Diseño y optimización de parques eólicos: el programa GH

Consultado en: http://planeolico.iie.org.mx/4tocol/12-CesarGH.pdfFecha de consulta: 20/09/2009.
Fecha de consulta: 20/09/2009.
Diseño y optimización de
parques eólicos:
el programa GH WindFarmer
César Hidalgo, Garrad Hassan España
4º Coloquio internacional del Corredor eólico del Istmo de Tehuantepec
2, 3 y 4 de Septiembre de 2004
1045\BT\16\ 1
Descripción Básica del Programa
El GH WindFarmer permite al Ingeniero o Promotor diseñar un
parque eólico optimizando la energía exportada pero
considerando restricciones técnicas, ambientales y financieras.
-
-
Basado en 20 años de estudios del recurso eólico de
emplazamientos realizados por Garrad Hassan, la consultoría
independiente líder en energía eólica
Comprobado a través de mediciones en túneles de viento y a
escala real en parques en funcionamiento
Utilizado para evaluar más de 8.000 MW de parques eólicos en
todo el mundo
1045\BT\16\ 2
¿Por qué se hace necesario un programa?
•
Complejidad de la modelización manual del flujo de viento en un
emplazamiento considerando las estelas entre los aerogeneradores.
Compromiso entre pérdidas por estelas o sombras y máximas
velocidades de viento. Efecto de la turbulencia.
•
Restricciones como Impacto Ambiental, separación de carreteras,
viviendas, líneas eléctricas. Ruido y visibilidad de los aerogeneradores.
Pendiente del terreno.
•
Evaluación económica de las alternativas: la maximización energética es
más importante que los mayores costes de inversión inicial en muchos
casos porque la vida útil de los aerogeneradores es de hasta 20 años.
Un programa proporciona una metodología consistente y sistemática
PERO
requiere una interpretación de los resultados por un Ingeniero con Experiencia
1045\BT\16\ 3
¿Por qué utilizar el GH WindFarmer?
UTILIZA LA DISTRIBUCIÓN REAL DE VIENTO MEDIDA
EN EL EMPLAZAMIENTO Y NO AJUSTA A
LA DISTRIBUCIÓN ESTADISTICA DE WEIBULL
Measured
Weibull fit
Weibull fit
probability
probab ility
Measured
wind speed
Buen ajuste a Weibull
1045\BT\16\ 4
wind speed
Mal Ajuste a Weibull
¿Por qué utilizar el GH WindFarmer?
Utiliza un modelo de estela validado en túnel de viento
y en parques en funcionamiento,
en 3D que tiene además en cuenta la turbulencia medida
• OTROS MODELOS: PARK
•MODELO EDDY VISCOSITY
•Asume una expansió
expansión lineal de la estela
•No se asume una expansión lineal de la estela
• La conservació
conservación de la cantidad de movimiento
• Perfil Gausiano de velocidades en la estela
proporciona un déficit inicial de la velocidad
• Conservación de la masa y de la cantidad de
movimiento
• Conservació
Conservación de la masa a sotavento
1045\BT\16\ 5
¿Por qué utilizar el GH WindFarmer?
Permite optimizar energéticamente de forma rápida
y con restricciones técnicas, ambientales y administrativas
¿Cuál sería el esquema óptimo de 5 turbinas en
una colina gaussiana con viento omnidireccional?
MANUAL: equidistancia 99.5%
1045\BT\16\ 6
MANUAL: fijado centro 99.9%
AUTOMATICO: 100%
¿Por qué utilizar el GH WindFarmer?
1045\BT\16\ 7
EJECUTANDO EL PROGRAMA
Mapa digital del terreno
Insertando elementos y viento
OPTIMIZACIÓN ó Máxima energía con:
-
Mínimo Impacto Visual
-
Distancia mínima entre turbinas y de puntos determinados
-
Pendiente del terreno inferior a un valor determinado
-
Turbulencia inferior a un valor determinado
-
Mínimo Impacto Sonoro
1045\BT\16\ 8
Mapa de energía
Visualización: vista virtual del parque eólico
Texturas
Wire frame
Rendering
Fotomontaje
VIDEO
1045\BT\16\ 9
Visualización: Cuencas de I.V. e intervisibilidad
Cuenca Visual
1045\BT\16\ 10
Intervisibilidad con otros parques
Otras capacidades del GH WindFarmer
Módulo financiero integrado
Posibilidad de utilizar modelos de flujo del WAsP y otros tipos
Módulo Eléctrico
Diseñado para múltiples tipos de turbinas
Disponible en inglés, francés, alemán, italiano y español
1045\BT\16\ 11
Validación del GH WindFarmer
Túnel de viento
A escala real
Uso en numerosos proyectos
de forma habitual
Spacing in rotor diameters, bearing 166 deg
Parque
ólico de
ørrekæ
rrekær Enge
Parque eeólico
de N
Nørrekær
Enge IIII en
en
Dinamarca
Dinamarca
42 x300 kW
28 m diámetro de rotor
Espaciado
6D en 166 grados
7-8D en 258 grados
50
40
N
30
20
10
0
-10
-10
0
10
20
30
40
50
Spacing in rotor diameters, bearing 258 deg
1045\BT\16\ 12
60
70
Resultados Túnel de Viento en R.U. (1/2)
Tip speed ratio = 2.9
X = 2.5 Rotor Diam eters
1.1
1
U/Uo
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
1.50
Y-(rotor diameters)
predicted
measured
Tip speed ratio = 2.9
x = 5 Rotor Diameters
1.1
1
U/Uo
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
1.50
Y-(rotor diameters)
predicted
measured
Tip speed ratio = 2.9
x = 10 Rotor Diam eters
Ratio Velocidad Punta de Pala= 2.9
A distancias de 2.5, 5 y 10 diámetros de rotor a sotavento
1.1
1
U/Uo
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
Y-(rotor diameters)
predicted
1045\BT\16\ 13
Perfiles medidos de
velocidad comparados con
los resultados
proporcionados por el GH
WindFarmer
measured
1.00
1.50
Resultados Túnel de Viento en R.U. (2/2)
Tip speed ratio of 2.9
1.2
1
U/Uo
0.8
Predicted
0.6
measured
0.4
0.2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
x-(rotor diameters)
Tip speed ratio of 4.0
1.2
1
U/Uo
0.8
Predicted
0.6
measured
0.4
0.2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
x-(rotor diameters)
Tip speed ratio of 5.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
Predicted
measured
0
5
10
15
20
1045\BT\16\ 14
25
30
Recuperación de la velocidad de
viento en el centro de la estela
comparada con la predicción de GH
WindFarmer para ratios de velocidad
de punta de pala de 2.9, 4 y 5.1
Sumario y Conclusiones
GH WindFarmer: Programa de Diseño y Optimización de
parques eólicos desarrollado por la consultoría líder en
energía eólica
Permite la optimización energética con restricciones
Integra aspectos de medio ambiente, energía, mecánicos,
eléctricos y financieros.
Permite disponer de resultados de turbulencia y, por
tanto, poder determinar su influencia en las cargas y la
vida útil de las máquinas
Se ha utilizado en la evaluación de más 8.000 MW de
parques eólicos en el mundo
Está validado y cuenta con soporte postventa
Idiomas de instalación: Inglés, Español, Francés, Alemán
e Italiano
1045\BT\16\ 15
Muchas gracias por su atención
Contacte con él Ing. César Hidalgo para mayor información
CD Demostración gratuitos
1045\BT\16\ 16