ENERGÍA EÓLICA
La energía eólica mundial creció en 2010 más del 22 %, incremento que equivale a 35,8 GW. Este incremento eleva la cifra de la capacidad instalada global a los 194,4 GW, desde los 158,7 GW registrados un año antes. Al final del 2010, la producción se estimaba en 430 TWh, la cual constituye aproximadamente un 2,5% de toda la electricidad consumida en el mundo. Como revelan estos datos, es este un sector industrial claramente en alza que además constituye una fuente de energía renovable.
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Evaluación del recurso eólico
Antes de embarcarse en cualquier proyecto dentro del sector eólico es necesario hacer una evaluación de la cantidad de viento y las características de éste en el emplazamiento donde se ubicará el aerogenerador. De esta forma se obtiene una idea bastante realista de la cantidad de energía que se producirá y se puede evaluar la rentabilidad del proyecto. Consciente de la importancia de esta primera fase de análisis, SOLUTE cuenta con ingenieros que realizan los siguientes estudios:
- Preselección e identificación de emplazamientos y evaluación in-situ de los mismos.
- Realización de campañas de medición de variables meteorológicas en emplazamientos específicos por medio de torres meteorológicas y equipos de detección remota SODAR y RASS-SODAR.
- Estudios meteorológicos completos con estadísticas extensas en la evolución temporal y distribución espacial de variables atmosféricas: ciclos diarios, estacionales y anuales del viento y demás variables, caracterización de perfiles verticales de viento y temperatura, estabilidad atmosférica, intensidad de turbulencia e influencia de chorros de capa baja.
- Modelización del campo de viento por medio de software de modelos lineales y software avanzado CFD.
- Estimación de la producción energética bruta, evaluación de pérdidas por estelas y otras pérdidas y cálculo de la producción neta.
- Estimación de la curva de potencia del parque para el rango completo de velocidades y direcciones del viento.
- Predicción de viento y producción energética de parques a corto y medio plazo basada en redes neuronales y lógica difusa.
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Diseño de parques y estudios de clase y subclase
Establecer la localización óptima de los aerogeneradores en un emplazamiento cuyas características ya han sido definidas es un problema que encierra una alta complejidad. No sólo se debe sortear la orografía del terreno, sino también definir la ubicación de cada aerogenerador teniendo en cuenta parámetros como mínimas distancias entre máquinas, rutas de acceso y mantenimiento, entre otros, a fin de lograr la mayor producción de energía posible.
- Cálculo de los parámetros específicos del viento en aerogeneradores y torre de medidas para un layout del parque fijado: Vave, Vref, distribución de velocidades, exponente del perfil potencial, etc.
- Determinación de la clase y subclase de acuerdo a la normativa IEC 61400-1 para disposiciones fijas.
- Estudios completos de micrositing, estableciendo el layout óptimo del parque atendiendo a razones de maximización de la producción y restricciones de tipo estructural, orográfico, medioambiental y debido a otras infraestructuras.
- Análisis de restricciones medioambientales: análisis de ruido, producción de sombras, impacto visual y efectos sobre fauna y flora.
- Diseño básico del parque: planos generales, diseño de los caminos internos del parque, sistemas de drenaje, edificio de control y subestación, cálculo de pérdidas eléctricas, diseño de las cimentaciones, etc.
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Análisis de cargas aerodinámicas y certificación de aerogeneradores
Los fabricantes de aerogeneradores construyen máquinas de unas determinadas dimensiones y características. Una vez definido y cuantificado el recurso eólico, el siguiente paso es seleccionar la máquina que mayor rendimiento ofrece en esas condiciones. Los ingenieros de SOLUTE desarrollan las tareas específicas:
- Análisis de cargas de fatiga, extremas y sísmicas en aerogeneradores para condiciones específicas del emplazamiento (condiciones ambientales distintas a las establecidas en los Estándares Internacionales).
- Certificación de clase y subclase de aerogeneradores de acuerdo a la normativa fijada por los Estándares Internacionales (IEC 61400-1, Germanischer Lloyd, DIBt,...).
- Certificaciones de aerogeneradores para condiciones especiales de clima extremadamente frío.
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Análisis estructural
Una vez resuelto el problema teórico inicial que plantea la construcción de un parque eólico, se debe afrontar la ejecución del mismo los cálculos estructurales que aseguran la correcta instalación y operación del aerogenerador.
- Verificación y certificación de componentes mecánicos en aerogeneradores atendiendo a normativas de certificación.
- Análisis avanzado de elementos finitos (FEM): cálculo lineal, no lineal, térmico, pandeo y respuesta dinámica transitoria entre otros.
- Diseño y análisis de grandes estructuras metálicas, y posterior certificación basada en normativas como Eurocódigo y VDI. Estudio de las uniones soldadas y atornilladas.
- Diseño y análisis de cimentaciones, así como de estructuras de hormigón reforzadas.
- Análisis de los efectos del impacto de un rayo en las palas de los aerogeneradores por medio de elementos finitos.
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Cursos de formación
Además de desarrollar proyectos, SOLUTE imparte cursos de formación relacionados con el sector de la energía eólica y especialmente en la predicción de recursos eólicos.Nuestros cursos de formación abarcan los siguientes aspectos:
- Aspectos generales de energía eólica: meteorología básica, características del viento, perfiles y distribuciones de variables meteorológicas, aerodinámica y funcionamiento de los aerogeneradores, condiciones de diseño del aerogenerador, cargas aerodinámicas en aerogeneradores y producción energética.
- Utilización de software comercial para el tratamiento de datos meteorológicos y estimación del recurso eólico.
- Utilización de software comercial para la estimación de cargas en aerogeneradores y su repercusión en el diseño de componentes.
- Cálculo estructural y manejo de software comercial de elementos finitos para el análisis y verificación de componentes mecánicos en aerogeneradores.
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