l’ús de l’Energia eòlica. Com dèiem anteriorment aquesta forma d’energia va tenir els seus inicis fa uns 5000 anys (3000 a. C) quan els egipcis i, més tard, els fenicis van saber aprofitar la força del vent per a impulsar els vaixells pel riu Nil. Els vaixells dels antics fenicis i egipcis aprofitaven el vent amb les veles, però en adonar-se que el vent no era una font d‘energia contínua van incorporar els rems per a utilitzar l’energia humana en el cas de no poder utilitzar la força del vent. No va ser fins al cap d’uns segles que es va començar a emprar l’energia eòlica per a d’altres finalitats. A Tibet i Mongòlia es van construir unes màquines, anomenades rodes d’oració. Aquests aparells produïen sons rituals en les celebracions religioses. Les rodes d’oració van ser construïdes en els monasteris pels monges Tibetans o mongols. Els instruments d’oració estaven formats per un eix vertical que podia rotar per acció del vent, de l’aigua o de la força humana, al voltant d’aquest eix hi havia una estructura de fusta, a l’interior de la qual hi havia escrits per a resar. Tot i que fer girar aquestes rodes tenia una finalitat religiosa, a més, es pot considerar com l’ inici de l’aprofitament de la força del vent a Àsia. Aquesta estructura caracteritzada per un eix vertical es va difondre fins arribar a Pèrsia, cap al segle II a. C. Pèrsia, va ser un dels llocs on es va desenvolupar més els coneixements del vent, i el seu aprofitament, ja que en aquells territoris hi havia grans corrents de vent amb periodicitat. Així esdevingué l’aparició dels primers molins que es coneixen amb cert detall. Aquestes màquines perses s’utilitzaven per a moldre el blat o extreure aigua utilitzant l’energia del vent. Es van anant desenvolupant al llarg del temps i no es fins al segle VII-IX que se’n coneix documentació històrica. La documentació trobada descriu les carácterístiques principals dels molins perses:

11


Eren molins d’eix vertical

Tenien un disseny molt senzill i elemental

La fabricació era poc acurada

L’estructura se centrava en una torre de maçoneria

Hi havia una paret frontal per a dirigir el vent sobre les pales.

Es regulava la intensitat del vent amb unes comportes de fusta manuals.

El rotor tenia entre 6 o 8 pales de fusta o canya fixes a un eix central

La seva importància ve donada perquè a diferència dels molins romans, aquests aprofitaven la força del vent mitjançant les pales, mentre que els molins romans utilitzaven la força humana o animal per a moure l’estructura. Aquest models de molins perses es van anar desenvolupant al llarg del temps fins que van arribar a Europa. Al S. XII apareixen els primers molins a França i Anglaterra, la seva estructura continuava sent de fusta. L’estructura dels molins es va anar desenvolupant i perfeccionant alhora que s’estenia per tota Europa. Al segle XIV apareixen els molins de torre fabricats a França, aquests nous molins ja tenen una nova estructura més eficient, les seves característiques principals són: 

Eren molins d’eix horitzontal

La torre era de pedra

L’eix horitzontal estava situada a la part alta del molí

La fabricació era més detallada i resistent

Tenien una alçada entre 3 i 9 metres

S’utilitzava un sistema d’engranatges per a transmetre l’energia generada per l’ eix

En aquests últims molins es començava a veure que l’avenç tecnològic i científic anava millorant les seves estructures externes. La fabricació era més sofisticada amb materials més resistents com és la pedra i amb estructures més grans i altes per a captar més vent.

12


A Holanda hi va haver gran interès en els molins per a l’extracció d’aigua, la construcció d’aquests molins va començar al 1740. Avui en dia, encara se’n conserven milers . S’empren per al bombeig d’aigua. El molins holandesos tenen una estructura sofisticada són d’eix horitzontal i tenen grans pales. Amb la força del vent aquestes màquines accionen les pales que fan girar les rodes per a retornar l’aigua al cabdal del riu. Els següents molins van ser fets a Estats Units, al 1870, juntament amb la invenció de la multipala, per a poder satisfer la necessitat del bombeig d’aigua. Al 1854 es va desenvolupar un nou tipus de molins, els molins d’eix horitzontal amb un rotor multipala. Aquest nou molí va ser dissenyat per Daniel Halladay i s’hi van construir un gran nombre d’exemplars. En el seu ús, també va servir per al bombeig d’aigua en zones aïllades. Les seves característiques principals són: 

S’utilitza un rotor multipala

És un molí molt lleuger

No té gran velocitat

Rotors acoblats a una bomba mitjançant el sistema biela - manivela.

Emprats per al bombeig d’aigua

Entre 18 i 24 pales, amb un diàmetre total de 3 m.

El segle XVII va ser un segle amb grans avenços científics i tecnològics que van ajudar a millorar els detalls del disseny. També es van millorar els sistemes mecànics d’orientació i regulació, però no va ser fins més tard, quan es va poder adoptar noves estructures gràcies al coneixement de l’aerodinàmica. Al 1802 ja es va començar a plantejar l’ús de l’energia eòlica per a l’obtenció de l’electricitat, però això no va ser possible fins el 1850 quan es va inventar la dinamo. Poc després al 1892 es va continuar investigant en l’obtenció d’energia elèctrica amb l’energia del vent i, aleshores, va ser possible la construcció del primer aerogenerador. Aquests aparells eren molt rudimentaris ja que encara no es coneixia la teoria de l’aerodinàmica; per consegüent els rotors tenien un rendiment baix.

13


3 - Aerogeneradors El primer aerogenerador va ser creat per Charles F. Bruch a Nord-Amèrica l’any 1887. La seva estructura era molt gran i encara no produïa molta energia elèctrica. Les principals característiques d’aquest aerogenerador són: 

La turbina eólica era de 12kW

L’energia produïda s’emmagatzemava en 12 bateries

Tenia una altura de 17 metres

Estava format per 144 pales

En el segle XX es van començar a utilitzar petites turbines en ciutats i comunitats rurals formades per generadors de cotxes i hèlix d’avions. Va ser a partir de 1980 quan l’energia eòlica va patir un gran impuls per diverses causes: 

La crisi del petroli (1973 – 1979): La restricció de la venda del petroli va fer pensar en noves alternatives per a l’obtenció d’energia elèctrica.

A partir dels anys 80 apareix una major preocupació medioambiental en la societat, pel que s’aposta per energies més netes i renovables.

Des de la construcció del primer aerogenerador fins a l’actualitat, els aerogeneradors han fet un gran procés evolutiu, millorant les seves característiques i generant una major producció energètica.

14


3.1 - Parts d’un aerogenerador d’eix horitzontal En general els aerogeneradors d’eix horitzontals consten d’un rotor, que capta l’energia del vent, i d’un sistema de conversió energètica que amb l’ajut d’un multiplicador i un generadors transformen l’energia mecànica del vent en energia elèctrica. L’aerogenerador també consta d’un bastidor i d’una carcassa, per a protegir els mecanismes, a més d’una torre sobre la qual se situen tots aquests elements.

3.1.1 - Pales: Les pales són els elements d’un aerogenerador d’eix horitzontal que capten l’energia cinètica del vent. Totes les pales d’un aerogenerador s’uneixen de forma solidària a un suport, la boixa. Segons com estiguin unides les pales a la boixa les classificarem en: Pales de pas fix: 

No permeten la rotació de la pala sobre l’eix

Control de potència mitjançant el disseny de pèrdua aerodinàmica

Inclouen un fre aerodinàmic a l’ extrem de cada pala

Pales de pas variable: 

Admeten la rotació controlada de les pales sobre l’eix

Es roten les pales mitjançant rodaments

S’integra un control de pas elèctric o mecànic

En els aerogeneradors actuals són més comuns les pales de pas fix, ja que utilitzen un disseny més senzill, tot i que les pales de pas variable tenen un millor funcionament a diferents velocitats. En el disseny de les pales s’han de tenir en compte diversos factors que influenciaran en la seva fabricació, com són: 

Els materials utilitzats: En la actualitat es fabriquen pales amb fibra de vidre ja que es un material molt resistent i amb un pes relativament lleuger. Tot i ser, la fibra de vidre, un dels materials més emprats també es pot construir l’hèlix amb altres materials com són el PVC, fusta de pi, fusta de balsa, fibra de carboni, ... Normalment solen ser fabricades amb resina de polièster reforçades amb fibra de vidre.

15


Propietats aerodinàmiques: Per a un major aprofitament energètic les pales han de ser aerodinàmiques. Aquestes pales aprofiten i busquen la sustentació, és a dir, la força generada sobre un cos que es desplaça a través d’un fluid amb una direcció perpendicular a la del cos.

El pes de la pala: Els aerogeneradors actuals tenen grans alçades i grans dimensiones, pel que utilitzen pales de molta llargada, com es el cas dels aerogeneradors de 1500kW que les seves pales mesuren entre 40 – 60 metres de longitud. Tot i utilitzar materials lleugers en la construcció, aquestes dimensions fan que cada pala pesi aproximadament 6 tones.

Flexibilitat de la pala: Aquest factor és important per a la reducció de càrregues sobre les màquines, fent que una pala flexible pugui funcionar com a un propi amortidor. La flexibilitat de les pales es pot aconseguir mitjançant articulacions o bigues flexibles.

El nombre de pales: Tots els aerogeneradors actuals utilitzen un rotor tripala com a construcció estàndard. S’utilitzen tres pales en els aerogeneradors per diverses raons: o

Es

vol

evitar

la

construcció

de

grans

maquinàries amb un nombre elevat de pales ja que això causaria un impacte visual més fort. o

Amb un nombre senar de les pales s’evita la inestabilitat de la turbina i de la torre.

o

L’ús de tres pales minimitza les càrregues cícliques i la fatiga dels materials d’un aerogenerador, ja que els aerogeneradors formats per un nombre de pales parell provoquen una força superior en la boixa pel que s’acurta la vida útil del aerogenerador.

o

Disseny estilitzat i esvelt dels aerogeneradors.

o

El cost de cada pala d’un aerogenerador es força elevat a causa dels materials del que està format i les seves dimensions, per això l’ús de un menor nombre de pales reduirà el cost de producció i permetrà disminuir el preu del Kwh generat.

16


3.1.2 - Boixa: Aquest element realitza una funció important en els aerogeneradors, la unió de totes les pales a un mateix eix. Dintre de la boixa s’inclouen tots els accionadors dels frens aerodinàmics en les pales de pas fix, en canvi a les pales de pas variable dintre de la boixa hi trobem els mecanismes de gir de les pales. La boixa es troba situada a sobre de l’eix de baixa velocitat. Els elements que es troben dintre de la boixa, actuadors elèctrics o hidràulics, permeten que el conjunt eix – pales tinguin un gir d’entre 0º i 90º. La boixa està fabricada normalment amb acer o aliatge d’acer, depenent de les característiques que es vulguin millorar, resistència al tipus de vent, a la temperatura, grau d’humitat, etc. ) El conjunt de la boixa i tots els seus elements pot arribar a tenir un pes d’entre 15 o 20 tones.

3.1.3 - Rotor: El rotor s’encarrega de transformar l’energia del vent en energia mecànica. L’àrea de captació d’un aerogenerador, depèn de la superfície que cobreix el rotor, i permet una major producció elèctrica amb una major àrea. La mida del rotor en un mateix aerogenerador fa que es necessiti menys vent per a moure les pales amb una major superfície de captació. El rotor juntament amb el multiplicador constitueixen el tren de potència ( definició tren de potència ) Els rotors es poden classificar en pas fix o variable segons com estiguin unides les pales a la boixa. Els rotors de pas variable permeten una major producció energètica perquè donen una major adaptació aerodinàmica de la pala amb el vent incident. L’inconvenient dels rotors de pas variable és la complexitat del sistema, això provoca una major inversió, més manteniment i que tingui una estructura menys robusta o resistent.

17


3.1.4 - Generador: El generador, també conegut com alternador, està format per una màquina elèctrica encarregada de transformar l’energia mecànica de rotació en energia elèctrica. L’energia mecànica de rotació s’obté mitjançant la força del vent, incrementada pel multiplicador. El generador es compon de dues parts, el rotor és la part mòbil que genera un camp magnètic al fer girar les pales, i de l’estator que és la part fixa de la màquina sobre la qual es genera el corrent elèctric. Hi ha dos tipus de generadors: -

Asíncron: Són els motors elèctrics clàssics més utilitzats en qualsevol aplicació industrial. Tenen gran resistència i són senzills pel que s’han utilitzat especialment en aerogeneradors. Tenen un inconvenient, necessiten una bateria de condensador a la sortida per tal de compensar el factor de potència i l’ energia generada.

-

Síncron: Es genera energia elèctrica a una

velocitat constant, anomenada velocitat de sincronisme. Funciona gràcies a una font d’alimentació contínua que es genera internament o de forma auxiliar amb una dinamo externa. Aquest tipus de generadors no són tant utilitzats en els aerogeneradors.

Tots dos tipus de generadors presenten avantatges i inconvenients , així que la utilització d’un o l’altre dependrà del terreny, zona, força del vent, cost o altres elements. Per a poder saber quin tipus de generador escollir s’ha de tenir en compte les característiques pròpies de cadascun.

18


Asincron

Sincron Construcció del rotor

- Barres d’alumini o coure no aïllades

- Bandes o platines aïllades

- Pocs conductors

- Molts conductors en sèrie

- Rígidament en ranures separades

- Pols sortits

- Poques connexions soldades rígidament

- Moltes connexions petites

- Pocs components bàsics

- Molts components bàsics Excitació

- Necessita reactiva de la xarxa

- Necessita font d’excitació en c.c.

- No té escombretes, ni anells

- Necessita escombretes, anells o excitatriu

- 25% a 50% dels requeriments d’excitació del amb díodes giratoris generador síncron Ona de tensió generada - Tendeix a esmorteir els harmònics a l’ona - Tendeix a iniciar harmònics del sistema

- Controla tensió i freqüència

- És un element passiu en el sistema

- És un element actiu en el sistema Cost

- Cost més petit d’inversió

- Cost més gran d’inversió

- Instal·lació sense vigilar

- Necessitat de vigilància

- Baix manteniment

- Manteniment regular d’escombretes.

- Rendiment una mica més petit

- Rendiment més gran.

- Factor de potència en retard

- Factor de potència regulable. Estabilitat

- No tendeixen a perdre el sincronisme

- Possibilitat de pèrdua de sincronisme

- Menor inèrcia

- Major inèrcia

- No apte en xarxes aïllades

- Vàlid per xarxes aïllades

- No necessita regulador de velocitat a la -És precís regulador de velocitat de la màquina motriu

màquina motriu Sobretensions de maniobra

- Sempre que entra i surt de la xarxa

- Només en casos d’emergència (dispars en càrrega)

Massagués Vidal, Lluís; Torres Fatsini, Josep Mª; Pérez Segú, Santiago. Aprofitament de l’Energia Eòlica. Barcelona: Escola tècnica superior d’enginyeria U.R.V, 1999 (2.2 Característiques diferencials i estudi comparatiu generadors Síncron/Asíncron)

19


3.1.5 - Multiplicador: És un conjunt d’elements que permet la multiplicació de la velocitat de gir obtinguda de les pales. S’adopta la velocitat de gir de l’eix de baixa velocitat ( lloc on s’uneixen les pales amb la boixa). El multiplicador es troba dintre de la carcassa de protecció de l’aerogenerador, a la dreta del eix de baixa velocitat ( boixa ). El multiplicador

està

d’engranatges

compost

format

per

per dents

un

tren

dentades

cilíndriques que aconsegueixen que la velocitat en l’ eix final sigui gairebé 50 vegades més gran que la velocitat obtinguda en l’eix de la boixa. L’eix que surt del multiplicador s’anomena eix d’alta velocitat mentre que l’eix en el qual s’obté primerament l’energia del vent s’anomena eix de baixa velocitat. En alguns aerogeneradors no s’utilitzen els multiplicadors, eliminant així, la major part del pes de l’estructura. Per a contrarestar la falta de multiplicador en aquestes maquinàries s’incorpora un generador més potent per a produir més quantitat d’energia elèctrica.

3.1.6 - Frens: Els aerogeneradors porten incorporats dos tipus de frens amb dues finalitats: -

El primer tipus de frens permeten frenar el rotor de dues formes independents: Sistema de frens aerodinàmics que actuen directament sobre les pales del rotor. Hi podem trobar dues situacions: o

Si les pales són de pas fix, actua el fre aerodinàmic a la punta de la pala.

o

Si les pales són de pas variable, s’ajusta el pas a la posició de màxima frenada, girant la pala sencera.

-

Sistema de frens mecànics que actuen directament sobre l’eix d’alta velocitat del generador utilitzant un fre de disc . Es emprat en casos d’emergència o de reparació de l’aerogenerador. Permeten actuar directament sobre el bastidor i controlar el seu moviment

20


3.1.7 - Sistemes de control: Els sistemes de control en un aerogenerador han anat variant amb el pas del temps; però actualment cada aerogenerador incorpora un microprocessador. Aquests sistemes de tenen com a finalitat una gestió centralitzada i un millor manteniment dels aerogeneradors augmentant la vida útil de la maquinària. El microprocessador s’encarrega de un gran nombre de funcions: -

Monitoritza les variables d’operacions de l’aerogenerador.

-

Regula les posicions de les pales en el cas que siguin variables

-

Dirigeix els frens i regula el posicionament del bastidor.

-

Fa el diagnòstic dels diferents components d’ un aerogenerador

-

S’encarrega de les operacions necessàries segons la velocitat i la direcció del vent: accionar frens, posicionament de les pales,...

-

Comunica els diversos aerogeneradors amb el sistema central de control del parc eòlic o instal·lació

-

Orienta l’aerogenerador respecte la direcció del vent. Per a poder saber la direcció del vent, els aerogeneradors porten un penell que subministra aquesta informació al microprocessador.

3.1.8 - Gòndola / Bastidor: La gòndola o bastidor és l’estructura en la qual es munten els diferents components d’un aerogenerador.

Aquesta

estructura

conté

els

components

més

importants

d’un

aerogenerador: la boixa, el multiplicador, el generador i els sistemes de control. L’estructura pot ser de xapa metàl·lica o de fibra de vidre per a donar-hi resistència. La gòndola sol estar dividida en dues parts: -

La gòndola (inferior) Es pot accedir-hi mitjançant la torre per fer les feines de manteniment. A l’esquerra de la gòndola es troba el rotor del aerogenerador.

-

La capota (superior): És l’estructura que permet tancar els equipaments .

El bastidor va muntat i cargolat sobre el rodament que l’uneix a la torre, permetent el gir per l’orientació del rotor. El aerogeneradors que treballen a sotavent no necessiten l’orientació del rotor ja que s’orienten automàticament pel perfil de les ales.

21


3.1.9 - Torre i cimentació: La torre és el component que aguanta tot l’aerogenerador i l’uneix al terra. Aquesta estructura suporta la gòndola i el rotor, a més, es munta solidàriament amb el bastidor. L’estructura de la torre es fa amb acers i està fixa al terra mitjançant el formigó armat. La cimentació de la torre garanteix l’estabilitat del conjunt i dependrà dels següents factors: el terreny, la velocitat del vent, pes de l’aerogenerador,... Segons l’estructura de la torre diferenciem dos tipus: -

Torres tubulars: La majoria dels grans aerogeneradors es construeixen amb aquest tipus de torre, arribant a uns 20 – 30 metres d’alçada. Aquest tipus de torres tenen un diàmetre més ampli en la base amb la finalitat d’augmentar la resistència amb un estalvi de materials

-

Torres de gelosia: Són torres fabricades utilitzant perfils d’acer. El principal avantatge és el seu cost perquè requereix menys material que una torre

tubular

i

el

seu

inconvenient

principalment és l’estètic. -

Torre

de

màstil

tensat:

Utilitzat sobretot en aerogeneradors petits que són subjectats amb cables tensors. El principal avantatge és un estalvi de pes i de cost i no necessiten una grua per a ser aixecats.

22


Les torres solen ser bastant altes, ja que a més altura, més velocitat tenen els vents, poden arribar als 40-60 metres d’altura. Dins o damunt de la torre hi trobem altres elements indispensables per al funcionament o manteniment d’un aerogenerador:

3.1.9.1 – Escales/Ascensor: Per

al

correcte

manteniment

d’un

aerogenerador, els treballadors han de poder pujar i baixar a tots els aerogeneradors en cas d’avaria o problema. Al llarg del temps el sistemes per a pujar al bastidor també han variat, modernitzant-se, amb la utilització d’ascensors en comptes de escales. Aquesta introducció de l’ ascensor en un aerogenerador facilita el treball alhora del seu manteniment.

3.1.9.2 – Transformadors Els aerogeneradors més moderns ja tenen una producció elèctrica més elevada pel que necessiten un transformador propi situat a l’interior de la torre i així poder enviar l’energia elèctrica produïda a la xarxa elèctrica.

3.1.9.3 – Anemòmetre i penell Tots els aerogeneradors porten incorporats un anemòmetre i una veleta que enregistren i informen en tot moment de les característiques del vent al parc eòlic. Estan situats a la part superior de l’ aerogenerador, la capota, i estan connectats als aparells de l’interior de la gòndola.

23


La funció principal d’aquests aparells és permetre un millor funcionament dels aerogeneradors, així aturen o fan funcionar orientant els aerogeneradors segons la velocitat i la direcció del vent. Aquests aparells estan situats a la part superior de l’ aerogenerador, la capota, i estan connectats als aparells de l’interior de la gòndola.

3.1.9.4 – Protecció contra descàrregues elèctriques Els aerogeneradors al ser estructures bastant altes estan exposades a un major risc de rebre descàrregues elèctriques

davant

de

fenòmens

meteorològics.

Generalment les descàrregues elèctriques incideixen sobre les puntes de les pales, per això s’han adoptat solucions: - Es dirigeix el raig absorbit per la punta de la pala mitjançant conductors i es conduït fins al terra, a sota de la torre. - També se sol col·locar un element conductor a la part superior del bastidor per a captar les descàrregues elèctriques i conduir-les a una presa de terra.

24


3.2 – Tipus d’aerogenerador Per a diferenciar tots els tipus d’aerogeneradors existents es poden utilitzar diversos mètodes de classificació :

3.2.1 – Segons l’eix Depenent de l’orientació de l’eix de rotació diferenciem els aerogeneradors:

3.2.1.1 – Eix vertical D’eix vertical: Aquest tipus màquines també són conegudes com VAWT ( Vertical Axis Wind Turbines). El seu eix de rotació es troba en posició perpendicular a la direcció del vent i al terra. o

Avantatges: 

Elimina els mecanismes complexos direccionalment

Elimina les forces a les que se sotmeten les pales amb els canvis d’orientació

 o

No s’han de desconnectar per velocitats del vent massa elevades.

Desavantatges: 

Tenen poca capacitat de generar energia.

Hi ha tres tipus de màquines d’eix vertical: Darrieus, Saboinius i Panémonas.

3.2.1.2 – Eix horitzontal D’eix horitzontal: Aquest tipus de màquines també són conegudes com HAWT ( Horitzontal Axis Wind Turbines). El seu eix de rotació es troba en posició paral·lela a la direcció del vent i al terra. o

Avantatges: 

Té grans alçades (40-60 metres) pel que aprofita millor els corrents d’aire.

Els mecanismes de producció d’energia elèctrica estan situats a la torre i tenen una gran eficàcia.

o

Desavantatges: 

Grans dimensions, dificultats de transport

S’ha de desconnectar amb velocitats de vent superiors a 100km/h.

25


3.2.2 – Segons l’orientació respecte el vent Segons com estiguin disposats els rotors en funció del vent, distingim els aerogeneradors:

3.2.2.1 – A sobrevent A Sobrevent: Aquest disseny s’utilitza en la majoria dels aerogeneradors, consisteix en col·locar el rotor de cara al vent o

Avantatges: 

o

S’evita que el vent es desviï darrere la torre.

Desavantatges: 

Es necessita mecanisme d’orientació del rotor

Necessita estar situat a certa distancia de la torre.

3.2.2.2 – A sotavent A Sotavent: En canvi, aquest altre disseny consisteix en col·locar el rotor en sentit contrari al vent. o

o

Avantatges: 

El rotor pot ser més flexible, menys carrega a la torre.

El rotor no necessita mecanisme d’orientació

Desavantatges: 

Torsió de cables quan la màquina s’orienta passivament en una mateixa direcció molt de temps.

Major càrrega de fatiga en la turbina.

3.2.3 – Segons el nombre de pales Depenent del nombre de pales que s’utilitzin per a captar l’energia eòlica, distingirem aerogeneradors:

3.2.3.1 – D’una pala D’una pala: Aquest disseny s’utilitza en pocs aerogeneradors, consisteix en col·locar només una sola pala:

26


o

o

Avantatges: 

Velocitat de gir més elevada

Estalvi en el pes i el cost

Desavantatges: 

Necessita un contrapès

Major desgast a causa de les velocitats elevades, pel que s’acurta la vida de la instal·lació.

3.2.3.2 – De dues pales De dues pales: Aquest disseny consisteix en col·locar una estructura bipala: o

Avantatges: 

o

Estalvi en el pes i el cost

Desavantatges: 

Necessita una velocitat de gir major per a produir el mateix.

3.2.3.3 – De tres pales De tres pales: Aquest disseny s’utilitza en la majoria d’aerogeneradors actuals, consisteix en col·locar només tres pales amb un rotor sobrevent o

Avantatges: 

o

Major rendibilitat que els sistemes d’una o dues pales

Desavantatges: 

Major fricció amb l’aire.

3.2.3.4 – Multipala Multipala: Aquest model es sobretot utilitzat a Amèrica, consisteix en utilitzar un gran nombre de pales. Acostuma a usar-se per l’extracció d’aigua dels pous o

Avantatges: 

o

Major superfície per a captar l’aire

Desavantatges: 

Major cost econòmic de les pales.

27


4- Els Parcs Eòlics Un parc eòlic és un conjunt d’aerogeneradors que tenen la funció de transformar l’energia eòlica en energia elèctrica i subministrar aquesta energia elèctrica a la població mitjançant la red elèctrica. Un parc eòlic connectat a la xarxa consta de la instal·lació de múltiples aerogeneradors interconnectats elèctricament mitjançant infraestructures elèctriques, a més, d’altres elements imprescindibles com són els transformadors, la central de recol·lecció, les subestacions i la xarxa de distribució. Els aerogeneradors es troben en els terrenys alts i lliures d’ obstacles per a aprofitar l’aire sense turbulències. L’energia del vent és captada per les aspes i es transforma en energia elèctrica a les turbines. L’energia produïda és enviada al transformador, on s’augmenta l’energia a gran voltatge. Aquesta energia dels transformadors es dirigeix cap a una mateixa central de recol·lecció, des d’on es pot enviar a les ciutats properes o a les subestacions, perquè arribi a les ciutats més llunyanes. Els parcs eòlics es consideren projectes d’inversió de molts diners pel que requereixen una avaluació de rentabilitat abans de la construcció. La construcció d’aquestes instal·lacións depèn de molts factors que segons les necessitats de cada zona faran que el disseny del parc eòlic sigui diferent, tot i utilitzar una mateixa tecnologia. Per a la construcció d’un parc eòlic s’han de tenir en compte les següents influències que hi poden afectar: - Influència del vent. - Influència del terreny. - Influència dels aerogeneradors. - Influència de la xarxa elèctrica.

28


4.1 – Influències 4.1.1 - Influència del vent: L’ alineació dels aerogeneradors dependrà de la direcció i velocitat mitja anual dels vents per tal de captar major quantitat d’energia al llarg de l’any. Per a fer una alineació correcta s’ha de enregistar la velocitat mitjana del vent durant 12 mesos en l’àrea on es vol fer la instal·lació, també s’ha d’enregistrar la direcció del vent per a poder saber quina direcció proporciona major generació elèctrica. L’alineació dels aerogeneradors ha de ser perpendicular als vents per tal generar més energia elèctrica . Un estudi més ampli sobre les característiques del vent permet fer un càlcul més precís de la producció elèctrica, ja que una errada del 10% en el càlcul de la velocitat mitjana pot suposar errades d’energia d’un 30%. S’ha de tenir en compte que l’increment de velocitat amb l’alçada en la realitat pot ser diferent a la calculada degut a la rugositat del terreny o que qualsevol accident topogràfic o construcció existent pot afectar al vent captat causant turbulències en les direccions. Si hi ha gran varietat de direccións en els vents s’ha de tenir en compte la distància entre els aerogeneradors per a què el vent que captin no tingui turbulències.

4.1.2 - Influència del terreny. La topogràfia del terreny serà un dels factors condicionants tant en la ubicació dels aerogeneradors com també en el desenvolupament de la infraestructura elèctrica i civil. Els terrenys es poden classificar en plans, ondulats i accidentats. El millor tipus de terreny per a la construcció d’un parc eòlic és el pla, ja que facilita la instal·lació dels aerogeneradors permeten alineacions perfectes i accesos interns perpendiculars. Si la instal·lació del parc eòlic es fa en un terreny ondulat, els aerogeneradors han de situar-se a la corda útil de les elevacions ocupades . La corda útil de cada turó, és la plataforma més perpendicular respecte les direccions dels vents. Els accesos als aerogeneradors en un terreny ondulat dependran també de la disposició dels aparells, si estan formant una agrupació, l’accès arribarà fins a una posició centralitzada i d’aquesta en sortiran camins secundaris fins a cada plataforma. En canvi, si els aerogeneradors es troben formant una alineació, l’accès serà un camí principal que recorrerà els turons per accedir a cadascuna de les plataformes des de camins secundaris.

29


4.1.3 - Influència dels aerogeneradors. La producció elèctrica del parc eòlic dependrà de la velocitat de vent que li arriba a cada aerogenerador, de l’alçada de la torre i de la distància entre els aerogeneradors. Per a un millor aprofitament del vent de la zona s’haurà d’escollir un generador que aconsegueixi la seva potència màxima a la velocitat més propera a la mitja obtinguda a l’emplaçament. Cal saber que utilitzant rotors de gran mida, amb una mateixa potència i velocitat del vent, s’aconsegueix obtenir major energia . L’alçada de la torre d’un aerogenerador varia segons les dimensions del rotor, atès que a una major alçada s’obté una major velocitat mitja del vent. No obstant això, de vegades, s’utilitzen alçades de torres diferents per a rotors iguals. La separació entre els aerogeneradors és normalment entre 1,5 i 3 vegades el diàmetre del aerogenerador, tot i això les màquines es poden trobar més o menys separades segons la disponibilitat del terreny, la direcció del vent o si hi ha vents localitzats. La distància mínima entre els aerogeneradors és necessària per a què no es produeixin pertorbacions en els vents. Cal insistir que per aconseguir la millor ubicació dels aerogeneradors cal fer un estudi detallat del vent, el terreny i els aerogeneradors. Sabent la longitud del terreny que disposem, podem saber quants aerogeneradors podem col·locar aplicant aquesta fórmula: N · d · (n+1) < L N = Número d’aerogeneradors d = Diàmetre del rotor de les màquines a instal·lar n = Separació entre rotors expressat en diàmetres del rotor L = Longitud de la plataforma que es disposa

4.1.4 - Influència de la xarxa elèctrica. En un parc eòlic s’ha de respectar la legislació referent a la connexió de la instal·lació eòlica amb la xarxa general de distribució. Les dades sobre la xarxa elèctrica són importants ja que poden condicionar la viabilitat de un projecte com són les característiques de la interconnexió, la capacitat de línia existent, la tensió del curtcircuit,...

30


Si la instal·lació ha de ser per un parc eòlic amb grans dimensions, diversos MW de potència instal·lada, es necessiten 2 nivells de transformació: El primer nivell elevarà la tensió de sortida dels aerogeneradors fins la tensió de distribució interna de la instal·lació. Depenent de la potència dels aerogeneradors es poden agrupar més d’un en un mateix transformador. El segon nivell de transformació reuneix en una subestació totes les línies de distribució internes i eleva la tensió d’aquestes línies a alta tensió. Aquesta energia generada serà enviada d’aquesta subestació propera a una subestació més allunyada que controli i gestioni la distribució.

4.2 – Tipus Instal·lacions 4.2.1 – Instal·lacions eòliques reduïdes Solen ser instal·lacions en zones allunyades del traçat de la xarxa general de distribució elèctrica. Són instal·lacions, en les quals la mida i el tipus depenen molt de les necessitats de l’usuari, acostumen a estar a prop del centre de consum i requereixen freqüentment un acumulador. Aquestes petites instal·lacions són de menys potència i utilitzen tecnologies fiables que requereixen un manteniment bàsic. Depenent la quantitat d’energia que necessiti el centre de consum poden ser: - Instal·lacions eòliques - Instal·lacions mixtes: - eòlic-fotovoltaiques (estan interconnectats aerogeneradors i panells fotovoltaics) - eòlic-dièsel (estan interconnectats un grup dièsel i aerogeneradors) 4.2.1.1 - Instal·lacions eòliques En aquest tipus d’ instal·lacions eòliques té més importància l’emplaçament del parc, que la posició dels aerogeneradors. L’emplaçament de la instal·lació ha de ser en un lloc on s’observin majors velocitats dels vents sense que s’interposin obstacles propers com són arbres, edificis, muntanyes,... Per aquest tipus d’instal·lacions també es important l’estudi dels accessos a la zona. A més, aquestes petites instal·lacions no requereixen un gran manteniment i poden ser ampliades si la demanda energètica augmenta.

31


En quant a l’ estudi del vent serà proporcional a la inversió prevista. A major inversió per a la instal·lació, major haurà de ser l’estudi del vent, perquè una errada del 10% en el càlcul de la velocitat mitjana pot suposar errades d’energia d’un 30%. Per a determinar la velocitat mitja d’un emplaçament es pot realitzar amb diversos mètodes: - De forma directa: Utilitzant l’instrument de mesura anomenat anemòmetre. - De forma indirecta: Utilitzant les mateixes mesures efectuades a emplaçaments propers, consultant taules de valors com l’escala Beaufort o el Mapa Eòlic Nacional. Aquestes instal·lacions segueixen criteris de disseny semblants: Els aerogeneradors que s’utilitzen solen estar entre els 50W-1500W que precisen velocitats molt baixes de vent (brises) i subministren energia elèctrica a habitatges aïllats de nuclis urbans. Els aerogeneradors utilitzats tenen una estructura semblant als dels parcs eòlics però tenen una construcció més simple, sense multiplicador. La instal·lació pot constar d’un o més aerogeneradors amb un conjunt de bateries segons la temporització de la demanda, això permet l’acumulació d’energia elèctrica. També s’han d’incloure reguladors de càrrega en els acumuladors per a evitar que segueixi carregant energia un cop estigui al màxim o regular l’esgotament de la bateria. Un altre element que es necessita en els aerogeneradors són els convertidors i inversors elèctrics per adaptar les característiques del corrent generat a les necessitats de la demanda elèctrica. Altres criteris que s’han de tenir en compte per a l’emmagatzematge d’energia elèctrica és el clima i l’autonomia. En el cas que no sigui rentable emmagatzemar per damunt d’un límit, l’energia restant es pot destinar al bombeig d’aigua

4.2.1.2 - Instal·lacions eòliques mixtes En el cas que el centre de consum necessités més quantitat d’energia s’utilitzarien les anomenades instal·lacions mixtes: - eòlic- fotovoltaiques En aquest tipus de sistema es troben interconnectats aerogeneradors i panells fotovoltaics de forma que presenten avantatges davant les instal·lacions eòliques simples, ja que s’utilitza tant l’energia del vent com la del sol:

32


- Hi ha una major captació d’energia. - El lliurament d’energia és més constant durant l’any. - Requereixen una quantitat menor d’emmagatzematge Aquestes instal·lacions mixtes estan formades normalment per un aerogenerador de petites dimensions i per diversos panells fotovoltaics, que segons les condicions del terreny aportaran major o menor quantitat d’energia elèctrica. - eòlic-dièsel En aquest altre tipus de sistema es troben interconnectats un grup dièsel i aerogeneradors, sobretot, utilitzat per a aplicacions de bombeig situats a gran distància. El grup dièsel permet una major flexibilitat per a produir energia elèctrica adaptant la seva producció a la del aerogeneradors, és a dir si hi ha menys vent el grup dièsel fa una major producció elèctrica i a la inversa. En aquestes instal·lacions també es poden incloure sistemes d’acumulació, com bateries, per a emmagatzemar l’energia generada per l’aerogenerador i evitar tant la dependència del grup dièsel.

4.2.2 – Instal·lacions eòliques de gran dimensió Un parc eòlic consta d’un gran nombre d’aerogeneradors que poden ser de diferents potències o d’una mateixa, que tenen la funció de transformar l’energia eòlica en energia elèctrica i subministrar aquesta energia elèctrica a la població mitjançant la red elèctrica. Al contrari de les instal·lacions eòliques de menys dimensió, els de gran dimensió es poden trobar allunyats del centre de consum ja que solen tenir una xarxa elèctrica de subministració. Són instal·lacions de gran potència amb millors tecnologies que requereixen un manteniment constant per a supervisar els aerogeneradors i assegurar el seu correcte funcionament. El nombre d’aerogeneradors i la seva potència dependrà de les característiques del vent d’aquella zona i de la demanda elèctrica que hi hagi. Un parc eòlic, a part dels aerogeneradors, també està format per un seguit d’infraestructures; la infraestructura civil, l’elèctrica i la de control.

33


4.2.2.1 - Infraestructura civil La infraestructura civil són totes aquelles obres que permeten accedir a les instal·lacions, poder-se moure dins d’elles, implantar els aerogeneradors i elements auxiliars en l’emplaçament. (1) Definició extreta del llibre: L’aprofitament de l’energia eòlica (part I) 1.4-a Infraestructura civil. Dintre de les infraestructures civils podem dividir-les en tres tipus:

Accessos i rases; Els accessos són totes aquelles obres necessàries per a permetre el pas de vehicles des de la carretera més propera fins a cadascun dels aerogeneradors del parc eòlic. Es poden trobar diferents tipus d’accessos: - Accessos existents: En aquest tipus d’accessos només cal realitzar obres de reforma o millores principals del seu traçat. - Accés principal: Des de la carretera o accés més proper a la zona de serveis de la instal·lació. - Accessos secundaris: Són els accessos que van des de l’accés principal fins el lloc on se situen els aerogeneradors. - Plataforma eòlica: És la zona que permet la instal·lació dels aerogeneradors. Ha de ser una zona gran que permeti moviment de grues i camions durant la construcció de la instal·lació eòlica. Les rases són les excavacions al sòl necessàries per a poder posar els fonaments d’un edifici o estructura. (1) Massagués Vidal, Lluís; Torres Fatsini, Josep Mª; Pérez Segú, Santiago. Aprofitament de l’Energia Eòlica. Barcelona: Escola tècnica superior d’enginyeria U.R.V, 1999 (1.4 Infraestructura civil, elèctrica i de control)

34


Edificacions Depenent la mida d’una instal·lació eòlica es construiran edificacions per a la protecció dels equips i control del parc eòlic. En aquest tipus d’infraestructura civil també s’inclouen les obres necessàries per a la protecció o cobriment dels equips elèctrics de transformació i control. En l’àrea de control del parc eòlic es realitzen les tasques de seguiment i administració de les instal·lacions. En aquesta zona edificada també si solen trobar els equips de comptabilització de l’energia i els equips de compensació d’energia reactiva. L’edifici de serveis generals d’una instal·lació inclou; vestidors, serveis higiènics, magatzem de consumibles, recanvis de les màquines i d’un espai preparat per a la realització de reparacions. Cimentacions dels aerogeneradors Les torres dels aerogeneradors van cimentades al terreny mitjançant masses de formigó armat del qual la forma i mida depèn de les característiques del terreny i de l’aerogenerador. Les torres es fixen a les cimentacions mitjançant claus d’alta resistència i en la base superior de la torre s’hi troben els tubs per al pas dels cables i les brides d’ancoratge.

4.2.2.2 - Infraestructura elèctrica La infraestructura elèctrica són tots els components que possibiliten la connexió amb la xarxa o el centre de consum, transportant i adequant l’energia generada pels aerogeneradors (2)

(2) Massagués Vidal, Lluís; Torres Fatsini, Josep Mª; Pérez Segú, Santiago. Aprofitament de l’Energia Eòlica. Barcelona: Escola tècnica superior d’enginyeria U.R.V, 1999 (1.4 Infraestructura civil, elèctrica i de control)

35


Les infraestructures elèctriques les podem subdividir en tres tipus: Sistema de transport de l’energia elèctrica Aquests sistemes de transport permeten enviar l’energia eòlica generada pels aerogeneradors fins la línia de distribució de la companyia elèctrica o al centre de consum. El disseny o tipus de traçat d’aquest sistema de transport depèn principalment de: -La potència de la instal·lació. -Número i localització dels aerogeneradors instal·lats. -Característiques de la xarxa al punt de consum. -Distància fins al centre de consum. Si les instal·lacions són de poca potència, el transport de l’energia elèctrica es realitza a la tensió de generació dels aerogeneradors fins a un transformador que fa elevar la tensió, igualant-la a les característiques del punt de subministrament. En aquestes instal·lacions les línies de tensió de baixa tensió es troben soterrades, mentre que les de mitja tensió són aèries. En les grans instal·lacions eòliques s’agrupen varis aerogeneradors d’entre 1 o 2 MW en línies de baixa tensió fins a un transformador que elevi de baixa a mitja tensió. El nombres d’aerogeneradors agrupats dependrà de característiques com la potència d’aquest, ja que si tenen mes potència hi haurà menys aerogeneradors connectats a un mateix transformador. En les grans instal·lacions també s’inclouen altres línies de mitja tensió que van des dels transformadors fins la subestació central del parc eòlic. En aquesta subestació s’eleva la tensió fins aconseguir la tensió de la distribució general de la companyia elèctrica. Transformadors de tensió Aquest element és fonamental en totes les instal·lacions eòliques connectades a la xarxa elèctrica. Depenent de les característiques del punt de consum on es connecti el transformador en podem trobar de baixa/mitja tensió o de mitja/alta tensió. Els transformadors de baixa/mitja tensió tenen una potència entre 1000 i 2000 KVA, aquests transformadors han de ser refrigerats mitjançant un circuit tancat d’oli.

36


En les petites instal·lacions eòliques es habitual instal·lar els transformadors dintre de l’edifici. En canvi, en les grans instal·lacions es disposa d’una subestació general, els transformadors al ser de grans dimensions solen instal·lar-se a la intempèrie Sistema elèctric general i de control Es considera com a sistema elèctric general i de control d’una instal·lació eòlica al conjunt d’equips elèctrics que permetin garantir el funcionament de la instal·lació en les millors condicions tècniques de seguretat de qualitat, complint la legislació vigent. Els equips elèctrics necessaris són: - Disjuntors i seccionadors per a la connexió i desconnexió de la xarxa - Transformadors de mesura, de tensió i intensitat, que donen els seus valors en diverses parts de la instal·lació - Transformadors d’equips auxiliars. - Parallamps o auto vàlvules per a descarregar a terra les sobreintensitats produïdes per fenòmens naturals com els llamps. En els punts de connexió de transformadors es disposa d’un equip de proteccions i d’un interruptor automàtic. Aquest equip té la funció de detectar la màxima tensió homopolar i també en detecten la màxima i mínima tensió o freqüència per a ficar en funcionament o no el conjunt de transformadors mitjançant un rearmament motoritzat que funciona amb un conjunt de relés. El rearmament del conjunt de transformadors es realitza mitjançant un temporitzador de reconnexió per al restabliment dels valors prèviament establerts dins dels límits admissibles per a la seguretat i qualitat del subministrament. És a dir, que si n’hi ha valors que no estan dintre del marge establert, el grup de transformadors deixa de funcionar fins que aquests valors tornen a la normalitat. En el centre de transformació de la instal·lació també s’ha de comptar amb la capçalera d’equips de mitja d’energia: comptadors d’energia activa i reactiva. Els aerogeneradors també incorporen condensadors per compensació d’energia reactiva per assegurar factors de potència mitjos. Alhora, també es disposa d’una bateria automàtica de

37


condensadors en cada centre de transformació amb el que s’optimitzen les línies de mitja tensió i s’aconsegueix una millor gestió energètica de la instal·lació.

4.2.2.3 - Infraestructura de control i telecomandament Les instal·lacions eòliques independentment de les seves dimensions estan automatitzades de forma que es pugui realitzar les seves funcions més importants sense la intervenció directa de personal. Aquest tipus d’infraestructures per a l’automatització d’un parc eòlic es poden dividir en dos nivells: - El corresponent a les dades d’explotació i actuació sobre la instal·lació. - El que incideix en la connexió a la xarxa o al centre de consum. En aquest segon nivell, per a la connexió a la xarxa, independentment de la mida, es disposa dels sistemes necessaris per a connectar i desconnectar automàticament mitjançant temporitzadors i variables prèviament establertes. L’automatització dependrà de la mida de la instal·lació, de la gestió que es desitgi i de les dificultats d’accés a les instal·lacions. L’automatització pot ser tal que es pugui controlar totalment la instal·lació, fins i tot conèixer qualsevol necessitat de manteniment. Dintre d’aquestes infraestructures també trobem equips de monitorització de dades, aquests monitors optimitzen les operacions en un grup d’aerogeneradors, ja que permeten reunir i controlar totes les característiques: - Obtenir una millor disponibilitat d’operació dels aerogeneradors facilitant informació immediata de les possibles incidències. - Optimitzar les taques de manteniment, tant davant de les incidències com per a manteniment preventiu. - Disposar d’una base de dades on quedi reflectit el funcionament de la instal·lació i dels aerogeneradors. Els equips de control actuals en els aerogeneradors incorporen sistemes de comunicació i transmissió d’informació i ordres de control, permeten saber l’estat d’un aerogenerador en qualsevol moment (temperatura, direcció i velocitat del vent, les RPM del rotor i la potència elèctrica generada). Utilitzant aquests nous mètodes implantats en els aerogeneradors també es pot controlar el funcionament d’aquests, parant-los o ficant-los en funcionament. A mesura

38


que ha anat millorant la tecnologia els programes informàtics que controlen els aerogeneradors també han anat canviant, sent cada vegada més visuals i donant a conèixer més dades sobre el funcionament de les màquines o qualsevol observació sobre aquestes. La comunicació s’estableix mitjançant un cable igual per a cada grup d’aerogeneradors, aquest grup també comparteix un mateix multiplexor. Aquest aparell recopila tota la informació de cadascuna de les màquines i realitzar accions de control individualment sobre cadascuna. El multiplexor es troba connectat directament a l’ordinador central de la instal·lació. La unitat central de control de la instal·lació permet visualitzar en pantalles l’estat de cada aerogenerador de forma completa

4.3 Estudi d’una central eòlica Per a l’elaboració d’aquest apartat del meu treball de recerca vaig visitar dues centrals eòliques: - La central eòlica del Perellò on vaig fer l’estudi de l’aerogenerador Eco-100. - La central del Baix Ebre, on vaig fer l’estudi dels aerogeneradors Eco-20 i les infraestructures del parc.

4.3.1 – Parc Eòlic del Baix Ebre En el parc eòlic del Baix Ebre, s’hi troben instal·lats un grup de màquines: 27 aerogeneradors de 150 kW de potència. Aquest tipus d’aerogeneradors són els primers que es van començar a utilitzar en instal·lacions eòliques de major tamany entre els anys 1990-2000, els ECO 20. La potència total generada per aquests aerogeneradors és de 4,05 MW

39


4.3.1.1 – Situació El parc eòlic del Baix Ebre està situat en el Munt de Buinaca, als altiplans que situats al costat del terme municipal de Tortosa (Baix Ebre), a la província de Tarragona. Els terrenys en els quals està situat el parc són arrendats al seu propietari, ramader tradicional, i encara, actualment, continuen havent activitats de ramaderia per la zona del parc. La negociació d’aquests terrenys va començar al 1993, un cop es va saber que aquests terrenys eren adequats per a la construcció d’un parc eòlic. Els terrenys van ser arrendats al propietari per a poder situar-hi la subestació, l’edifici de control i els aerogeneradors. La inauguració d’aquesta instal·lació no va ser fins el juliol del 1995

http://www.bellera.cat/molins/baix_ebre.htm

4.3.1.2 – Estudi del vent Per a poder conèixer la viabilitat tècnica i econòmica d’aquest projecte es va haver de fer un estudi acurat de les característiques del vent en l’emplaçament. Les dades del vent que es van estudiar i analitzar són: - Velocitat instantània i velocitat mitja del vent cada deu minuts a diferents alçades (20 / 30 / 40 … metres ) - Direcció del vent. - Turbulència del vent. - Estacionalitat del comportament del vent.

40


Per a poder fer aquest estudi es van utilitzar anemòmetres i penells situats en una via vertical a diferents alçades connectats a un logger que enregistrava les dades durant 12 mesos. Al no ser un terreny molt complicat s’estableixen nomès quatre punts de mesura. Avui en dia, encara es conserven els aparells de mesura emprats en aquest estudi. La mitja de la velocitat del vent obtinguda va ser de 7,3 m/s pel que es va donar la viabilitat del Parc eòlic del Baix Ebre. Les dades també van ser utilitzades per a conèixer quin tipus d’aerogenerador s’adaptaria millor en aquestes condicions. Tenint en compte aquests dos factors es van escollir els aerogeneradors ECO-20, que tenien una bona producció de potència elèctrica considerant l’any que es van instal·lar. Els ECO-20 tenen una estructura resistent, tenen poca alçada i un diàmetre del rotor de 20 metres. Produeixen 150 kwh i només necessiten un transformador cada grup de cinc o sis aerogeneradors. Els transformadors eleven la potència elèctrica dels aerogeneradors (400 Volts) fins a 25000 Volts. S’estima que tenen una vida útil llarga (al voltant de 25 anys) i no necessiten de gaire tasques de manteniment.

Amb la mitja del vent també es va poder fer una estimació de la producció elèctrica anual, pel que el parc eòlic del Baix Ebre produiria uns 8327 MW/any i el cost del parc es podria amortitzar amb 6 anys. Així, doncs al 2001 va començar a donar beneficis.

4.3.1.3 – Infraestructua civil La infraestructura civil del parc del Baix Ebre no ha necessitat de gaires modificacions per a poder accedir a les instal·lacions, poder-se moure dins d’elles o implantar els aerogeneradors i elements auxiliars en l’emplaçament.

41


Accessos i rases: Són gairebé naturals ja que no han necessitat de molta modificació. Les vies d’accés existents han necessitat reformes per a millorar el seu traçat, com es en el cas de trossos on s’ha asfaltat el terreny o d’altres on s’ha aplanat. En el parc hi trobem un accés principal que enllaça diferents parcs propers a la zona, pel qual accedim des de la carretera. Un cop s’arriba al edifici de la instal·lació i ha un sol accés que engloba els 27 aerogeneradors del Parc eòlic del Baix Ebre. Edificació: En aquest cas, el parc del Baix Ebre no disposa d’un edifici molt gran ni modern, ja que és una instal·lació per a la supervisió

i

manteniment

dels

aerogeneradors ECO-20. Tot i això podem observar

els

elements

principals

i

fonamentals que un edifici de control ha de tenir:

-Una sala per a la supervisió del funcionament dels aerogeneradors mitjançant ordinadors on els treballadors de manteniment analitzen les diferents dades que els aerogeneradors envien al llarg del dia.

- Com les instal·lacions eòliques solen estar allunyades dels cascos urbans l’edifici també te un espai dedicat on els empleats poden menjar

42


- També hi ha una zona dedicada per a guardar materials per a la reparació o manteniment dels aerogeneradors ( peces de recanvi, eines de treball, ... )

Cimentació: Les torres dels ECO-20 estan cimentades al terreny mitjançant formigó armat per tal de fer una estructura més resistent. Al ser aerogeneradors de poca altura no necessiten tanta cimentació, pel que només s’hi fixa la base.

4.3.1.4 – Insfraestructura elèctrica En la instal·lació situada al Munt de Buinaca, la infraestructura elèctrica no és massa gran ja que és una instal·lació on no es produeix gran quantitat de MW.

Transformadors de tensió: En aquest parc eòlic cada grup de 5 o 6 aerogeneradors s’agrupen i connecten a un mateix transformador elèctric. Això és possible ja que la potència elèctrica produïda per cada aerogeneradors no és molt elevada i no es necessita un transformador per cada aerogenerador.

43


Sistema elèctric general i de control; Per al control de la producció elèctrica dels aerogeneradors s’utilitzen disjuntors i seccionadors per a connectar o desconnectar-los de la xarxa. Els transformadors de tensió són situats fora dels aerogeneradors i engloben un conjunt de 5 o 6 per a enviar l’energia elèctrica amb menys pèrdues. Els aerogeneradors també estan equipats amb un parallamps damunt del bastidor per a descarregar al terra les sobreintensitats produïdes per alguns fenòmens naturals.

4.3.1.5 – Insfraestructura de control i telecomandament En el parc eòlic del Baix Ebre no s’ha necessitat una gran infraestructura de control, perquè es una instal·lació de fàcil accés. Tot i això, també s’hi observa una automatització dels aerogeneradors per a poder rebre dades dels aerogeneradors, conèixer qualsevol necessitat de manteniment o disposar de una base de dades del funcionament dels aerogeneradors. Totes aquestes dades es poden visualitzar en els monitors situats dins del petit edifici de la instal·lació mitjançant programes informàtics que agrupen els 27 aerogeneradors del parc del Baix Ebre.

44


4.3.2 – Aerogenerado ECO100 (La Colladeta) El segon parc eòlic que vaig visitar va ser el parc eòlic de la Colladeta, el més gran de Catalunya, però en el qual nomès m’hi vaig centrar en l’estudi d’un aerogenerador: L’ECO100. Aquest aerogenerador té una potència elèctrica de 3MW pel que s’estima que pot donar suficient energia elèctrica a 800 families.

Model d’aerogenerador

ECO 100

Número de serie

B019/1/001

Any de fabricació

2008

Potència Nominal

3.0 MW

Diàmetre del rotor

100.8 m

Altura de la boixa

90 m

Rang d’operació de vent de la

3 m/s -25 m/s

boixa Velocitat del vent en referència

43.5 m/s

(Vref) Rang de temperatures d’operació Clase d’aerogenerador Tensió nominal en les bornes de

-10ºC a +40ºC II -A 20 kV

l’aerogenerador Frecuencia de red d’operació

50 Hz

4.3.2.1 – Situació El parc eòlic de la Colladeta està situat en els altiplans propers al terme municipal del Perelló (Baix Ebre) a la província de Tarragona, ocupant una extensió de 19 hectàries. L’inauguració d’aquesta instal·lació va ser al 1999 amb la disposició de 36 aerogeneradors d’entre els quals destaquen els de 660 kW de producció elèctrica i amb una potència total del parc eòlic de 24.75 MegaWatts.

45


http://www.bellera.cat/molins/colladetes/colladetes_situacio.jpg

4.3.2.2 – ECO 100 En la visita del parc eòlic de la Colladeta vaig centrar-me en l’estudi d’aquest aerogenerador. És el model d’aerogenerador amb més potència elèctrica en funcionament a Espanya amb una potència nominal de 3 MW. Aquest aerogenerador suposa una gran evolució en l’obtenció d’energia a partir del vent tant per les seves característiques com pels avenços aconseguits. El nom d’aquest aerogenerador prové de la mesura del seu rotor 100.8 m. L’ECO100 és un aerogenerador d’eix horitzontal tripala i amb un sistema de pales variable. L’alçada total del ECO 100 és de 140 metres, on el bastidor està situat als 90 metres. El fet de que aquest aerogenerador tingui una alçada més gran que els altres permet obtenir una major producció elèctrica, perquè a més alçada hi ha major velocitat dels vents. Està format per un conjunt de multiplicadors potents, però que en fan un gran pes en el bastidor, enllaçats amb el generador. Aquest aerogenerador té una gran cimentació de la base amb ciment armat ja que el bastidor ha d’aguantar un gran pes del generador, multiplicador i pales. Per a poder accedir-hi al bastidor hi ha un petit ascensor a l’interior de la torre.

46


Aquest prototip d’aerogenerador encara està en fase de proves però en el poc temps que porta funcionant ha deixat clar que és molt efectiu. L’ECO 100 ha suposat una gran evolució en l’obtenció d’energia eòlica, pel que es pot dir que entra dintre d’una nova generació d’aerogeneradors. Per aquest fet s’hi reflecteixen en ell molts canvis tant en l’estructura com en el funcionament o manteniment: Porta incorporants tot tipus de sensors i envia mitjançant un ordinador totes les dades del seu estat com és la temperatura, direcció i velocitat del vent, i ha de ser controlat i reparat mitjançant ordinadors. Al ser un aerogenerador amb una potència tan elevada necessita un transformador extern per a evitar pèrdues en el transport de l’energia elèctrica fins la subestació de la Colladeta.

L’ECO-100 ha suposat un gran pas per a portar endavant la investigació i construcció d’aerogeneradors més potents. Aquest és l’exemple dels nous aerogeneradors de 6 MW començats a fabricar per la companyia Siemens en parcs eòlics marítims.

47


5- Disseny d’un parc eòlic El principal objectiu d’aquest treball de recerca és la creació d’un parc eòlic a les Terres de l’Ebre que mitjançant un bon aprofitament de l’energia eòlica sigui capaç d’aconseguir una ràpida rendibilitat. Per a poder arribar a la creació d’un nou parc eòlic, primer he hagut d’informar-me i fer l’estudi de diversos parcs eòlics de la zona. Tanmateix he hagut de dur a terme l’ estudi del lloc i el recull de dades sobre la intensitat i direccionalitat del vent de la zona on se situarà el parc. Un cop analitzats els resultats, he hagut de fer l’elecció dels tipus d’aerogenerador, així com la quantitat d’aparells que s’instal·laran per optimitzar la producció i rendibilitat del parc del Colldesom. Els parcs eòlics es consideren projectes d’inversió de molts diners pel que requereixen una avaluació de rendibilitat abans de la construcció. La construcció d’aquestes instal·lacións depèn de molts factors que segons les necessitats de cada zona faran que el disseny del parc eòlic sigui diferent, tot i utilitzar una mateixa tecnologia. Per a la construcció d’un parc eòlic s’haurà de tenir en compte les següents influències que hi poden afectar: - Influència del vent. - Influència del terreny. - Influència dels aerogeneradors. - Influència de la xarxa elèctrica.

5.1 – Situació El parc eòlic del Colldesom estarà situat en els terrenys del Coll de Som, als altiplans ubicats entre els pobles de Benifallet i Tivenys (Baix Ebre), a la província de Tarragona. Hi trobem dues entrades al parc eòlic, totes dues segueixen la carretera T-301. El primer entrador el trobem passat el kilòmetre 20:

48


El segon entrador es troba seguint la carretera T-301, passats uns 800 metres del primer entrador (abans d’arribar al kilòmetre 19):

Els terrenys en els quals està situat el parc són terrenys d’ús tradicional agrícola amb cultius d’ametllers, oliveres i garrofers, i en la zona de bosc hi predomina el pi, margalló, sotabosc i garrigues. A sota de l’altiplà, el riu Ebre rega les terres de conreu d’horta i taronges.

49


5.2. Estudi del terreny: Aquest va ser el punt més complicat havia de elegir una zona que reunís els condicionants del vent i em permetés poder fer l’estudi de camp. -

Primer vaig consultar el mapa d’implantació de l’energia eòlica a les comarques de Tarragona. En aquest vaig poder observar que la zona on se situa el Coll de Som és una zona òptima

-

Els terrenys escollits són terrenys als què puc accedir-hi fàcilment, tant perquè es troben a prop de la localitat de Benifallet com per ser propietat de familiars.

-

És una zona que conec i puc accedir-hi amb mitjans propis (caminant o amb bicicleta) perquè es troba a 4 kilòmetres de la localitat.

-

Són terrenys que compleixen els requisits de vent, és un vent òptim i constant durant tot l’any, sense canvis de direcció de vent.

-

Hi ha una bona accesibilitat al terreny del parc, gràcies a l’existència de carreteres i camins ja existents.

-

No hi ha obstacles naturals (muntanyes) que impedeixin l’arribada del vent a la zona.

-

El terreny no és escarpat ni amb grans pendents o deformacions naturals, factor que ajuda a situar millor els aerogeneradors.

50


5.3 – Estudi del vent Durant un període de 4 mesos he fet un estudi del vent a la zona on se situarà el parc. Per a fer aquest estudi he necessitat aparells de mesura del vent: un anemòmetre i una veleta, connectats a un logger per enregistrar les dades. El recull de dades per dur a terme l’estudi del vent ha estat el més acurat possible tenint en compte les limitacions amb què m’he trobat (manca de moderns medidors, manca de pal de 50 metres d’alçada on situar el logger, no tenir accés al programa d’ordinador, perquè normalment les dades enregistrades per un logger s’emmagatzemen en un xip que només es pot llegir en determinats programes). Per aquest motiu he hagut de fer un estudi del vent de forma periòdica durant quatre mesos recollint en el lloc de la instal·lació les dades de vent en un interval de 10 minuts i amb el recull de dades que acumulen els valors i direccionabilitat del vent, crear una gràfica. - El primer problema amb què em vaig trobar va ser on col·locar el Logger, no podia instal·lar un pal de 50 metres d’alçada sense permís i, si ho feia, els aparells podien ser robats, per tant vaig haver d’instal·lar-lo en una caseta, que no era una zona tan exacta a la situació dels aerogeneradors com hagués volgut . - Tampoc he pogut fer un registre durant dotze mesos per la limitació del temps que puc estar a la localitat, i a part per les dates d’inici i acabament del treball de recerca. - El fet d’instal·lar l’anemòmetre i la veleta a una alçada inferior a l’aconsellada, és a dir, a una alçada inferior als 50 m que correspon a l’alçada dels aerogeneradors, no m’ha permès obtenir majors velocitats del vent, així com tampoc m’ha permès evitar lleus turbulències en la direcció del vent causades per la poca alçada de la veleta i per la proximitat de les branques dels arbres. Aquests inconvenients han provocat certa imprecisió en les dades recollides. Descripció del procés realitzat per mesurar el vent: Per a poder prendre totes aquestes dades, primer es va haver de instal·lar el conjunt d’aparells de mesura, en un lloc elevat i resguardat. Vaig escollir la caseta del tros de terreny que és propietat de la meva família.

51


Per a fer la instal·lació vaig necessitar un anemòmetre i una veleta que vaig situar a la part exterior de la xemeneia. Els cables tant de l’anemòmetre com de la veleta es van conduir per l’interior de la xemeneia fins al logger, on estaven connectats. D’aquesta forma el logger podia rebre continuament la informació del la velocitat i direcció del vent que els dispositius marcaven.

52


Per a assegurar la fixació de l’anemòmetre i la veleta, es van fixar a la xemeneia amb cinta aïllant, per a evitar que caiguesin si es produïa una forta ràfega de vent. També es van fixar les connexions del logger ja que aquest és un model força antic i algunes connexions no acabaven de funcionar bé.

Utilitzant aquest mètode vaig poder obtenir les dades mitjanes en un interval de 10 minuts en el moment que consultés el logger durant un període de 4 mesos, i així aconseguir una mitjana aproximada de la velocitat mitjana del vent. Això em suposaria anar personalment al lloc de la instal.lació durant els quatre mesos per fer la recollida de les dades. Si s’hagués pogut dur a terme un estudi més ampli sobre les característiques del vent això hagués permès fer un càlcul més precís de la producció elèctrica, ja que una errada del 10% en el càlcul de la velocitat mitjana pot suposar errades d’energia d’un 30%. A més cal tenir en compte que l’increment de velocitat amb l’alçada en la realitat pot ser diferent a la calculada degut a la rugositat del terreny o que qualsevol accident topogràfic o construcció existent pot afectar al vent captat causant turbulències en les direccions, però calia subjectar-me als aparells que tenia i a certes limitacions.

53


Taula d’enregistrament de dades

DATA 05/07/2011 07/07/2011 09/07/2011 12/07/2011 15/07/2011 18/07/2011 21/07/2011 24/07/2011 25/07/2011 27/07/2011 29/07/2011 31/07/2011 02/08/2011 04/08/2011 06/08/2011 08/08/2011 10/08/2011 13/08/2011 14/08/2011 16/08/2011 18/08/2011 20/08/2011 21/08/2011 24/08/2011 27/08/2011 31/08/2011 08/09/2011 15/09/2011 22/09/2011 29/09/2011 06/10/2011 13/10/2011 20/10/2011 27/10/2011 05/11/2011 10/11/2011

HORA SOLAR 17:46 17:34 17:40 17:56 17:33 18:35 18:40 17:52 17:42 18:27 18:30 18:28 17:31 17:17 17:28 17:44 18:05 18:14 17:53 18:04 18:06 18:47 11:43 18:10 17:29 18:27 17:46 17:34 16:47 17:23 17:18 16:53 18:03 17:47 12:39 12:43

V. V. D. D. DIRECCIÓ I INSTANTÀNEA MITJA INSTANTÀNEA MITJA RÁFAGA MITJA 4 5,2 17 17 2 4,3 16 20 6 6,3 20 18 5 4,7 23 18 3 6 17 16 3 4,8 18 17 4 5 16 18 13 4,7 32 35 4 5,1 17 34 5 4,3 17 17 6 5,5 18 17 5 4,8 17 18 3 3,7 12 15 1 5,2 15 14 6 4,4 21 17 2 3,8 25 29 0º // 6 3 7 12 17 32º // 8 4 6,8 20 17 35º // 21 5 6,2 20 17 35º // 21 3 7,1 19 17 35º // 21 2 6,3 18 17 35º // 21 5 5,8 17 18 35º // 21 12 6,9 22 19 35º // 21 3 5 19 18 35º // 21 4 6,8 17 18 35º // 21 5 5,4 20 17 35º // 21 6 6,4 18 19 33º // 29 3 4,9 17 17 33º // 29 4 5,9 19 19 33º // 29 3 5,1 16 18 33º // 29 3 5,6 20 18 34º // 28 5 4,8 21 17 34º // 28 7 6,3 20 19 34º // 28 5 5,7 19 17 34º // 28 6 5,3 22 19 34º // 28 4 6,4 19 20 34º // 28

54


Gràfiques de la mitjana de velocitat i direcció del vent: Velocitat mitja del vent 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

Com es veu en la gràfica de la velocitat del vent el vent és força constant i dóna una mitja de 5,4861 m/s. Direcció mitja del vent 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

Com es veu en la gràfica, el vent es bastant constant i dóna una mitja de 18,833º. En conclusió la mitjana del vent obtinguda és óptima per a la construcció del parc eòlic, tant pel que fa al valor de la velocitat com en la constància del vent.

55


5.3 – Estudi dels aerogeneradors Un cop avaluats els factors anteriors: velocitat mitja del vent , terreny i d’ altres com poden ser la necessitat energètica del territori; cal escollir un determinat model d’aerogenerador que permeti aprofitar millor les característiques del terreny i faciliti una major producció energètica. Actualment hi ha molts tipus d’aerogeneradors (veure l’apartat 3.2). Centrant-me en les característiques del parc eòlic del ColldeSom , he escollit un model d’aerogenerador d’eix horitzontal, que permet grans alçades i un millor aprofitament dels corrents de vent). A més em decanto per un aerogenerador tripala, ja que és el tipus més utilitzat en els parcs eòlics espanyols. També he hagut d’escollir un model d’aerogenerador tenint en compte les seves dimensions i la producció qe genera, així doncs podia escollir qualsevol dels tipus d’aerogenerdors que vaig visitar, però calia tenir en compte la producció que intentava generar i els següents factors. Factors a tenir en compte: - La finalitat del meu parc, és una finalitat econòmica, perquè busca una ràpida rendibilitat del parc eòlic. Per aquest motiu, havia de dissenyar un parc eòlic amb una producció el més gran possible en l’extensió de terreny. - L’impacte ambiental que un parc eòlic pot produir, ja que un major nombre d’aerogeneradors provoca un impacte visual més gran . - L’impacte sonor, tot i que, és un factor poc important en aquest cas, ja que el parc es troba a certa distància de les poblacions properes. Finalment, considerant aquests factors i els coneixements adquirits en les visites, tanmateix com l’estudi de camp realitzat, m’he decantat pel model d’aerogenerador ECO-100. Aquest tipus d’aerogeneradors és el l’últim model d’aerogeneradors utilitzat a la península Ibèrica, amb una potència nominal de 3 MW i amb força rendibilitat. A més, un sol aerogenerador ECO-100 pot donar energia a 2000 cases, respectant el mediambient, ja que aconsegueix evitar l’emissió de 7.000 tones de CO2 a l’any. A l’hora d’escollir-lo també vaig tenir en compte la seva tecnologia, ja que com és un model dissenyat fa poc temps, té incorporats un gran nombre de sensors i elements que permeten un manteniment automatitzat, controlat des d’ordinadors. Aquests nous sistemes de control per

56


sensors donen una possibilitat d’allargar la vida de l’aerogenerador, permetent una major durada del parc i, per tant, més beneficis econòmics. Un cop feta l’elecció d’aquest tipus d’aerogenerador, vaig haver de calcular quans hi cabien en l’extensió de terreny on s’ubica el parc eòlic, considerant que s’havien de situar en punts sense grans pendents i de certa altura. També, calia tenir en compte la distància mínima que ha de haver entre un aerogeneradors i un altre. La distància necessària ve marcada per l’expressió: L = d · (n+1) L = Separació entre aerogeneradors d = Diàmetre del rotor dels aerogeneradors n = Separació expressada en diàmetres del rotor Sabent que el diàmetre del rotor del ECO-100 és de 100 metres i la separació entre rotors és compresa en 3 o 4, vaig determinar que es necessitava una separació de 400 metres entre els aerogeneradors ECO-100. Sabent aquesta dada i considerant les zones amb més elevació de la zona que poguessin tenir un fàcil accés, vaig distribuir el màxim nombre d’aerogeneradors que l’extensió de la zona em permetés.

Obtenint, finalment, que hi podia col·locar 7 aerogeneradors ECO-100 amb una fàcil accessibilitat per camins ja existents.

57


5.4 – Rendibilitat econòmica Un dels objectius del meu parc eòlic és aconseguir una ràpida rendibilitat econòmica. Per aquest motiu he dissenyat un parc de gran producció, format per un conjunt de 7 aerogeneradors ECO-100 amb una producció total de 21MW. En un principi, volia abastir d’energia a les localitats properes, però al ser un parc amb gran producció, l’energia pot arribar a subministrar un nombre molt més elevat d’habitants. Per a conèixer el nombre aproximat d’habitants als quals el parc pot donar energia elèctrica he fet els següents càlculs: - Primer cal fer el consum elèctric de cada habitant: Prenen com a referent les dades d’una família de quatre membres que viuen en una vivenda unifamiliar, el consum és de 1053,846154 al mes, si el comparem amb la mitjana europea, surt una mitja bastant més alta. Mitja consum europeu = 14,2kwh/família al dia = 426kwh/família al mes) http://www.mpoweruk.com/electricity_demand.htm en contrast en el consum propi de casa. Consum 4 habitants (Kwh) Desembre 2009 400 Gener 2010 350 Març 2010 1200 Maig 2010 1500 Juny 2010 1250 Juliol 2010 300 Setembre 2010 1800 Novembre 2010 1400 Decembre 2010 900 Gener 2011 100 Març 2011 1900 Maig 2011 900 Juliol 2011 1700

Mitja 1 mes / 4 persones 1053,846154 Mitja 1 mes / habitant 263,4615385 Mitja 1 dia / habitant 8,782051282 Mitja 1 hora / habitant 0,365918803

- Després s’ha de calcular la producció total del parc eòlic. Al estar format per 7 aerogeneradors de 3MW de potència nominal, la potència total del parc és de 21MW. Però, cal considerar, que el rendiment d’un aerogenerador no és del 100% , en

58


els models més moderns és del 40% , així doncs, la potència útil de cada aerogenerador és de 1.2MW (3MW · 0.4) pel que realment es generen apròximadament 8.4MW. Rendiment aerogenerador: http://www.infoeolica.com/grandes.html - Un cop se sap la potència útil del parc i el consum de cada habitant en una hora es pot calcular el nombre d’habitants als que es pot subministrar energia elèctrica. Arribant a la conclusió que el parc, subministraria suficient energia elèctrica per a 22956 habitants. Si agafessim la mitja d’habitants d’una família europea que és de 2,6 es podria abastir a un nombre de 8829 families Càlcul rendibilitat en anys Per a conèixer el temps que es trigarà a cobrir la inversió inicial amb els beneficis obtinguts, cal: Conèixer el cost total del parc eòlic: -

El major cost en un parc eòlic està en els aerogeneradors, el seu preu de fàbrica ve marcat per la potència nominal d’aquests (1000€/kwh). En el parc del Colldesom s’hi troben 7 aerogeneradors amb una potència de 21000kwh, que equival a un preu de fàbrica de 21millons€.

-

Per calcular la resta de factors que influeixen en el preu he utilitzat una aproximació basada en un percentatge del cost total dels aerogeneradors. Aquests percentatges els he extret del llibre: Creus Solé, Antonio. Energías Renovables. Barcelona: Ceysa, Cano Pina S.L (3.7Parque eòlico típico. Bases de Càlculos, pag.136)

A continuació cal tenir en compte les actuals subvencions de la Generalitat de Catalunya. Actualment no se sap certament quina quantitat es pot abonar en una subvenció per l’energia eòlica però utilitzant els percentatges de fa uns anys i ,les actuals, d’altres energies renovables, sabem que l’energia eòlica se subvenciona amb un 40% del cost final. http://www.gencat.cat/diari/6018/11313039.htm

59


-

Finalment cal sumar el cost de l’iva en el càlcul total del parc del Colldesom.

Components Preu (€ o % inversió) Aerogenerador 3MW 3.000.000 € Transport i muntatje 3% Obra civil 9% Conexió a la red (estació subministrament) 14% Promoció 1% Total Parc Subvencions (40%) IVA (18%)

Quantitat 7

-10.668.000 €

Total + IVA

Preu total (€) 21.000.000 € 630.000 € 1.890.000 € 2.940.000 € 210.000 € 26.670.000 € 16.002.000 € 4.800.600 € 20.802.600 €

En el cas que no hi haguessin subvencions el preu canviaria a: Total Parc IVA (18%)

26.670.000 € 4.800.600 €

Total + IVA

31.470.600 €

Un cop conegut el cost total del parc eòlic i les instal·lacions s’ha de calcular la producció de kw en un any, per a conèixer els beneficis que es poden obtenir en un any. Així doncs, per a poder conèixer els guanys cal saber quin és el benefici obtingut per cada kw que es ven. Aquest és de 0.065€/kwh (4)

(4) Creus Solé, Antonio. Energías Renovables. Barcelona: Ceysa, Cano Pina S.L (3.7- Parque eòlico típico. Bases de Càlculos, pag.136) 60


Un cop sabut el preu del kwh s’ha de conèixer la potència útil del parc, ja que com s’ha esmentat en un apartat anterior el rendiment mitjà d’un aerogenerador és del 40%. D’aquesta forma la potència ùtil de tots 7 aerogeneradors és de 8400kwh. Fent un factor de conversió, es pasen els kwh a kw any, obtenint que cada any es produeixen 72576000kw. Sabent això es pot calcular els beneficis que s’obtenen cada any; 7257600kw · 0.065 €/kw = 4717440€. Finalment s’obté que cada any es guanyen 4717400€ amb la venda d’energia elèctrica. Amb les dades d’ingressos anuals i de la inversió inicial cal fer una estimació del temps que es necessitarà per amortitzar del parc del Colldesom. Obtenint que el parc començarà a ser rendible en 4.4 anys si s’obtenen subvencions, o amb 6.67 anys sense subvencions. En conclusió, considerant que la vida dels aerogeneradors està estimada en 120.000h hores de treball, aproximadament uns 20 anys, i el temps per amortitzar la inversió inicial, és de 4,4 anys, hem verificat que s’obtindrà una rendibilitat óptima, és a dir 4.717.440€ per any, mentre es respecta el mediambient.

61


6- Conclusió Des del dia de l’elecció del treball de recerca: Amb el vent a favor: Estudi i disseny d’un parc eòlic fins el moment del seu lliurament, han passat gairebé, nou mesos on he anat aprenent i valorant més, dia a dia, l’energia eòlica i els avantatges que suposa vers el futur l’energia verda. En començar l’estudi teòric vaig imaginar que seria un tema feixuc, al meu davant s’amuntegaven molts llibres sobre el tema, i ben bé, no sabia per on començar, però ràpidament vaig descobrir que l’evolució en els usos d’energia eòlica es remuntava 5000 anys abans de que jo naixés, i això va començar a captivar-me. Un cop més, l’home volia dominar la natura, el vent, un motor natural. En aquesta investigació cronològica vaig poder observar com els avenços més importants es van fer a partir del segle XIX. Els avenços en l’energia eòlica han anat en progrés amb el pas del temps, no obstant això, han pres més força en els últims anys. Amb l’estudi dels tipus d’aerogeneradors he pogut comprendre el perquè d’utilitzar normalment tres pales, sempre els havia vist, però, a part de minimitzar l’impacte visual no hagués pensat que el disseny tripala ajudés a repartir millor el pes, a permetre una major durada en la vida de l’aerogenerador entre d’altres raons. Així doncs, m’ha interessat molt la informació sobre la mecànica específica dels diferents tipus d’aerogeneradors, he estudiat els avenços que suposa la millora dels aparells ocasionant un menor impacte ambiental, permetent augmentar la productivitat energètica, aconseguint estalviar el manteniment mecànic, allargant la vida de la turbina tanmateix com estalviant mà d’obra al poder-se fer el control de l’aparell des d’un ordinador. Però l’objectiu del meu treball: Amb el vent a favor: Estudi i disseny d’un parc eòlic , va més enllà de l’estudi de l’energia eòlica pretén crear, com indica el subtítol, el disseny d’un parc eòlic real i rendible, ubicat dintre del territori català, a les Terres de l’Ebre. En arribar a aquest apartat és quan vaig haver de començar a moure’m. En aquest moment del meu treball que ha ocupat més de quatre mesos he gaudit molt, visitant diversos parcs eòlics , coneixent la seva distribució, composició i observant el funcionament dels aerogeneradors d’a prop. He pogut admirar l’última gran creació l’ECO-100, de gran envergadura, doncs com el seu nom indica, l’amplada del rotor mesura 100 metres i la seva alçada és de 140 metres, mesures que permeten un major aprofitament del vent.

62


Evidentment, no podia dissenyar un parc eòlic, sinó tenia el vent a favor com indica el títol del treball. Així doncs, aquests últims cinc mesos els he passat fent l’estudi de camp per saber si la zona de terreny escollida era òptima pel que fa a la intensitat i constància del vent, he hagut d’instal·lar mesuradors de vent, enregistrar dades, calcular mitjanes i crear gràfiques per poder demostrar que el Colldesom és una zona apropiada per fer un parc eòlic, tant pel que fa a la intensitat del vent com per la seva constància. El fet d’anar-hi sovint m’ha fet estimar més el paisatge. El Colldesom , com el seu nom indica és un pendent poc pronunciat de les muntanyes que acompanyen el riu en el seu recorregut de Benifallet a Tivenys, dues petites poblacions de la Ribera de l’Ebre, on predomina el conreu del taronger, el presseguer, l’horta en les zones de regadiu, i el garrofer, l’atmetller i l’olivera en les zones de secà. Aquest fet m’ha convençut que el parc eòlic havia de ser molt respectuós amb el medi ambient, per tant he escollit els aparells més silenciosos, de tres pales i de gran potència perquè amb poca quantitat d’aerogeneradors, per tal de minimitzar l’impacte visual, obtingués els resultats d’energia i rendibilitat òptims. Tot aquests condicionants es troben en els aparells ECO-100 que he presentat en el meu projecte de parc eòlic. En arribar, al punt de valorar la rendibilitat econòmica he pensat que el meu treball no podria progressar per l’ elevat cost de cada aerogenerador, 3.000.000€. No obstant això, sempre he vist la viabilitat del parc del Colldesom per les condicions climàtiques, per la facilitat d’accés aprofitant les carreters i rases ja existents, tanmateix com per les condicions del terreny que permeten col·locar els aparells a una distància de 400 m, resultat que s’obté per les mesures dels rotors, a més en la zona escollida és fàcil trobar llocs suficientment elevats i , alhora, plans per instal·lar cada aerogenerador. Així doncs, l’únic obstacle amb el que em podia trobar era la rendibilitat del parc. Per a poder demostrar la rendibilitat, he hagut d’investigar la producció útil de l’ECO-100, la quantitat d’habitants i famílies a les que pot subministrar energia, el preu que es cobra per l’energia renovable, totes les despeses que comporta crear un nou parc eòlic i , finalment, el temps en anys que es trigaria en amortitzar el parc sabent que un aerogenerador té una vida d’uns 20 anys aproximadament. I, un altre cop, el títol no podia ser més encertat, tornava a tenir el vent a favor, es pot amortitzar el parc en 4,4 anys si s’obté subvenció, i el benefici que s’obtindrà anualment és molt òptim.

63


Després dels diferents estudis realitzats, només ha calgut convertir-me en un jove arquitecte per aproximar el meu projecte a la realitat, presentant una maqueta que converteixi el Colldesom, en un parc eòlic rendible i pròsper. Tot i haver emprat molt temps en enllestir Amb el vent a favor: Estudi i disseny d’un parc eòlic, sento que això és un inici en la meva investigació sobre l’energia eòlica i, com he pogut saber, el futur de l’energia eòlica és immens, la possibilitat d’ubicar parcs en el mar, m’atreu. L’energia eòlica marítima està tenint un gran desenvolupament últimament. En el mar hi ha grans extensions per les quals hi passen corrents de vent de forma contínua, sense obstacles, factors que afavoriran un major aprofitament del vent . Un altre dels temes que m’agradaria ampliar, tracta sobre els nous models d’aerogeneradors en els quals s’està investigant. Fa pocs anys va sortir al mercat el model ECO-100 que incorporava 3MW, aparell del qual he parlar àmpliament en el treball, però des d’aquell moment fins ara, es continua treballant i investigant per incrementar la potència dels aerogeneradors, millorant l’estructura i els components (eliminant els multiplicadors per a ficar generadors més potents...). D’aquesta forma hi ha companyies, que a hores d’ara estant treballant en noves generacions d’aerogeneradors que tindran 6MW de potència. Abans d’acabar aquest treball de recerca, vull aportar les meves valoracions personals. Estic molt content d’haver escollit aquest tema, amb el qual he pogut aprendre àmpliament sobre l’energia eòlica i el funcionament dels seus parcs. També estic orgullós d’haver pogut fer el disseny d’un parc eòlic, i que hagi donat resultats positius econòmicament. Un altre motiu de satisfacció és haver pogut trobar una zona adient per instal·lar el parc, i m’omple de felicitat plantar els projectes de futurs ECO-100 en la maqueta.

64


7- Bibliografia 7.1 – Llibres Títol:

Energías Renovables (Fundamentos, Tecnologías y Aplicaciones)

Disponibilitat: Préstec de dos mesos

Numeració Biblioteca: Informació utilitzada: Apartats i Pàgines d’interès Referència Bibliogràfica:

620.9 Mad

Origen:

Biblioteca Josep Soler Vidal, Gavà

Data de 16 Abril – 16 Juny consulta:

1-Introducció 2- El vent i l’evolució de l’energia Eòlica. Breu introducció i definició de l’energia eòlica i del vent. Com es forma el vent.

Part de l’Índex:

Capítol 9: energia eòlica; pàgina 144-166

Madrid, Antonio. Energías renovables:Fundamentos,Tecnologías y aplicacions. 1ªed Madrid:AMV Ediciones, 2009

Monografias técnicas de energias renovables: Energía Eólica. Disponibilitat: Préstec d’un mes

Títol:

Origen:

Biblioteca Josep Soler Vidal, Gavà

Data de 16 Abril – 16 Maig consulta:

Numeració Biblioteca:

621.5 Cas

Informació utilitzada:

Primers invents per aprofitar l’energia eòlica Estructura de les diferents parts que componen un aerogenerador.

Apartats i Pàgines d’interès Referència Bibliogràfica:

2- El viento; pàgina 6-17 4- Elementos existentes en los aerogeneradores; pàgina 23-27

Part de l’Índex:

2- El vent i l’evolució de l’energia Eòlica. 4.1 – Parts d’un aerogenerador.

Castro, M.; Colmenar, A; Sánchez, C. Enèrgia Eólica. 1ªed. 1ªreimpr. Sevilla: Progensa, 2001. 1 vol.

65


Títol:

Gran atlas de la ciencia – Energia y Movimiento

Origen:

Biblioteca Josep Soler Vidal, Gavà

Disponibilitat: Préstec d’un mes

Numeració 620.9 Ene Biblioteca: Data de consulta:

Part de l’Índex:

C4 Fuentes d’energia – Energia eólica

Informació utilitzada:

Primers invents per aprofitar l’energia eòlica Definició de l’energia eòlica

Apartats i Pàgines d’interès Referència Bibliogràfica:

Energia eòlica

Títol:

Pla de l’Energia de Catalunya 2006-2015

Origen:

Biblioteca Josep Soler Vidal, Gavà

13 Juliol – 13 Agost

Editorial Sol 90; Gran atlas de la ciencia – Energia y Movimiento, 2009

Disponibilitat: Préstec d’un mes

Numeració 620.9 Pla Biblioteca: Data de consulta:

13 Juliol – 13 Agost

Part de l’Índex:

5.4 – Energia eòlica

Informació utilitzada: Apartats i Pàgines d’interès Referència Bibliogràfica:

Mapes i/o taules de valors sobre l’energia eòlica a Catalunya Mapa d’implantació eòlica a Catalunya (pàgina 240)

Generalitat de Catalunya; Pla de l’Energia de Catalunya 2006-2015. Catalunya 2006

66


Títol:

Energías Renovables

Origen:

Biblioteca Josep Soler Vidal, Gavà

Disponibilitat: Préstec de dos mesos Part de l’Índex: Informació utilitzada: Apartats i Pàgines d’interès Referència Bibliogràfica:

Data de consulta:

13 Juliol – 27 Setembre

Capítulo 3: Eòlica Com fer l’elecció del terreny Càlcul del cost d’un parc eòlic, tant per els elements que el formen com el preu estimat d’aquests. 3.7- Parque eòlico típico. Bases de Càlculos, pag.136

Creus Solé, Antonio. Energías Renovables. Barcelona: Ceysa, Cano Pina S.L

Títol:

Logger NRG 9200 – Manual de Uso

Origen:

Ecotècnia S.C.C.L.

Disponibilitat: 15 dies Part de l’Índex: Informació utilitzada: Apartats i Pàgines d’interès Referència Bibliogràfica:

Numeració 620.9 Cre Biblioteca:

Numeració Biblioteca: Data de consulta:

Juliol

1- Instrucciones de uso abreviades del Logger NRG 9200 2- Instal·lación del LOGGER NRG 9200 Saber totes les funcions i el funcionament del Logger. Poder fer una correcta instal·lació del logger amb un anemòmetre i veleta. 1- Instrucciones de uso abreviades del Logger NRG 9200 (pag. 2) 2- Instal·lación del LOGGER NRG 9200 Ecotècnia S.C.C.L., Logger NRG 9200 – Manual de uso. Ecotècnia S.C.C.L.

67


Títol:

Aprofitament de l’energia Eòlica (Part I)

Origen:

Ecotècnia S.C.C.L.

Disponibilitat: Tres mesos

Numeració Biblioteca: 15 Agost – 27 Novembre Data de consulta:

Part de l’Índex:

1- Aspectes bàsics generals 2- Definició del generador

Informació utilitzada:

Conèixer totes les infraestructures que formen un parc eòlic i els tipus d’instal·lacions eòliques Saber les diferents parts d’un aerogenerador i diferències entre un generador Síncron/Asíncron

Apartats i Pàgines d’interès Referència Bibliogràfica:

1.4 Infraestructura civil, elèctrica i de control 2.2 Característiques diferencials i estudi comparatiu Síncron/Asíncron Massagués Vidal, Lluís; Torres Fatsini, Josep Mª; Pérez Segú, Santiago. Aprofitament de l’Energia Eòlica. Barcelona: Escola tècnica superior d’enginyeria U.R.V, 1999

7.2 – Documents electrònics - Diccionari de la Llengua Catalana en Línia http://www.diccionari.cat/ - Informació sobre els primers molins http://www.educar.org/inventos/elmolino.asp - Evolució dels molins fins l’actualitat http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/41/tema1/tema1-4.htm http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/41/tema1/tema1-2.htm http://www.mailxmail.com/curso-energia-eolica/energia-historia-energia-eolica-ochentaadelante http://www.mailxmail.com/curso-energia-eolica/energia-historia-energia-eolica-anos-80

68


- Parts principals d’un aerogenerador http://www.mailxmail.com/curso-energia-eolica/energia-eolica-constitucion-basicaaerogenerador http://www.mailxmail.com/curso-energia-eolica/energia-eolica-elementos-gondolaaerogenerador - Parc eòlic del Baix Ebre http://www.bellera.cat/molins/baix_ebre.htm - Parc eòlic de la Colladeta http://www.bellera.cat/molins/colladetes/colladetes_situacio.jpg - Google Maps, entradors Parc del Colldesom http://maps.google.es/maps?pq=street+view&hl=es&cp=2&gs_id=h&xhr=t&q=google&client= firefox-a&hs=8vE&rls=org.mozilla:esES:official&gs_sm=&gs_upl=&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.,cf.osb&biw=1366&bih=664&um=1&ie=U TF-8&sa=N&tab=wl http://maps.google.es/maps?pq=street+view&hl=es&cp=2&gs_id=h&xhr=t&q=google&client= firefox-a&hs=8vE&rls=org.mozilla:esES:official&gs_sm=&gs_upl=&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.,cf.osb&biw=1366&bih=664&um=1&ie=U TF-8&sa=N&tab=wl - Mapes topogràfics http://www.icc.cat/ http://www.icc.cat/vissir3/index.html?lang=cat - Mitja de consum Europeu http://www.mpoweruk.com/electricity_demand.htm - Rendiment d’un aerogenerador http://www.infoeolica.com/grandes.html - Subvencions actuals http://www.gencat.cat/diari/6018/11313039.htm

69


Amb el vent a favor