Hacia una estimación más realista del potencial de energía eólica: caso de estudio Bocas de Ceniza-Barranquilla

Abstract

Debido a la creciente necesidad de fuentes de energías renovables, determinar el potencial de energía eólico de los lugares con condiciones de viento favorables, se vuelve más necesario. En este contexto, las estimaciones realizadas en este trabajo, se basan en datos In-situ tomados en Bocas de Cenizas, Barranquilla. Debido a la amplia variabilidad de los vientos y la interacción de estos con el ambiente y las turbinas eólicas, existen muchos factores generando estimaciones inexactas del potencial de energía. Generalmente, en estas estimaciones solo se tiene en cuenta la variabilidad en la velocidad del viento. Mientras factores atmosféricos y técnicos como la variación en la densidad del aire y la interacción entre la dirección del viento- turbina (desalineamiento) son ignorados. En este trabajo se realizó la estimación del potencial de energía eólico considerando las variaciones en la densidad del aire y el desalineamiento entre el viento y la turbina. Cuantificando los porcentajes de variación entre estas estimaciones y el potencial de energía eólica teórico. Para estimaciones más precisas, con respecto a las características técnicas de las turbinas eólicas, se incluyó la eficiencia de dos modelos diferentes de turbinas. Inicialmente se realizó el cálculo de la densidad del aire y la densidad de potencia con este valor. Se estimo el ángulo de desalineamiento y la densidad de potencia con este. Por último, se obtuvo el potencial neto de energía y el factor de capacidad para las dos turbinas al incluir la respectiva eficiencia de estas. Los resultados mostraron un marcado comportamiento estacional en el potencial de energía eólico. Donde las principales variaciones en el potencial de energía están dadas por las variaciones del ángulo de desalineamiento. Técnicamente, ambas turbinas funcionan bajo una eficiencia similar. Las variaciones estacionales del potencial de energía se relacionan con las variaciones en la velocidad del viento. Mientras la densidad del aire y los efectos de esta en el potencial se relacionan fuertemente con la temperatura del aire. La variabilidad del viento en los últimos meses del año genera mayores ángulos de desalineamiento y consecuentemente mayores pérdidas en la potencia de energía. La potencia de energía neta genera por un modelo de turbina de mayor capacidad equivale al doble del otro modelo en comparación. Siendo posible el uso de dos turbinas del modelo con menor capacidad debido a una reducción en los costos.