Estudio y planificación de un parque eólico a más de 2.500 metros de altitud sobre el nivel del mar

Abstract

[ES] La presente investigación se realizó en la localidad de Qollpana, municipio de Pocona, provincia de Carrasco del departamento de Cochabamba en Bolivia. Las variables fueron las características atmosféricas, el potencial eólico y la tecnología de aerogenerador utilizado en la zona de estudio, ubicada a una altura de 2.757 metros. Su propósito fue la realización de un arco analítico que permitiera evaluar la producción de energía eólica y la viabilidad para el montaje de un parque eólico en sitios ubicados a más de 2.500 metros sobre el nivel del mar, para lo cual fueron necesarias las mediciones en sitio de velocidad y dirección del viento, presión atmosférica, temperatura y humedad relativa durante tres años y tres meses, del uno de febrero de 2010 al uno de mayo de 2013, las mediciones de potencia generada en el mes de julio de 2014 y los datos técnicos del aerogenerador GOLDWIND modelo GW 77/1500, PMDD de 1.5 MW. Se describen las características de velocidad y dirección del viento y se determina la curva de potencia del aerogenerador y el costo de venta de la energía. El trabajo se justifica por la poca experiencia a nivel mundial de parques eólicos montados en emplazamientos ubicados a estas altitudes, y la limitada literatura que aborda esta temática. La investigación se realiza a partir de mediciones experimentales y se han empleado métodos cuantitativos para determinar la viabilidad del montaje de parques eólicos en sitios con estas características. Los resultados fueron: la densidad promedio del aire en la zona es de 0,8867 kg/m3 que corresponde al 72,38% de la densidad del aire en condiciones estándar (nivel del mar a 15º C); la curva de potencia real del aerogenerador montado en la localidad de Qollpana en función de la potencia real generada y la velocidad del viento, de acuerdo a lo indicado en la norma IEC 61400-12-1 tienen una elevada correlación con la curva de potencia proporcionada por el fabricante normalizada a la densidad de 0,8867 kg/m3, Se concluye que con una velocidad promedio anual del viento igual a 9,03 m/s, porcentaje del tiempo generando a potencia nominal igual a 15,50%, factor de planta de 43,17%; electricidad anual exportada a la red de 90.752 MWh y un coste de venta de la energía de 52,28 €/MWh, el montaje de parques eólicos en lugares a más de 2.500 metros de altitud sobre el nivel del mar es viable, teniendo un período de retorno del capital de 10,5 años para este caso en particular.

[EN] This research was carried out in the locality of Qollpana, municipality of Pocona, province of Carrasco in the department of Cochabamba in Bolivia. The variables were the atmospheric characteristics, the wind potential and the wind turbine technology used in the study area, located at an altitude of 2,757 metres. Its purpose was to carry out an analytical arc to evaluate the production of wind energy and the feasibility of setting up a wind farm in sites located more than 2,500 metres above sea level, at an altitude of 2,757 metres above sea level. 500 metres above sea level, which required on-site measurements of wind speed and direction, atmospheric pressure, temperature and relative humidity for three years and three months, from 1 February 2010 to 1 May 2013, measurements of power generated in July 2014 and the technical data of the GOLDWIND wind turbine model GW 77/1500, PMDD of 1.5 MW. The wind speed and wind direction characteristics are described and the power curve of the wind turbine and the cost of selling energy are determined. The work is justified by the limited experience worldwide of wind farms mounted on sites located at these altitudes, and the limited literature that addresses this issue. The research is based on experimental measurements and quantitative methods have been used to determine the feasibility of mounting wind farms at sites with these characteristics. The results were: the average air density in the area is 0.8867 kg/m3 which corresponds to 72.38% of the air density in standard conditions (sea level at 15º C); The real power curve of the wind turbine mounted in the locality of Qollpana in function of the real power generated and the wind speed, according to the IEC 61400-12-1 standard has a high correlation with the power curve provided by the manufacturer normalised to the density of 0.8867 kg/m3. It is concluded that with an average annual wind speed equal to 9.03 m/s, percentage of time generating at nominal power equal to 15.50%, plant factor of 43.17%; annual electricity exported to the network of 90. 752 MWh and an energy sales cost of 52.28 €/MWh, the installation of wind farms in locations at an altitude of more than 2,500 metres above sea level is feasible, with a payback period of 10.5 years for this particular case.