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Noelia Álvarez Marivela 10 de noviembre 2004. 1.PROMOCIÓN Evaluación del potencial eólico Aerogeneradores & tecnologías Conexión a red 2.CONSTRUCCIÓN.

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1 Noelia Álvarez Marivela 10 de noviembre 2004

2 1.PROMOCIÓN Evaluación del potencial eólico Aerogeneradores & tecnologías Conexión a red 2.CONSTRUCCIÓN Instalación y montaje de aerogeneradores Proyecto y ejecución técnica de parque 3.EXPLOTACIÓN Condicionantes y datos relevantes de la explotación Desarrollos futuros y puntos de mejora 4.RETOS TECNOLÓGICOS Terrenos complejos Sistema de control Reducción del ruido Mantenimiento Integración en la red

3 -Campaña de Recurso (Mínimo 1 año): -Torres de medición (celosía): redundancia de equipos críticos, telemedida -Micrositing (hipótesis de tabulación de ofertas): LISTA LARGA -WASP en punto de torre (referencia): producción teórica -Curva potencia: densidad más próxima a la del emplazamiento a la altura de buje -Producción x nº aeros < 50 MW -Implantación de aeros: diferentes alturas de buje / diámetro rotor (factores técnicos, económicos, ambientales y administrativos) -Factores correctores Errores de modelo-perfil vertical, estelas, disponibilidad, pérdidas … -Incertidumbres: Falta de medidas reales a la altura de buje de cada aero Consideración de los perfiles verticales de viento iguales en la zona Consideración de mismas pérdidas para el parque con datos de una torre Consideración de pérdidas por estelas iguales para todos los aeros -Evaluación de Recurso (plazos y costes): LISTA CORTA

4 CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE AEROGENERADORES PROMOCIÓN Anteproyecto Proyecto EJECUCIÓN EXPLOTACIÓN AMBIENTALES TÉCNICOS ADMINISTRATIVOS ECONÓMICOS

5 Comparativa de máquinas CLASE IECII II / III Potencia unitaria (kW) Diámetro de rotor (m)70, /58 Altura de buje (m)64,76255 Área barrida (m 2 ) Densidad curva de potencia (Kg/m 3 )1,131,121,13 Prod. Unitaria. T. Aguión (MWh/año) Nº de aerogeneradores Potencia total (MW)49,5 49,348,5 Velocidad altura de buje (m/s)7,437,397,3 Coeficiente ley exponencial WASP (alfa)0,12 0,13 Prod. Teórica WASP (MWh/año) Producción Neta (MWh/año) Horas equivalentes Área barrida en parque (m 2 ) Producción específica (kW/m 2 ) SELECCIÓN DE AEROGENERADORES: CASO PRÁCTICO 1

6 Comparativa de máquinas multimegavatio CLASE IECIII II / III Potencia unitaria (kW) Diámetro de rotor (m)70, Altura de buje (m)64,763,56267 Área barrida (m 2 ) Densidad curva de potencia (Kg/m 3 )1,101,091,106 1,09 Nº de aerogeneradores Potencia total (MW)49,536,316,550,030,020,0 Prod. Teórica WASP (MWh/año) Prod. Correc. Densidad (MWh/año) Prod. Correc. Modelo (MWh/año) Prod. Correc. Disponibilidad (MWh/año) Prod. Correc. Estelas (MWh/año) Prod. Correc. Otras (MWh/año) * Prod. Correc. Pérd. Elect. (MWh/año) Producción Neta (MWh/año) Horas equivalentes Área barrida en parque (m 2 ) Producción específica (kW/m 2 ) SELECCIÓN DE AEROGENERADORES: CASO PRÁCTICO 2

7 Especificaciones técnicas:Características generales Montaje (viales y plataformas) Características eléctricas Curvas de potencia f = Vviento (m/s) (certificaciones) Cimentaciones Tipo de generador: Inducción-asíncrono: JAULA DE ARDILLA (compensación mediante BC en BT) ROTOR BOBINADO-DA (control para compensación a cosphi=1; preparadas ó no para soportar huecos de tensión) Síncrono ( soportan huecos de tensión) - Compensación global en set: Baterías de Condensadores, SVC`s, Statcoms - Potencia nominal (kVA), Potencia activa nominal (kW) Sistema compensación reactiva: Tipo: baterías, excitación rotórica … Rango de variación en función de la potencia activa: kVAr y cos phi Sistema de control: Palas (pitch control): variables de control, rango variación operación (paso variable) Regulador de tensión/factor de potencia: rangos, límites reactiva (0,95 ind – 0,95 cap), ¿modificación de consigna de reactiva durante huecos de tensión? Par Huecos de tensión: estrategias ante huecos (disparo + reconexión, mantenimiento de la conexión del aerogenerador …), límites operativos Protecciones (relés alta/baja Frecuencia Hz / Tensión +- 10%)

8 EFICIENCIA PRECIO & RENDIMIENTO EQUILIBRIO INNOVACIÓN & FIABILIDAD Marcas y Modelos NORDEX: N50 (I-800), N60 (I-1300), N80 (I-2500), N90 (I-2300) ECOTECNIA:EC62 (I-1350), EC74 (I-1670), EC80 (II-1670) GENERAL ELECTRIC: GE 1.5 S (II-III-1500), GE 1.5 SL (III-1500) NEG MICON: NM52 (I-900), NM72 (I-1650), NM82 (I-1650) VESTAS: V80 (I-2000), V90 (II ), V90 (I-3000) REPOWER: MM70 (I-2000), MM82 (II-2000), MD70 (I-1500), MD77 (II-1500) GAMESA (MADE): G52 (I-850), G58 (III-850), G80 (I-2000), G90 (III-2000) AE52 (I-800), AE61 (I-1320) Diferentes alturas de buje (torre) Misma potencia y Mayor D rotor: < Velocidad viento Clases I (>8,5 m/s)- II (7,5 – 8,5 m/s) –III (<7,5 m/s) Subclase de turbulencia A (baja) - B (alta)

9 Las formas de conexión a la red receptora serán las siguientes: a) Conexión directa a una subestación. b) Conexión a una línea: - Para media y alta tensión, preferentemente mediante una unión entrada – salida. La barra y las posiciones de entrada-salida serán operadas por la empresa receptora en régimen de propiedad. - Para baja tensión, podrá realizarse una derivación en T. Caída de tensión máxima: 5% Potencia máxima a entregar: igual ó inferior a la capacidad de la red receptora - Línea: 50% de la capacidad de la línea en ese punto - Subestación: 50% de la capacidad de transformación en ese nivel de tensión A título orientativo, las instalaciones de producción se conectarán preferentemente al nivel de tensión que les corresponda de acuerdo con la potencia total de la instalación de producción según lo indicado en la tabla siguiente: Potencia máx. de la instalación (kW)Nivel de tensión 100=< 1kV < kV =< < kV =< < kV =< < kV =< < kV =< < kV =< < kV =< 72, ,5< kV =< 132 > < kV

10 OBRA CIVIL ACCESOS Visitas conjuntas con fabricante aerogeneradores Dimensiones de los aerogeneradores (técnico / ambiental) Ancho, altura de buje (torre), R giro, peso (puentes), pendientes Actuaciones necesarias Condiciones de seguridad VIALES INTERIORES CIMENTACIONES: Estudio geológico - geotécnico PLATAFORMAS ZANJAS MT PARQUES DE MAQUINARIA SISTEMA ELÉCTRICO CABLEADO MT (20 kV ó 30 kV) Cálculos, comparativas, costes, pérdidas CELDAS Y TRANSFORMADORES (relación transformación)

11 DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE LAS INSTALACIONES OROGRAFÍA (TERRENO SUAVE, OROGRAFÍA COMPLEJA O OFF- SHORE) y ALTITUD MIN./MÁX. (m) Terreno suave, 1,071 m m AEROGENERADOR (MARCA, MODELO, POTENCIA NOMINAL [kW]) 660 kW (paso variable, velocidad variable, rotor bobinado) NÚMERO DE AEROGENERADORES12 ALTURA DE TORRE (m)45 DISTANCIA MEDIA ENTRE AEROGENERADORES (m)130 m (2,8 diámetros de rotor) Línea de evacuación (voltaje [kV], longitud [km] y descripción)132 kV, 35 m, aérea, doble circuito entrada-salida, con conductor tipo LA-455 Condor Líneas internas (voltajes [kV] y longitud en cada voltaje [km])2 líneas de 22 kV, m (línea 1: m y línea 2: m) Transformadores BT/MT (número, capacidades [kVA] y rt)12, 750 kVA, 690/ V Transformadores MT/AT (número y capacidades [kVA] y rt)1, 9 MVA, / V PUNTO DE CONEXIÓN Y COMPAÑÍA ELÉCTRICAConexión a la Línea aérea 132 kV Salime-Corredoria (HC) ACCESOS (descripción, longitud)El camino de acceso parte a 1,8 km de la Mesa, por la carretera que une dicha localidad con Buspol y Villar de Buspol. Comienza en la cota y alcanza la Longitud total: m VIALES INTERIORES (anchura y longitud, [m])Anchura: 3,5 m y Longitud: m CIMENTACIONES (descripción y dimensiones)Zapata de hormigón armado tipo HA-30/B/20/H, de 10,5 m x 10,5 m x 1 m. Pedestral de hormigón armado tipo HA-30/B/20/H, de planta circular de 3,6 m de diámetro y 1,3 m de altura PLATAFORMAS (dimensiones, [m])20 x 14 CANALIZACIONES (descripción y longitud, [m])2.000 m, paralelas a la línea de aerogeneradores y contiguas al vial interior OtrosParque de maquinaria (durante la fase de obras) POTENCIA ELÉCTRICA INSTALADA (MW)7,92 ENERGÍA BRUTA GENERADA (MWh/año) HORAS EQUIVALENTES (h/año)2.444 VELOCIDAD MEDIA (m/s)7,50 DIRECCIÓN PREDOMINANTE DEL VIENTOSW-ENE

12 CONDICIONANTES -Instalación de los aerogeneradores, MT, FO, línea y subestación -Ubicación geográfica: zonas lejanas y sin infraestructuras -Orografía compleja: accesos, climatología, … -Especificidad del trabajo: multidisciplinar (mecánico, eléctrico, instrumentación y control, comunicaciones), riesgos (eléctricos, cargas, altura, …) -Análisis de datos: complejidad y volumen -Materia prima (viento): volatilidad, temporalidad, incertidumbre -Tecnología: poca experiencia histórica, tencnología no probada M/L plazo -Entorno local (op.&mto.) y despacho (análisis y control) -Coberturas y servicios: grandes correctivos y revisiones (grúas, repuestos críticos, limpieza de palas, mantenimiento viales especial en zonas hielo y nieve, …) -Operación remota y gestión instantánea DATOS RELEVANTES -Análisis de causas y alternativas de mejora de la disponibilidad: condiciones de operación (local – remoto) y mantenimiento (preventivo – correctivo), fiabilidad aerogenerador, climatología

13 - Operación & mantenimiento: garantías, > disponibilidad -Aprovechamiento del recurso y flexibilidad en la gestión. OPERACIÓN REMOTA -Escenarios: empresa – tecnologías (aprovechamiento de la flexibilidad de la oferta de Grupo) -Sistemas expertos de supervisión y control de aerogeneradores (fiabilidad, programación de matenimientos, adelanto a averías) -Aumentar el rendimiento del DESPACHO DE EXPLOTACIÓN (gestión continua y centralizada en tiempo real, ampliación de la capacidad de mando, mayor selectividad de datos para análisis) -Implantación de un sistema de predicción fiable (salida a mercado con garantías > valor de ventas y optimización de programación de mantenimientos): precisión de la PREDICCIÓN DE PRODUCCIÓN -Mercado eléctrico y conexión a red: cumplimiento de nuevos requisitos en la generación eólica -INTEGRACIÓN EN LA RED -REGULACIÓN DE POTENCIA ACTIVA Y REACTIVA (Rango de variación del factor de potencia) -COMPORTAMIENTO ANTE HUECOS DE TENSIÓN (+ coordinación de protecciones) -SOLUCIONES EN Ó FUERA DE LA MÁQUINA (Combinaciones turbina-parque: compensación LOCAL en los aeros, GLOBAL en set: BC, SVC, Statcom ó MIXTA) -LIMITACIONES: EQUILIBRIO COSTE-BENEFICIO -Adecuación de los parques existentes y/ó futuros -Alternativas: Baterías de condensadores, SVC´s, Statcoms Aplicación sustitutiva ó complementaria según diferentes tecnologías

14 TERRENO COMPLEJO - Optimización binomio emplazamiento – aerogenerador (altas turbulencias y viento heterogéneo) - Menor fatiga en componentes - Mayor disponibilidad - Viabilidad técnico-económica-ambiental en instalación y montaje - Aerogeneradores multi MW con rotores adaptados a condiciones de viento: binomio producción - coste - Viabilidad de parques de bajo viento > área barrida (m2) : % precio aeros / inversión total SISTEMA DE CONTROL - Mejora rendimiento aerodinámico - Mejora de la producción - Mejora control de potencia - Menores niveles de ruido - Paradas de turbina más seguras

15 REDUCCIÓN DEL RUIDO - Mecánica (diseño multiplicadora, aislamiento y ensamblaje de la nacelle) - Aerodinámica (diseño de palas y reducción de velocidad de giro) MANTENIMIENTO - Vida útil del aerogenerador (roturas) - Mejora de la disponibilidad (pérdidas de producción) - Reducción de costes - Gestión de activa y reactiva (integración red / otros PE´s) - Financiación: cumplimiento de garantías y parámetros de funcionamiento (disponibilidad & rendimiento, cobertura seguros, curva de potencia)

16 INTEGRACIÓN EN LA RED - Contribución a la estabilidad de la red y mejora de la gestión técnica del sistema (calidad de la energía y adaptación a redes débiles) - Regulación de potencia activa y reactiva - Programas de producción (predictibilidad – efectos económicos en los desvíos) - Nuevo RD 436/2004, de 12 de marzo ( % * TMR * E ): - Complemento por REACTIVA (Bonificación hasta 8 %; Penalización hasta -4% en V-P-LL) Valle (8 h): Sistema excedentario de Q (U >>). Bonificación hasta 8% por absorción de Q (0,98 ind - 0,95 ind: Q con) Punta (4 h): Sistema necesitado de Q. Bonificación hasta 8% por aporte de Q (0,98 cap - 0,95 cap: Q gen) (mantener U) Llano (12 h): Sistema sin problemas. Bonificación 4% por cos phi = 1 (0,98 ind – 0,98 cap) - Complemento por continuidad de suministro frente a HUECOS DE TENSIÓN (bonificación 5%) (*) (Garantía de no desconexión ante una perturbación sin consumo de P ni Q) (*) Aclaraciones y desarrollo posterior: Regulación de los requisitos de las protecciones de las diferentes instalaciones y tecnologías de producción, así como un procedimiento transitorio para la adaptación de las instalaciones existentes Sostenibilidad técnica y económica

17 Noelia Álvarez Marivela 10 de noviembre 2004 MUCHAS GRACIAS


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