Trabajo Practico del Curso Smart Grid - Fundamentos Tecnicos

1. PROYECTO PARQUE EOLICO
Práctica individual con evaluación entre compañeros: El presente es un trabajo sugerido por el
Curso virtual denominado “Smart Grid – Fundamentos Técnicos”, dictado por el Instituto
Tecnológico de Monterrey de México.
Autor: Tomás Fernando Vidal Ríos.
Procedencia: República Dominicana.
Fecha: Mayo de 2019.
Sección 1. INTRODUCCION
El objetivodelapresente prácticaesrealizar unapropuestaquejustifiquey promuevalainversión
de energía renovable en México.
México es un país con un gran potencial para la generación de energía renovable, por lo que un
grupode inversionistasasignóunpresupuestoparainstalar un parqueeólico en alguna zonadel
territorio nacional.
Debido a esto, solicitaron presentar una propuesta donde justifiques las principales ventajas de
instalar el parqueen la zonade elección. En estapropuestase debede considerar la selección de
losaerogeneradoresqueseutilizarían, asícomoel puntogeográficodondeseinstalaríael parque.
Sección 2. DESARROLLO DE LA PROPUESTA
A continuación, se desarrolla los aspectos por considerar en la propuesta de negocio para la
instalación de un Parque Eólico.
1. Ubicación de la región de México seleccionada para la instalación.
Previamente se analiza las áreas más convenientes para la instalación del Parque Eólico, que
obviamente deben ser las que mayor velocidad de viento promedio registran; y para tal fin
utilizaremos el portal del Global Wind Map.
En la Figura 1 se observaa México y en la escala de colores se muestralas velocidades de viento
en m/s. Es fácilmente deducible que la zona de mejores condiciones eólicas es el Estado de
Oaxaca, y específicamente el IstmodeTehuantepec, regióndondelosocéanosPacíficoy Atlántico
se ubicana menordistanciay cuyacaracterística orográficaprincipal es quela denominadaSierra
Madre Sures de poca altura y casi plana, llanuras apenasonduladasconalgunas colinas de poca
altura, situaciónque privilegia la obtenciónde vientossostenidosdevelocidadesapreciables que
pueden ser aprovechadospara la generación de energía eléctrica. Dicha zona es mostradaen la
Figura 2.

2. Figura 1 –Mapa eólico deMéxico, escala develocidades deviento en m/s.
Fuente: https://globalwindatlas.info/area/Mexico
Figura 2 –Mapa eólico delEstado deOaxaca, México, escala develocidades deviento en m/s.
Fuente: https://globalwindatlas.info/area/Mexico/Oaxaca
En consecuencia, determinaremosunárea en la referida zonaparadesarrollar nuestroproyecto.
La mismaestaráubicadaenelEstadodeOaxaca, DistritodeJuchitán, Municipiode UniónHidalgo.
El municipiode UniónHidalgose encuentralocalizado en el istmode Tehuantepec, directamente
al norte de la Laguna Superior. Forma parte del Distrito de Juchitán y de la Región Istmo. Tiene

3. una extensión territorial de 113.177 kilómetros cuadrados y sus coordenadas geográficas
extremas son 16°26' - 16°33'de latitud norte y 94°43' - 94° 55'de longitudoeste. Sualtitud es
muy baja, fluctúa de 0 a 100 metros sobre el nivel del mar.
2. Dimensiones de la región que se utilizaría para la instalación.
El área del Proyecto eólico del presente estudio estará situada en el paraje de 9.67 km2
,
enmarcado por las coordenadas geodésicas que se muestran en la Tabla 1 y se observa en la
Figura 3 y Figura 4.
Tabla 1 - Coordenadas Geodésicas del Área del Proyecto
Punto Latitud Longitud
1 16° 32´ 32” N 94° 51´ 58” W
2 16° 30´ 39” N 94° 53´ 31” W
3 16° 30´ 13” N 94° 52´ 43” W
4 16° 30´ 20” N 94° 52´ 04” W
5 16° 31´ 50” N 94° 50´ 56” W
Figura 3 –Área delProyecto eólico. Estado deOaxaca, Distrito deJuchitán, Municipio deUnión Hidalgo, México.
Fuente: https://earth.google.com
2.245
4.403
3.397
1.637
1.160
1
1
1
5
2
3
4

4. Figura 4 –Área delProyecto eólico. Estado deOaxaca, Distrito deJuchitán, Municipio deUnión Hidalgo, México.
Fuente: https://earth.google.com
3. Velocidad del viento en la región seleccionada.
Debido al interés generado porla energía eólica, el gobiernodel Estado de Oaxaca gestionóante
los Laboratorios Nacionales de Energía Renovable (National Renewable Energy Laboratories,
NREL) de los EstadosUnidos, unestudio a profundidadsobre el potencial eólico de la región del
Istmo, el cual fue financiado a través de recursos del Programa de las Naciones Unidas para el
Desarrollo (PNUD)y de la Agencia de los EstadosUnidosparael DesarrolloInternacional(USAID).
El resultado fue el “Atlas Eólico del Estado de Oaxaca”, según información obtenida de la
Secretaría de Economía del Gobierno del Estado de Oaxaca.
Lascondicioneseólicas en el IstmodeTehuantepecsondelas mejores anivel mundial. EnOaxaca
hay zonascon velocidadesdel vientomedidasa 50 metrosde altura superioresa 8.5 m/s, con un
potencialde 6,250 megawatts,y otrasconvelocidadesde7.7a8.5 m/s, con unpotencialde8,800
megawatts. Ver Tabla 2.
Tabla 2 – Clasificación de la Potencia del Viento
Clase
Potencial de Recursos
(Escala Comercial)
Densidad de Potencia del
Viento (W/m2
) @ 50 m agl
Velocidad del Viento
(m/s) @ 50 m agl
1 Pobre 0 – 200 0.0 – 5.3
2 Escaso 200 – 300 5.3 – 6.1
3 Moderado 300 – 400 6.1 – 6.7
4 Bueno 400 – 500 6.7 – 7.3
5 Excelente 500 – 600 7.3 – 7.7
6 Excelente 600 – 800 7.7 – 8.5
7 Excelente ˃ 800 ˃ 8.5
Fuente: https://www.nrel.gov/docs/fy04osti/35575.pdf

5. La Tabla 2 muestra las clasificaciones de la potencia del viento para aplicaciones a escala
comercial en Oaxaca. Las áreas de recurso eólico de Clase 4 y mayoresse consideranadecuadas
para el desarrollo de energía eólica a escala comercial.
El área seleccionada para el presente estudio está ubicada en una posición privilegiada con
vientos de hasta 9.0 m/s según el portal del Global Wind Map.
Para los análisis de nuestro trabajo utilizaremos el valor de velocidad de viento de 7.5 m/s.
4. Determinar si ya existe un parque eólico en esa región
Porlascaracterísticas especialmente ventajosasparaeldesarrollo dela energía eólica desdehace
más de 25 años hanido instalándoseparquesde generación, algunosde los mismosse aprecian
en la Figura 5 siguiente.
Figura 5 –Principales Proyectos eólicos en elIstmo deTehuantepec, México.
Fuente: https://www.nvinoticias.com/nota/22786/en-la-mira-parque-eolico-numero-28
5. Indicar lasdistanciasdel parque existente, así como de lascomunidades más cercanas.
Los parques eólicos más próximos al área del proyecto materia del presente estudio son:
Parque Eólico Oaxaca III cuyas distancias a el área del proyecto son 1.561, 1.022 y 1.308 km; tal
como se aprecia en la Figura 6.
La Comunidad más cercana es el Municipio de La Venta a 5.799 km y el Municipio de Unión
Hidalgo de 4.497 km; ambas medidas en línea recta, no por carretera.
El acceso a la zona en estudio es muy factible en vista que se halla muy próxima a la carretera
federal 200, lacual comunicalas principales ciudadesa lo largo de la costa mexicana del pacífico,

6. siendoun eje importantede comunicacionesen la zonaque cruza 7 estadosde la costa. A partir
del Municipiode La Venta se tiene otra carretera pavimentadashaciala ciudadde UniónHidalgo.
Figura 6 –Distancia hacia el parqueEólico más cercano Oaxaca III.
Fuente: https://earth.google.com
6. Indicar la capacidad de los aerogeneradores seleccionados .
Los aerogeneradoresque se seleccionan son de la marca Vestas, clasificados comoV90-2.0 MW.
Según el fabricante Vestas: “Las turbinas IEC IIA / IEC S V90-2.0 MW ™ se basan en tecnología
probada a lo largo de varias generaciones, lo que garantiza una gran fiabilidad, facilidad de
servicio y disponibilidad. El altonivel de disponibilidaddeV90-2.0 MW™IECIIA/ IECS le permite
pronosticar con confianza y refuerza el argumento comercial para la inversión, mientras que su
diseñoy rendimientogarantizanquepuedaproducirenergía desde sitiosde pocoa medioviento
a un bajo costo”.
Las características técnicas del aerogenerador seleccionado se muestran en la Figura 7.
En las siguientes líneas resumiremos las citadas características del equipo en idioma español.
Especificaciones técnicas
DATOS OPERACIONALES
Potencia nominal 2,000 kW / 2,200 kW
Velocidad de viento de corte 4 m / s
Velocidad del viento de corte 25 m / s
Vuelva a cortar la velocidad del viento 23 m / s
Clase de viento IEC IIA; IEC S
1.561
1.022
1.308

7. Gama de temperaturas de funcionamiento turbina estándar -20˚C a 40˚C
Rango de temperatura de funcionamientoturbina de baja temperatura -30 °C a 40 ° C
POTENCIA DE SONIDO
Máximo 104 dB *
* Modos de ruido disponibles
ROTOR
Diámetro del rotor 90 m
Área barrida 6,362 m 2
Freno de aire Plumas de hoja completa con 3 cilindros de
paso
ELÉCTRICO
Frecuencia 50/60 Hz
Tipo de generador Generador doblemente alimentadode 4 polos
(50 Hz) / 6 polos (60 Hz), anillos deslizantes
CAJA DE CAMBIOS
Tipo Una etapa planetaria y dos etapas helicoidales.
TORRE
Tipo torre de acero tubular
Alturas de eje 80 m (IEC IIA), 95 m (IEC IIA) y 105 m (IEC IIA)
DIMENSIONES DE NACELLE
Altura para el transporte 4 m
Altura instalada (incl. CoolerTop®) 5,4 m
Longitud 10.4 m
Anchura 3,5 m
Dimensiones del centro
Max. altura de transporte 3,4 m
Max. ancho de transporte 4 m
Max. longitud de transporte 4.2 m
Dimensiones de la hoja
Longitud 44 m
Max. acorde 3,9 m
Max. peso por unidad para el transporte 70 toneladas

8. Figura 7 –Características técnicas delaerogenerador Vestas.
Fuente: http://nozebra.ipapercms.dk/Vestas/Communication/Productbrochure/2MWbrochure/2MWProductBrochure/?page=16

9. 7. Determinar si existe un accesode acuerdocon las dimensiones de losaerogeneradores
seleccionados.
Como se indicó en la sección 2.6, el acceso a la zona en estudio es muy factible en vista que se
halla muy próximaa la carretera federal 200, la cual comunica las principales ciudades a lo largo
de la costa mexicana del pacífico, siendo un eje importante de comunicaciones en la zona que
cruza 7 estados de la costa. A partir del Municipio de La Venta se tiene otra carretera
pavimentadashaciala ciudadde UniónHidalgo. Ver mapade carreteras del Estadode Oaxacaen
la Figura 8.
Figura 8 –Mapa de carreteras delEsta deOaxaca.
8. Tipo de conexión a utilizar.
Para transferir la energía producida en el parque eólico se instalará una línea eléctrica de
evacuación que se integrará a las redes de la CFE.
Para su interconexión con las redes de CFE se contempla la construcción de una subestación
colectora y elevadora, para de ahí llevar una línea de transmisión a 230 kV hacia la subestación
eléctrica de Unión Hidalgo.
El tipo de conexión será interconectado a las redes del sistema eléctrico mexicano.
Zona Proyecto

10. 9. Normas determinadas para su instalación.
El marco legal y la normativa técnica aplicada al presente proyecto se listan a continuación:
Marco Legal:
- Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica.
- Ley parael AprovechamientodeEnergíasRenovablesy elFinanciamientodela Transición
Energética.
- Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica.
- Modificaciones al Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica.
- Reglamento de la Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el
Financiamiento de la Transición Energética.
- Reglas Generales de Interconexión al Sistema Eléctrico Nacional para Energías
Renovables y Cogeneración Eficiente.
- Directrices para los Modelos de Contratos entre el Suministrador y Generadores
Renovables.
- Disposiciones Generales para Regular el Acceso de NuevosProyectosde Generación de
Energía Eléctrica con Recursos Renovables.
- Contrato de Interconexión y Convenio para el Servicio de Transmisión.
Normativa Técnica:
- NOM-022- SEMARNAT-2003
- NOM-041- SEMARNAT-2006
- NOM-059- SEMARNAT-2010
- NOM-080- SEMARNAT-1994
- NOM-052- SEMARNAT-2005
- NOM-054- SEMARNAT-1993
- NOM-113- SEMARNAT-1993
- NOM-114- SEMARNAT-1993
- NOM-042- SEMARNAT-2003
- NOM-044- SEMARNAT-2006
- NOM-045- SEMARNAT-2006
- NOM-081- SEMARNAT-1994
- NOM-138- SEMARNAT/SS-2003
- NOM-002- STPS-2000
- NOM-011- STPS-2001
- NOM-017- STPS-2001
- PROY NOM-015- SCT3-1995
- NOM-001- SEDE-2005
- NOM-002- SEDE-1999
10. Cantidad total de generación de electricidad.
Los generadores pueden generar hasta 2 megavatios (MW), en nuestro caso serían 25
Aerogeneradores por lo que se generarían 50 MW.

11. Parael cálculo de la energía producidaanualmenteutilizaremosel Programaen línea que cuenta
la Danish Wind Industry Association en el portal web www.windpower.org.
El mismo da como resultado 6256907 kWh/año según se aprecia en la Figura
Figura 7 –Calculo dela energía producida anualmente.
Fuente: http://xn--drmstrre-64ad.dk/wp-content/wind/miller/windpower%20web/es/tour/wres/pow/index.htm
11. Costo total de la inversión.
El costo de instalación para un aerogenerador de escala industrial es de alrededor de US$ 1.3
millones a US$ 2.2 millones por MW de capacidad instalada.
El coste total para la instalación de una turbina eólica a escala comercial puede variar
dependiendo del número de turbinas a instalar; el coste de la financiación; cuando se compran
las turbinas; los contratos de construcción; la ubicación del proyecto; etc.

12. Y otros factores del proyecto como los impuestos e incentivos.
Tomandoen cuenta los 1,5 millones de US$ x los 25 aerogeneradores el costotal de la inversión
será de 37.5 millones de dólares americanos.
Sección 3. CONCLUSIONES
Interesantetrabajo queobliga a quien participaen el cursoa investigary por lo tantoaprender o
reafirmar los conocimientos.
Gracias al Instituto Tecnológico de monterrey por esta oportunidad.
TomásFernandoVidal Ríos