Diseño de una instalación de generación renovable

Abstract

La búsqueda de alternativas energéticas de alto rendimiento y bajo impacto ambiental es uno de los mayores desafíos de la industria actual. En este contexto, la energía eólica emerge como una de las grandes fuentes de energía del futuro. El proyecto abarca el diseño integral de un parque eólico de 60 MW de potencia instalada. El proyecto parte prácticamente de cero. Se proponen tres emplazamientos con un valor destacado de densidad de potencia eólica en la península ibérica y se comparan, atendiendo principalmente a un criterio de recurso eólico disponible. Se decide ubicar la instalación en el municipio de Las Caheruelas (Tarifa). Inicialmente se proyecta una producción anual estimada de 280724 MWh. Tras un análisis más exhaustivo mediante el software Furow, se estima finalmente una producción anual de 200148 MWh. Una vez elegido el emplazamiento, la parte principal del proyecto se centra en el diseño de los sistemas eléctricos del parque. Este estará formado por una red de media tensión de tensión nominal 20 kV, que evacúa la energía producida por los aerogeneradores hacia una subestación eléctrica de intemperie, donde se eleva el nivel de tensión hasta los 220 kV y se vierte la energía a la red de transporte. El criterio principal de diseño de los equipos eléctricos se basa en garantizar la soportabilidad de los equipos a eventos disruptivos en la red, tales como cortocircuitos o descargas atmosféricas. Esto garantiza un sistema estable y resiliente, capaz de mantener el suministro en condiciones adversas. Finalmente se elabora un presupuesto de ejecución del parque eólico y se estudia su viabilidad económica, obteniéndose una tasa interna de retorno (TIR) del 12,27 % y un LCOE (Levelized cost of electricity-coste medio de la electricidad) de 31.44 euros por MWh.The search for high-performance, low-environmental-impact energy alternatives is one of the greatest challenges of today's industry. In this context, wind energy emerges as one of the great energy sources of the future. The project covers the comprehensive design of a wind farm with 60 MW of installed power. The project starts practically from scratch. Three locations with significant wind power density values on the Iberian Peninsula are proposed and compared, primarily based on the available wind resource criterion. It is decided to locate the facility in the municipality of Las Caheruelas (Tarifa). Initially, an estimated annual production of 280,724 MWh is projected. After a more exhaustive analysis using the Furow software, an annual production of 200,148 MWh is finally estimated. Once the location is chosen, the main part of the project focuses on the design of the farm's electrical systems. It will consist of a medium voltage network with a nominal voltage of 20 kV, which evacuates the energy produced by the wind turbines to an outdoor electrical substation, where the voltage level is raised to 220 kV and the energy is discharged into the transmission grid. The main design criterion for the electrical equipment is based on ensuring the equipment's ability to withstand disruptive events in the grid, such as short circuits or lightning strikes. This ensures a stable and resilient system, capable of maintaining supply under adverse conditions. Finally, an execution budget for the wind farm is prepared, and its economic viability is studied, obtaining an internal rate of return (IRR) of 12.27 % and an LCOE (Levelized Cost of Electricity) of 31.44 euros per MWh.