Recurso eólico

INTRODUCCION

La evaluación del recurso eólico y la determinación del rendimiento energético de un parque eólico es el principal condicionante de la viabilidad y rentabilidad del proyecto.

Dependiendo de la escala del proyecto puede ser necesaria la estimación de la generación de energía con diferentes niveles de exactitud. Por ejemplo, instalaciones de pequeña escala (algunos kW) pueden requerir únicamente un estimado a través de un mapa eólico u otras herramientas, o incluso puestos de medida de baja altura. Por el contrario, cuando los proyectos son de gran escala (desde algunos hasta decenas de MW), será condición necesaria la determinación del recurso eólico en el sitio a través de series de medida –altamente recomendable que sean mayores a un año- en conjunto con otras herramientas sofisticadas de análisis.

En esta sección se presentan diferentes aspectos de la evaluación del recurso eólico. Primeramente algunas generalidades del tema, y luego la presentación del Mapa Eólico de Uruguay, datos de puestos de medida de viento, y una herramienta sencilla de determinación de la generación de energía de un equipo en un sitio.

En cuanto al Mapa Eólico de Uruguay, se encuentra basado en mediciones existentes y, a través de un análisis y modelación, se obtuvo como una aproximación del recurso eólico a nivel nacional.

El mapa eólico fue desarrollado por la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República en el año 2009, a través de un convenio con el Programa de Energía Eólica de Uruguay (PEEU).

Puede encontrarse más información en la sección de Metodología, y acceder al Mapa eólico directamente haciendo click aquí.

Paralelamente, se aportaron desde el PEEU la instalación de cuatro puestos de medida de vientos en convenio con Antel para utilizar torres de telecomunicaciones, de modo de poder ampliar las series de datos de viento existentes. Más información puede encontrarse en la sección Mediciones de Viento.

Por último, se brinda una herramienta de producción eólica, basada en formato Excel y elaborada por el PEEU, donde se puede estimar la energía producida por un aerogenerador en un sitio de Uruguay, en función de datos del Mapa Eólico de Uruguay. Se debe comentar que esta herramienta pretende ser indicativa, requiriéndose mediciones y cálculos más precisos para poder acercarse a valores de producción energética específicos para cada caso. Se puede consultar en la sección Herramienta de Producción Eólica.

GENERALIDADES DEL RECURSO EOLICO

Para tomar decisiones de inversión en su proyecto, se necesita un sólido conocimiento sobre el rendimiento energético esperado y el nivel de confianza asociado.

Los vientos son corrientes de aire motivadas por el desigual calentamiento de la atmósfera debida a la radiación solar incidente. Las diferentes temperaturas del aire crean zonas con diferentes presiones atmosféricas. Como consecuencia de esta  desigualdad de presiones se produce movimiento de las masas de aire, desde las zonas  de alta presión, a las zonas de baja presión. Asociado al movimiento de una masa hay una energía, denominada energía cinética, que depende de su masa y su velocidad. Hay tres componentes del viento que determinan la potencia disponible de un sistema de conversión de energía eólica. Dichos componentes son: velocidad de viento, turbulencia y densidad del aire. Con el aumento de la  velocidad del viento, la generación eólica disponible aumenta exponencialmente. La potencia disponible es proporcional al cubo de la velocidad. En lo que respecta a las características del viento (turbulencias), los modelos de tiempo globales determinan a grandes rasgos el recurso eólico en una región. Sin embargo, los rasgos topográficos locales, que incluyen formaciones geográficas, flora y estructuras artificiales pueden mostrar la diferencia entre un recurso eólico utilizable y uno que no lo es. Finalmente la densidad del aire incide en la potencia. Temperaturas bajas producen una mayor densidad de aire, con lo cual se obtiene un mayor rendimiento de la potencia. La densidad del viento disminuye al aumentar la temperatura, y aumenta al aumentar la presión.

Debido a la gran variabilidad del viento resulta bastante complejo la evaluación del recurso eólico de un emplazamiento, lo que requiere campañas de medida con toma de datos de elevada frecuencia, y periodos de medida largos para poder realizar una evaluación adecuada. Otras variables meteorológicas, como por ejemplo la presión y temperatura ambiente, resultan mucho más fáciles medir, y se pueden realizar mapas de una zona con los valores medios, que por otra parte son fácilmente extrapolables a emplazamientos cercanos. Cuando para un emplazamiento determinado se quiere evaluar las posibilidades de utilización de la energía eólica, la primera acción requerida es cuantificar el potencial del viento en el mismo. El viento tiene unas fuertes variaciones, tanto temporalmente como espacialmente, por lo que va a ser necesario caracterizarlo mediante medidas del mismo, y cálculo de valores estadísticos en un periodo de tiempo. Normalmente se utilizan valores estadísticos considerados para un año para tener en cuenta las variaciones estacionales que se produzcan.

Los valores que se utilizan son:

• Valor medio de la velocidad
• Rosa de Vientos Predominantes
• Curva de Frecuencia de la velocidad
• Valores medios de temperatura y presión ambiente