Medida de curva de potencia

Transcripción

LA IMPORTANCIA DE LA CALIBRACIÓN DE EMPLAZAMIENTO
PARA LA CERTIFICACIÓN DE CURVA DE POTENCIA
Mikel Illarregi
Recursos Energéticos. Dirección de Ingeniería y Construcción, Acciona
Energía
Índice
→ Breve presentación de Acciona Energía
→ Medida de curva de potencia
→ Experiencia de Acciona Energía con las medidas
de curva de potencia
→ Las pruebas de desempeño del complejo eólico de
Oaxaca: un caso singular
→ Conclusiones
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LA IMPORTANCIA DE CALIBRACIÓN DE EMPLAZAMIENTO PARA CERTIFICACIÓN CURVA DE POTENCIA
BREVE PRESENTACIÓN DE ACCIONA ENERGÍA
Presencia relevante en cinco tecnologías renovables
Eólica
Termosolar
Fotovoltaica
Hidráulica
Biomasa
Total
57
8.491
314
1
49
67
912
Clientes
7.159
1.472
Total
8.631
315
116
912
Propiedad
1.540
57
10.031
Datos a 30.09.2013. La compañía también es propietaria de 9 MW en cogeneración
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BREVE PRESENTACIÓN DE ACCIONA ENERGÍA
Eólica
7.159 MW instalados
en propiedad en 14 países
237 parques operativos
con 6.172 aerogeneradores
+17 TWh de producción
media anual
También para clientes
1.472 MW instalados
Datos a 30.09.2013
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MEDIDA DE CURVA DE POTENCIA
→ Las medidas de curva de potencia son una forma que
tiene tanto un promotor como un fabricante de turbinas,
de asegurar que una turbina cumple con la curva
garantizada o calculada teóricamente.
→ Por otro lado, es muy frecuente que las entidades
financieras que van a financiar un proyecto eólico, exijan
que en una o varias turbinas del parque se lleve a cabo la
medida de la curva de potencia.
→ Finalmente, también es habitual que los organismos de
los países que sacan a licitación un proyecto o plan
eólico, pidan la realización de medidas de curva de
potencia.
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→ Las medidas y certificación de curva de potencia están
descritas y reguladas según la norma internacional IEC
61400-12-1 “Power performance measurements of
electricity producing wind turbines”
→ Por otra parte MEASNET es una red internacional de
organismos dedicados a la medición, que se ha establecido
para armonizar procedimientos de medida relacionados
con la energía eólica.
A continuación se muestra una breve descripción de en qué
consiste la medida de curva de potencia.
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Medida de curva de potencia. Emplazamiento
El emplazamiento donde se realizará la medida de curva de
potencia se debe establecer en el entorno de la turbina con el
fin de determinar el viento que llega a la propia turbina.
En dicho emplazamiento se deberán analizar las fuentes de
distorsión del flujo con el objeto de:
→ Elegir la posición del mástil meteorológico
→ Definir el sector de medida disponible
→ Estimar los factores de corrección del flujo
→ Evaluar la incertidumbre debido a la distorsión del flujo
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Medida de curva de potencia. Factores
Se deberán tener en cuenta en particular los siguientes factores:
→ Variaciones topográficas
→ Otras turbinas adyacentes
→ Obstáculos como construcciones, árboles, etc.
Factores de corrección topográfico
→ En el emplazamiento de medida se debe evaluar inicialmente
si es necesaria o no la calibración del emplazamiento,
para corregir la distorsión del flujo debido a las variaciones
topográficas. Las condiciones del emplazamiento se indican en
la tabla y figuras siguientes (IEC 61400-12-1) y en caso de no
cumplirse es necesaria la calibración del emplazamiento.
8
Distancia de
la turbina
<350m
350-700m
350-700m
Desnivel máximo
del terreno
<6m
<12m
700-1400m
<19,5m
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EXPERIENCIA DE ACCIONA ENERGÍA CON LAS MEDIDAS DE CURVA DE POTENCIA
Experiencia de ACCIONA Energía
Acciona Energía ha encargado o realizado internamente 113
ensayos de curva de potencia (tanto en turbinas propias como de
otros fabricantes), los cuales han sido realizados principalmente por
organismos certificados MEASNET, tales como:
→ Dewi: 44 medidas de curva de potencia
→ Cener: 8 medida de CP
→ WindTest/GL: 13 medidas de CP
→ DNV/GEC: 7 medidas de CP
→ Barlovento: 18 medidas de CP
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PRUEBAS DE DESEMPEÑO DEL COMPLEJO EÓLICO DE OXACA. UN CASO SINGULAR
Caso singular: pruebas de desempeño Oaxaca
→ Las pruebas de desempeño de los parques del complejo
eólico de Oaxaca, las realizó Acciona Energía, en el marco
del “Contrato de Compraventa de Energía Eléctrica de
Origen Eólico PIF-007/2010 Oaxaca II, III y IV”, suscrito con la
Comisión Federal de Electricidad (CFE) para los parques
eólicos de Oaxaca II, III y IV (306 MW repartidos en 3
parques de 102MW cada uno).
→ La parte principal de dichas pruebas consistió en la medida
de curva de potencia de 15 turbinas AW70/1500 IEC Ia T80,
5 por cada parque, las cuales se realizaron entre diciembre y
febrero de 2011-2012. Cada parque (la suma de 5 curvas),
debía dar el 100% de la curva de potencia garantizada, lo
cual se logró satisfactoriamente.
11
Localización: estado de Oaxaca, Istmo de Tehuantepec
12
Localización de los 15 ensayos. En todas las posiciones
se calibró el emplazamiento
13
Vista de la calibración del emplazamiento: una torre de
referencia (derecha) al costado de dos torres
temporales en la posición de las dos turbinas a ensayar
14
Vista de la calibración del emplazamiento: una torre de
referencia (derecha) a barlovento de dos torres
temporales en la posición de las dos turbinas a ensayar
15
Vista general del complejo eólico
16
Características del viento
17
Parque eólico Oaxaca II (102 MW)
18
V:\stations\STATION.697\Alda\SC\FE\AWK\Oaxaca223_697_FR.kor
Parque eólico Oaxaca II. Turbina B5,1
Una baja dispersión entre el viento de ambas estaciones, favorece que la variación entre los alfajotas contiguos sea baja
y por tanto un buen ajuste de la curva de potencia, así como una reducción de la incertidumbre del ensayo. Los sectores con un
número suficiente de datos están en amarillo (310-340°)y aquellos que cumplen la recomendación de la IEC en negrita.
Sector
from
Sector
to
Wind
Number of
data sets
Number of
data sets
Number of
data sets
Number of
data sets
Ratio of wind
speed
(excl.)
[deg]
0
10
280
290
300
310
320
330
340
350
(incl.)
[deg]
10
20
290
300
310
320
330
340
350
360
center
[deg]
1.5
280.6
298.5
306.4
317.1
324.9
335.1
344.0
353.5
(total)
[-]
27
13
10
13
41
200
1565
3514
1307
209
]4m/s;16m/s]
[-]
12
0
1
2
24
186
1528
1522
512
152
]4m/s;8m/s]
[-]
0
0
1
2
24
76
89
57
14
2
]8m/s;16m/s]
[-]
12
0
0
0
0
110
1439
1465
498
150
(average)
[-]
1.05582
0.98680
1.00183
0.98605
0.98958
0.98560
0.99710
1.00023
1.01508
Statistical
uncertainty
of ratio of
wind speed
[-]
0.01889
0.00000
0.00277
0.00734
0.00143
0.00070
0.00107
0.00282
0.00540
Frequency
of ratio of
wind speed
[-]
0.002
0.000
0.000
0.005
0.036
0.298
0.296
0.100
0.030
19
Parque eólico Oaxaca II. Turbinas B4.4 y B4.5
Baja
dispersión y
buen ajuste
de curva de
potencia en
ambas
turbinas
20
Parque eólico Oaxaca II. Turbinas B2.4 y B2.3
Baja dispersión
y un ajuste
desigual de
curva de
potencia.
Siempre hay
un factor de
incertidumbre
21
Parque eólico Oaxaca III (102 MW)
22
Parque eólico Oaxaca II. Turbinas C1.8 y C1.7
Estación de referencia
perpendicular a la
dirección del viento.
Dispersión extrema y por
tanto muy mal ajuste de
curva de potencia en
ambas turbinas. Los
alfajotas no cumplen la
recomendación de la IEC
23
Parque eólico Oaxaca III. Turbinas C1.1 y C2.1
A pesar del relieve
montañoso hay
una baja
dispersión y un
buen ajuste de
curva de potencia
en ambas turbinas
24
Parque eólico Oaxaca IV (102 MW)
25
Parque eólico Oaxaca IV. Turbinas D1.4 (T2) y D1.2 (T4)
Baja
dispersión y
buen ajuste
de curva de
potencia en
ambas
turbinas
26
Parque eólico de Oaxaca IV. Relieve importante al NO
27
Parque eólico Oaxaca IV. Turbinas D14.4 (T35n) y D14.5 (T36n)
Estación de referencia
perpendicular a la
dirección del viento.
Dispersión extrema y por
tanto muy mal ajuste de
curva de potencia en
ambas turbinas. Los
alfajotas no cumplen la
recomendación de la IEC
28
Parque eólico de Oaxaca IV. Relieve importante al NO
El viento que llega a la estación de referencia y a las turbinas presenta un recorrido sensiblemente
distinto, lo cual es especialmente notorio con pequeñas variaciones de su dirección
29
Parque eólico de Oaxaca IV. Vista del relieve al NO
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CONCLUSIONES
Conclusiones
A la hora de planificar la realización de una medida de curva de
potencia habrá que prestar atención a los siguientes aspectos:
→ Realizar la calibración del emplazamiento salvo que tengamos
absoluta seguridad de la homogeneidad del emplazamiento y
ausencia de obstáculos o topografía relevante dentro y fuera de
los 20 diámetros de rotor.
→ Evitar en lo posible emplazamientos excesivamente complejos:
aumentan considerablemente la incertidumbre y necesitan un
tiempo de calibración del emplazamiento y de medida de curva
de potencia sensiblemente mayor
→ Instalar la torre de referencia en la dirección predominante del
viento a la distancia aconsejada de 2,5D
→ Procurar instalar una torre de referencia por cada uno de los
ensayos salvo que el terreno sea muy homogéneo y lo permita
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Mikel Illarregi
Recursos Energéticos. Dirección de Ingeniería y Construcción,
Acciona Energía
Agradecimientos:
Javier Viscarret
Recursos Energéticos. Dirección de Ingeniería y Construcción, Acciona Energía
Joseba Ripa
Director de DEWI España y América
Marta Huarte
Medida de curva de potencia. DEWI España
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Medida de curva de potencia

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