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PARQUES EPARQUES EÓÓLICOS COMO PROYECTOS DE LICOS COMO PROYECTOS DE INVERSIINVERSIÓÓN / EXPERIENCIA EN EL PERN / EXPERIENCIA EN EL PERÚÚ
adinelsa Empresa de administración de Infraestructura Eléctrica S.A.
Jorge Velásquez Santos
1. EVALUACIÓN DEL POTENCIAL EÓLICO
2. MAPA EÓLICO PRELIMINAR EN EL PERÚ
3. POTENCIAL NO APROVECHADO EN EL PERÚ
4. ESTADO DE ARTE DE LA ENERGÍA EÓLICA EN EL PERÚ Y EL MUNDO
5. RESULTADOS DE LOS PROYECTOS PILOTO
6. POTENCIA INSTALADA EN AMÉRICA
7. POSIBILIDADES DE PARQUES EÓLICOS
8. PLAN DE ACCIÓN PARA ELIMINAR BARRERAS QUE NO POSIBILITAN SU DESARROLLO.
9. CONCLUSIONES.
CONTENIDOCONTENIDO
Acopio de Acopio de datos histdatos históóricos ricos existentesexistentes
InstalaciInstalacióón de n de estaciones de estaciones de
medidamedida
EvaluaciEvaluacióón del Potencial En del Potencial Eóólicolico
Control de Control de calidad de calidad de
datosdatos
ModelizaciModelizacióón n del Campo de del Campo de
Viento Viento (extrapolaci(extrapolacióón n
espacial)espacial)
CorrelaciCorrelacióón n con series de con series de
referencia referencia (extrapolaci(extrapolacióón n
temporaltemporal))
DeterminaciDeterminacióón n de parde paráámetros metros
estadestadíísticossticos
DiseDiseñño o
de parquede parque
CCáálculo de la lculo de la generacigeneracióón de energn de energíía a
del parquedel parque
Perfil Perfil vertical, vertical, TurbulenciaTurbulencia
Wind speed distribution
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
V (m/s)
%
Power curve
0
100
200
300
400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
V (m/s)
Pow
er (W
)
E1
E100
Fase I Fase II
PARPARÁÁMETROS ENCONTRADOSMETROS ENCONTRADOS
POTENCIAL EÓLICO (Parámetros k y C de Weibull a 10 m)
PIURA k C(m/s) v(m/s).Miraflores 2.47 4.12 3.5Mallares 2.21 2.99 2.5Chilaco 2.61 3.51 3.2
LIMA k C(m/s) v(m/s).Lurín 1.82 2.78 2.4
JUNÍN k C(m/s) v(m/s).Upamayo 0.98 1.46 1.47Jauja 1.21 1.47 1.30
INFLUENCIA DEL PARÁMETRO DE FORMA (K)
-100.0
100.0
300.0
500.0
700.0
900.0
1100.0
1300.0
1500.0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33
VELOCIDAD DEL VIENTO (m/s)FR
ECU
ENC
IA
k = 3.38
k = 2.29 k = 1.0
k = 0.5
MAPA EÓLICO PRELIMINAR
Con la información de Electroperú / Cooperación Italiana ICU, efectuada en 153 puntos de medición de velocidad de viento en todo el País(1985-1986); asimismo se ha correlacionado los datos con la data de SENAMHI-CORPAC en los años 1985-1993, producto de ello el trazado las isolineas de velocidad de viento semejantes o iguales en los puntos geográficos, siguiendo el procedimiento de la Fase I de la evaluación del potencial Eólico se ha obtenido el MAPA EÓLICO PRELIMINAR.
MAPA EMAPA EÓÓLICO PRELIMINARLICO PRELIMINAR
! El mayor potencial Eólico en el Perú se encuentra ubicado en nuestro Litoral. En las evaluaciones preliminares de 1985 a 1993, se han registrado velocidades de viento mayores a 5 m/s.
! Velocidades mayores a 5 m/s son económicamente factibles para la generación de electricidad.
! Zonas de mayor potencial eólico, desde Ica hasta Tacna por el Sur y de Ancash hasta Tumbes por el Norte.
! En la sierra, los promedios de la velocidad de viento es de 2 a 4 m/s.
! En la selva: el promedio de velocidades de viento es de 2 m/s.
POTENCIAL NO APROVECHADOPOTENCIAL NO APROVECHADO! El área total de los
Departamentos: Tumbes, Piura, Lambayeque, La Libertad, Ancash, Ica, Arequipa, Moquegua y Tacna es de 204,490.0 Km2
! Se estima un promedio del 2 % del área de cada departamento con fines energéticos (parques eólicos en el litoral), es decir 4,089.0 Km2
! Los diseños con turbinas de 600 kW se estiman 14 MW/Km2.
! El área indicada representa un potencial de 57,257.0 MW no aprovechado.
ESTADO DE ARTE DE LA ENERGÍA EÓLICA EN EL PERÚ Y EL MUNDO
EN EL MUNDO:
Turbinas comerciales 750-4000kW
32
21
21 vAAvvPD ρρ ==
Yasila(Piura) y Torán (Arequipa): 5 a 10kW (1985-1986)
Malabrigo(La Libertad) y Marcona(Ica): 250 y 450kW (1996-2007)
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LAS CENTRALES EÓLICAS PILOTO
DESCRIPCIÓN MARCONA MALABRIGO
Sistema “Grid Conection” “Grid Conection”
Potencia 450 kW 250 kW
Número de aspas 3 3
Diámetro de las aspas 39 m 28 m
Potencia del generador 450 kW 250 / 50 kW
Altura de la torre 40 m 30 m
Transformador elevador 562.5 kVA 312 kVA
Peso total (turbina y torre) 50 Tn 28 Tn
Monitoreo a distancia Si Si
Procedencia de las máquinas Japón (MITSUBISHI)
Dinamarca(MICON)
RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN TÉCNICA ECONÓMICA DE LOS PROYECTOS PILOTO
RESULTADOS GENERALES
Por las condiciones de operatividad y el registro de datos de viento ambas centrales ya han cumplido exitosamente con las expectativas de un Proyecto Piloto habiéndose presentado el menor número de fallas en el caso de la central de Malabrigo.
Debido que el estado ha invertido en los proyectos pilotos para mostrar la consistencia de la investigación energética-eólica, está sirviendo para promover la inversión privada.
FACTOR DE CAPACIDAD (FC)Los registros acumulados desde la fecha de funcionamiento de las máquinas han dado los siguientes resultados del FC:
Malabrigo : 35 %San Juan de Marcona : 39 %
En Europa (Alemania) las instalaciones promedio evaluadas tienen un Factor de Capacidad de 21 %. [1] , lo que hace que las instalaciones peruanas estén en mejores condiciones técnicas, por lo tanto económicas que las instalaciones europeas.[1] Greenpeace-Campaña de Energía - Junio 2001
RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN TÉCNICA ECONÓMICA DE LOS PROYECTOS PILOTO
RÉGIMEN DE VIENTOS
Se ha registrado hasta la fecha un promedio de:
Malabrigo : 8 m/s a la altura de 30 m.
San Juan de Marcona : 9 m/s a la altura de 40 m.
DENSIDAD DE POTENCIA
Malabrigo : 310 Watts / m2San Juan de Marcona : 441 Watts / m2
PARÁMETROS DE WEIBULL
Malabrigo MarconaParámetro de forma ( k ) 3.38 1.92Parámetro de escala ( c ) 7.82 m/s 9.3 m/s
COSTOS INVERSIÓN, ENERGÍA Y OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
Descripción Unidad MALABRIGO MARCONA
Costo de la Central Eólica US$ 432,838 569,868
Costo Unitario US$ / kW 1,731 1,266
Energía producida promedio mensual MWh 48,3 110.2
Costo de O & M [2] Cent US$/kWh 3.34 5.0
[2] Costos de Operación y Mantenimiento (O&M), relativamente alto por ser proyecto piloto (una unidad por Central), representan el 4% de la inversión en el caso de Malabrigo y 8% para Marcona, en bosques eólicos son el 2% aprox..
COSTO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA
Donde:CCA : Costo de capital anualizado en US$/kWC O&M : Costo de Operación y Mantenimiento en US$/kW FC : Factor de capacidad de la turbina en %H : Horas de funcionamiento promedio anual del generador
-Tasa de descuento de 12 %-Tasa de interés durante la construcción 8% -Horas de funcionamiento anual promedio-Vida útil de 20 años
.
Costo de Generación = (CCA + C O&M) / (FC . H) = [ US$ /kWh ]
Marcona 450 kW
Malabrigo 250 kW.
Costo de Generación en cUS$/kWh 10.64 13.0
Costo de Generación en cS./kWh 36.0 44.0
0
10000
MW
ENERGÍA EÓLICA : POTENCIA INSTALADA EN AMERICA
M W 10640 1079 206 71 57 24 20 5 5 2 1
USA Canadá Brasil Costa Rica
Caribe Argentina
Colombia
Cuba M éxico Chile Perú
POSIBILIDAD DE PARQUES EÓLICOS EN EL PERÚ
Dirección del viento
D: Diámetro de las aspas
8 x D 8 x D
5 x
D5
x D
RESULTADOS DE LA POSIBILIDAD DE PARQUES EÓLICOS
MALABRIGO MARCONAPotencia instalada 30 MW 100MWPeriodo de evaluación anemológica
7 años 5 años
Velocidad media a 55 m (proyectada)
10.31 m/s 10.88 m/s
Número de aerogeneradores 40 unidades 133 unidadesEnergía máxima extraíble del viento
318 GWh 1327 GWh
Energía real de salida 108.35GWh 375.76 GWhCosto estimado del bosque eólico
37 000 000.0 US$ 107 000 000,0 US$
Costo unitario 1 233,0 US$/Kw 1 070,0 US$/KwCosto de Generación 4.2 cUS$/kWh
(14.4cS./kWh)3.5 cUS$/kWh (12.0cS./kWh)
RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN ECONÓMICA
MALABRIGO MARCONA
Reducción de Emisiones de CO2, en toneladas
61,763 214,188
Precio de US$7/ton CO2 US$ 432,336 US$ 1’499,319
Precio de US$10 /ton CO2
US$ 617,629 US$ 2’141,885
SE HA CONSIDERADO EN LOS CÁLCULOS COMO BENEFICIO AL PROYECTO EL MDL O MECANISMO DE DESARROLLO LIMPIO
(MERCADO DEL CARBONO)
Tarifa cUS$/kWh)
Marcona 100MW Marcona + Beneficio CO2
3.5 VAN=-7007 (TIR=10%) VAN=3933 (TIR=13%)
4.0 VAN=7200 (TIR=14%) VAN=18141 (TIR=15%)
5.5 VAN=49823.5 (TIR=24%) VAN=60764 (TIR=24%)
6.0 VAN=64031.3 (TIR=28%) VAN=74972 (TIR=26%)
Tarifa cUS$/kWh)
Malabrigo 30MW Malabrigo + Beneficio CO2
3.5 VAN=-8136 (TIR=6%) VAN=-5283 (TIR=9%)
4.0 VAN=-4039 (TIR=9%) VAN=-1186 (TIR=11%)
5.5 VAN=4154 (TIR=15%) VAN=11105 (TIR=18%)
6.0 VAN=12349 (TIR=21%) VAN=15202 (TIR=20%)
RESULTADOS DE LA EVALUACIRESULTADOS DE LA EVALUACIÓÓN N ECONECONÓÓMICAMICA
CONCLUSIONES CONCLUSIONES PROYECTO DE PARQUES EÓLICOS
Caso Marcona 100 MW: Comienza a ser rentable con la tarifa en barras de 3.5cUS$/kWh considerando el negocio del Carbono, con un costo de generación de 3.5 cUS$/kWh (Internacionalmente de 3 a 5 cUS$/kWh).
Caso Malabrigo 30 MW: Comienza a ser rentable con una tarifa equivalente de 5.5cUS$/kWh, con un costo de generación de 4.2 cUS$ /kWh.también se hace rentable con la tarifa de 4 cUS$/kWh.
Ante los resultados estimados, se hace evidente la necesidad de contar con un incentivo equivalente a no menos de 1cUS$/kWh aproximadamente que favorecería pequeños Parques Eólicos, en otros países los graban a los Generadores que contaminan el medio ambiente como una retribución por generar electricidad de fuentes renovables no convencionales; o también beneficios tributarios, arancelarios o desplazamiento de impuestos como los están planteando en Argentina y otros países de América.
PLAN DE ACCIÓN PARA ELIMINAR BARRERAS QUE NO POSIBILITAN SU
DESARROLLO
Convocar a las Instituciones del Estado y Privados a fin de analizar y proponer las bases de una mejora y adecuación de un nuevo Marco Legal en base a los vigentes a fin de facilitar la comercialización de la energía eólica, elaboración de un plan regulador para influir en el desarrollo de la diversificación de la generación de energía eléctrica en el Perú
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