Proyecto básico de un parque eólico en tierra, incluyendo el estudio de recurso eólico

Abstract

El primer paso para empezar este proyecto es buscar un emplazamiento que cumpla unos requisitos para que se pueda desarrollar el proyecto, realizar un estudio de recurso eólico a través de programas como Windographer y Wasp, en los que hay que introducir unos datos del viento en un periodo de tiempo, estos datos han sido proporcionados por la empresa VORTEX, estos programas empleados realizan un estudio estadístico y de simulación de flujos de viento que permite analizar si se cumplen las condiciones óptimas para dar un emplazamiento como válido para realizar el proyecto del parque eólico, este estudio y análisis está desarrollado en detalle en la Memoria y en el Anexo I del proyecto. En este estudio también se han tenido en cuenta diferentes fabricantes y modelos de aerogeneradores eligiendo finalmente el más adecuado para el proyecto, teniendo en cuenta aspectos operativos y de coste, este estudio también se muestra en los apartados comentados anteriormente. Una vez analizado todo lo anterior y elegido el fabricante y modelo de los aerogeneradores que se van a emplear, hay que hacer el proyecto de la obra civil que incluye: viales y accesos al parque, cimentación de los aerogeneradores, zanjas para cables y edificio de control. Para hacer los viales se han aprovechado en la medida de lo posible los caminos existentes, como se indica en el Documento No2: Planos, así como también se han diseñado según los requisitos del fabricante para que la maquinaria pueda acceder, para esto se tiene en cuenta el ancho de los caminos, la inclinación y el radio de las curvas, estos datos vienen dados por el fabricante, en este caso Vestas. Para la realización de esta parte se ha utilizado Autocad, tanto para comprobar las condiciones del terreno como para realizar los planos pertenecientes a este apartado. Para la cimentación y el Edificio de Control, se ha utilizado un diseño genérico con unas medidas adecuadas y razonables. Las zanjas para cables siguen una normativa y directrices indicadas en el pliego de condiciones y representadas en la tipología de zanjas en el Documento No2: Planos, en la que se detallan las capas y tipos de arena de las que tienen que estar rodeados los cables dentro de la zanja. El siguiente punto que se ha realizado ha sido la instalación eléctrica, para esto se han realizado distintos cálculos: Dimensionamiento de cables, cálculo de cortocircuito y diseño de la subestación. Para el dimensionamiento de cables se han utilizado dos criterios: Intensidad máxima admisible y caída de tensión, estos cálculos se han desarrollado en detalle en el Anexo II. El dimensionamiento de cables se realiza una vez decidido o diseñados los circuitos del parque, en este caso el parque consta de dos circuitos equilibrados con cuatro aerogeneradores en cada uno. Una vez hecho el dimensionamiento de cables se realiza el cálculo de cortocircuito, en el que se simula una falta monofásica a tierra y de esta forma se calcula la intensidad de cortocircuito, para esto es necesario calcular las impedancias del circuito y así poder tener el circuito monofásico equivalente que facilitará los cálculos, todo este desarrollo se explica en el Anexo II. Los planos de los esquemas unifilares y los circuitos y disposición de los aerogeneradores se muestra en el Documento No2: Planos. Una vez realizados todos estos cálculos y diseños del parque hay que realizar un estudio de viabilidad económica que indicará si el proyecto es rentable o no, para hacer este estudio se tiene en cuenta una inversión total a acometer, un cronograma previsto para la inversión, gastos operativos, ingresos previstos por explotación del parque y se han considerado distintas fuentes de financiación, se ha realizado cuenta de pérdidas y ganancias y un análisis de rentabilidad que finalmente indica que el proyecto es rentable, todo esto se desarrolla en el Anexo III. Finalmente, con el estudio de viabilidad económica se obtiene que el proyecto va a ser rentable tanto para la empresa como para los accionistas que lo financian, para este estudio se ha tenido en cuenta una vida útil del parque eólico de 20 años, la rentabilidad queda demostrada con un TIR 9.26% de y un VAN de10,239 k€ con una tasa de descuento del 4%.

The first step to begin this project is to look for a site that fulfills some requirements so that the project can be developed, to make a study of wind resource through programs like Windographer and Wasp, in which it is necessary to introduce some data of the wind in a period of time, these data have been provided by the company VORTEX, these programs make a statistical study and of simulation of wind flows that allows to analyze if the optimal conditions are fulfilled to give a site like valid to make the project of the wind farm, this study and analysis is developed in detail in the Memory and Annexe I of the project. In this study, different manufacturers and models of wind turbines have also been taken into account, finally choosing the most suitable one for the project, taking into account operational and cost aspects. This study is also shown in the sections mentioned above. Once all of the above has been analysed and the manufacturer and model of the wind turbines to be used have been chosen, the civil engineering project must be carried out, which includes roads and accesses to the park, wind turbine foundations, cable trenches and the control building. To make the roads, the existing paths have been used as much as possible, as indicated in Document No2: Plans, as well as being designed according to the manufacturer's requirements so that the machinery can access them. For this, the width of the paths, the inclination and the radius of the curves are taken into account, these data are given by the manufacturer, in this case Vestas. To carry out this part, Autocad has been used, both to check the conditions of the terrain and to make the plans belonging to this section. For the foundation and the Control Building, a generic design with adequate and reasonable measures has been used. The cable trenches follow the rules and guidelines indicated in the specifications and represented in the trench typology in Document No. 2: Plans, which details the layers and types of sand that the cables must be surrounded by inside the trench. The next step was the electrical installation, for which different calculations were performed: Cable sizing, short-circuit calculation and substation design. Two criteria have been used for cable sizing: Maximum admissible current and voltage drop, these calculations have been developed in detail in Annex II. Cable sizing is carried out once the circuits of the park have been decided or designed. In this case, the park consists of two balanced circuits with four wind turbines in each. Once the cable sizing is done, the short circuit calculation is done, in which a single-phase fault to earth is simulated and, in this way, the short circuit current is calculated. To do this, it is necessary to calculate the circuit impedances in order to have the equivalent single-phase circuit that will facilitate the calculations, all this development is explained in Annex II. The drawings of the single line diagrams and the circuits and layout of the wind turbines are shown in Document No. 2: Plans. Once all these calculations and designs of the wind farm have been made, an economic viability study must be carried out which will indicate whether the project is profitable or not. To carry out this study, a total investment to be undertaken is taken into account, as well as a planned schedule for the investment, operating expenses, expected income from the operation of the wind farm, and different sources of financing have been considered. Finally, with the economic viability study, it is obtained that the project is going to be profitable for both the company and the shareholders that finance it. For this study, a useful life of the wind farm of 20 years has been taken into account.