OBJETIVOS: SELECCIONAR EL AEROGENERADOR A PARTIR DE PROTOTIPOS TENIENDO EN CUENTA EL COMPORTAMIENTO EÓLICO DEL PUNTO PROSPECTADO SELECCIÓN DE AEROGENERADORES SEGÚN CRITERIOS ECONÓMICOS

1. Tema III: SELECCIÓN DELTema III: SELECCIÓN DEL
AEROGENERADOR A PARTIR DEAEROGENERADOR A PARTIR DE
PROTOTIPOS TENIENDO ENPROTOTIPOS TENIENDO EN
CUENTA EL COMPORTAMIENTOCUENTA EL COMPORTAMIENTO
EÓLICO DEL PUNTOEÓLICO DEL PUNTO
PROSPECTADOPROSPECTADO
Profesor: Ing. M. Sc. MULLO QUEVEDO ALVAROProfesor: Ing. M. Sc. MULLO QUEVEDO ALVARO

2. Objetivos
 SELECCIONAR EL AEROGENERADOR A PARTIR
DE PROTOTIPOS TENIENDO EN CUENTA EL
COMPORTAMIENTO EÓLICO DEL PUNTO
PROSPECTADO
 SELECCIÓN DE AEROGENERADORES SEGÚN
CRITERIOS ECONÓMICOS

3. La selección del equipamiento para
aprovechar la energía eólica tiene dos
elementos esenciales:
 Selección del lugar adecuadoSelección del lugar adecuado. El elemento decisivo es el
potencial eólico y la presencia de poca turbulencia. Además se
tienen en cuenta los accesos al sistema electroenergético
nacional o local y el acceso vial al sitio.
 Selección del equipamiento adecuado.Selección del equipamiento adecuado. Se tienen en cuenta las
características del equipo para lograr que aproveche la mayor
cantidad del potencial eólico disponible y su explotación por un
largo período de tiempo con regímenes adecuados de
mantenimiento y reparación.

4. Para estudiar el aprovechamiento del potencial eólicoPara estudiar el aprovechamiento del potencial eólico
para cada turbina se define su Curva de potencias.para cada turbina se define su Curva de potencias.
La Curva de Potencias de un
aerogenerador es un gráfico que indica
cuál será la potencia eléctrica disponible
en el aerogenerador a diferentes
velocidades del viento.

5. Curva de potencia de un típico aerogenerador danés de 600 kW

6. Análisis de las características deAnálisis de las características de
aerogeneradores con el uso de softwareaerogeneradores con el uso de software
 Los fabricantes deLos fabricantes de
aerogeneradoresaerogeneradores
proporcionan lasproporcionan las
características de suscaracterísticas de sus
equipos necesarias para suequipos necesarias para su
selección en el diseño de unselección en el diseño de un
campo eólico. Estos datos secampo eólico. Estos datos se
suministran en archivossuministran en archivos
informáticos de extensióninformáticos de extensión
POW o de extensión WTG. ElPOW o de extensión WTG. El
contenido de estos archivoscontenido de estos archivos
proporciona los siguientesproporciona los siguientes
datos:datos:

7. Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios energéticoscriterios energéticos
La selección de un aerogenerador comienza respondiendo a la
siguiente pregunta:
¿Para alguna de las alturas modeladas hay intersección¿Para alguna de las alturas modeladas hay intersección
entre el intervalo de trabajo del aerogenerador y elentre el intervalo de trabajo del aerogenerador y el
intervalo de los vientos disponibles a esa altura?intervalo de los vientos disponibles a esa altura?
O sea:
Para algunas de las alturas modeladas
¿existen velocidades del viento que sean aprovechables
por el aerogenerador que se analiza?

9. Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios energéticoscriterios energéticos
Por supuesto, mientras
mayor sea la
intersección entre
ambos intervalos,
entonces mayor será
el tiempo que el
aerogenerador estará
produciendo aunque
esto no significa aún
que esa producción
es alta. Potencia Coef. Impulso (Sin Escala)
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
600.0
550.0
500.0
450.0
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
50.0
0.0

10. Teniendo como ejemplo los intervalos de medición de
10 min, la energía que produce un aerogenerador a
cierta altura en un año, está dada por:
Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios energéticoscriterios energéticos
( )∑=
=
T
i
ii VPfBE
1
γα
Donde:
es un coeficiente para convertir las unidades de tiempo, o sea, para lograr
que el resultado se obtenga en kWh. En este caso
α
6
1
=α
Dondeβ es un coeficiente para convertir Watt a kWh. En este caso
1000
1
=β
.

11. Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios energéticoscriterios energéticos
( )∑=
=
T
i
ii VPfBE
1
γα
.
γ es un coeficiente que permite ajustar al cálculo a un año. Se
calcula mediante la fórmula:
)(10
365*24*6
minutosn
=γ

12. Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios energéticoscriterios energéticos
( )∑=
=
T
i
ii VPfBE
1
γα
.
En nuestro caso, dado que los intervalos de medición son de 10
minutos, si se ha medido 61344 veces, entonces
0.85680751
61344
52560
==γ

13. Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios energéticoscriterios energéticos
( )∑=
=
T
i
ii VPfBE
1
γα
.
if
es la frecuencia de ocurrencia de la velocidad
iV (marca de la clase i).
)( iVP es la potencia que desarrolla el aerogenerador cuando la
velocidad que alcanza el viento toma el valor iV
.

14. Selección de aerogeneradores según
criterios económicos
.
.
La selección del equipamiento no solo
debe realizarse considerando la cantidad
de energía que produce el equipo en un
año. También deben tenerse en cuenta
criterios económicos.

15. Selección de aerogeneradores según
criterios económicos
.
.
Las variables económicas que se tienen
en cuenta para estos análisis son:
El Valor Actual Neto (VAN)
La Tasa Interna de Retorno (TIR).
El período de recuperación (PR)

16. Selección de aerogeneradores según
criterios económicos
.
.
Valor Actual Neto o Valor Presente Neto
son términos que proceden de la
expresión inglesa Net present value. El
acrónimo es NPV en inglés y VAN en
español. Es un procedimiento que permite
calcular el valor presente de un
determinado número de flujos de caja
futuros. El método, además, descuenta
una determinada tasa o tipo de interés
igual para todo el período considerado.

17. Selección de aerogeneradores según
criterios económicos
.
.
La fórmula que permite calcular el Valor
Presente Neto es:
( )∑= +
−
=
N
n
n
nn
i
EI
VAN
0 1
Donde:
• In representan los ingresos y En representan los egresos
en cada año n. En se toma como valor negativo ya que
representa los desembolsos de dinero.
• N es el número de períodos considerado (el primer
período lleva el número 0).
• Cada valor In - En indica los flujos de caja estimados de
cada período.
• El tipo de interés es i.

18. Para un caso de estudio se toman los ingresos generados
por la producción de electricidad los cuales tienen valor
0 para n=0. Los egresos son los siguientes:
En el año n=0 se egresa el valor del equipo y los costos
de instalación (se incluyen edificaciones, viales,
infraestructura del aerogenerador, conexión al sistema
eléctrico de distribución, etc.).
En el resto de los años (n=1,2,…,N) se toman como
egresos los costos de operación y de mantenimiento.
Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios económicoscriterios económicos

19. Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios económicoscriterios económicos
Valor Significado Decisión a tomar
VAN > 0
La inversión
produciría
ganancias
El proyecto puede aceptarse
VAN < 0
La inversión
produciría
pérdidas
El proyecto debería rechazarse
VAN = 0
La inversión no
produciría ni
ganancias ni
pérdidas
Dado que el proyecto no agrega valor
monetario, la decisión debería basarse en
otros criterios, como la obtención de un
mejor posicionamiento en el mercado u
otros factores.
La interpretación del signo del VAN con respecto a
los proyectos es la siguiente:

20. Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios económicoscriterios económicos
La Tasa Interna de Retorno es el valor de i que
logra que el VAN sea 0 cuando n=N.
El valor de n representa al tiempo y en el
momento en que el VAN pase a ser un valor
positivo se dice que n toma el valor llamado
Período de Recuperación.

21. Selección de aerogeneradores segúnSelección de aerogeneradores según
criterios económicoscriterios económicos
A partir de un ejemplo se muestra el t iempo de trabajo y
resultados económicos para tres turbinas instaladas en
las condiciones del punto Colina Cuatro
AeroturbinaAeroturbina % t Trab HG% t Trab HG VAN HGVAN HG TIR HGTIR HG PeRe HGPeRe HG
Bonus 2 MW.powBonus 2 MW.pow 76.2776.27 865081.602865081.602 115.2405115.2405 0.9508450.950845
Bonus 1,3Bonus 1,3
MW.powMW.pow 84.0484.04 480741.189480741.189 85.244585.2445 1.2840751.284075
Bonus 1 MW.powBonus 1 MW.pow 71.2571.25 255986.908255986.908 62.242562.2425 1.7160651.716065

22. Selección integral de AerogeneradoresSelección integral de Aerogeneradores
Los criterios analizados anteriormente pueden ser integrados
junto a otros criterios con el fin de lograr obtener una
selección de generadores, estos se relacionan a
continuación:
 La productividad del aerogenerador
 La rápida amortización tiene que ver con el valor de PR.
 El costo de explotación.
 El impacto negativo al medioambiente y a la sociedad

23. Selección integral de AerogeneradoresSelección integral de Aerogeneradores
La productividad del aerogenerador tiene que ver con dos
aspectos:
 Cantidad de tiempo trabajando.
 La cantidad de energía producida en el tiempo de trabajo.

24. Selección integral de AerogeneradoresSelección integral de Aerogeneradores
Por ejemplo, el aerogenerador Bonus 1,3 MW.pow trabaja a
su altura de diseño HG el 84% del tiempo y el aerogenerador
Bonus 2 MW.pow trabaja a su altura de diseño HG el 76.27%
del tiempo. Sin embargo, siendo mayor la potencia de diseño
del Bonus 2 MW.pow, entonces produce más energía en un
año de trabajo que el aerogenerador Bonus 1,3 MW.

25. Selección integral de AerogeneradoresSelección integral de Aerogeneradores
La rápida amortización tiene que ver con el valor de PR. En
el caso de los aerogeneradores Bonus 1,3 MW.pow y Bonus
2 MW.pow, el segundo se amortiza más rápido y tiene mayor
VAN pero se conoce que el período de recuperación
depende en gran medida de los precios de cada equipo y de
los costos de su operación y de su mantenimiento (que
generalmente son variable), por lo que pudiera darse que el
equipo más pequeño se amortice más rápido.

26. Selección integral de AerogeneradoresSelección integral de Aerogeneradores
El costo de explotación depende de la cantidad de
personas y equipamiento necesarios para la operación del
aerogenerador, así como la cantidad y complejidad de las
operaciones de explotación. Además hay que agregar los
costos del mantenimiento y de reparación (que depende
también del tiempo y tipo de garantía que da el fabricante).

27. Selección integral de AerogeneradoresSelección integral de Aerogeneradores
El impacto negativo al medioambiente y a la sociedad debe
valorarse a partir de los criterios que se exponen en el
manual del curso.