Anteproyecto - Diseño de parque eólico de 10 MW en Huelva PDF

Preview

Summary

Trabajo final de la asignatura (anteproyecto) relacionado con el diseño de una instalación del parque eólico localizado en María de Huerva (Huelva)...

Description

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

PARQUE EÓLICO EN MARÍA DE HUERVA DE POTENCIA INSTALADA DE 10 MW UNIVERSIDAD POLITÉCNICA

D E V A L E N C I A.

Escuela Técnica de Ingenieros Industriales.

PROYECTOS – Energía.

BEATRICE MARINI MARTÍN MARHUENDA MUÑOZ MARÍA JOSÉ MARRERO YANES ALINA MARÍN TAURÁ

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

ÍNDICE 1. OBJETIVO 1.1. 1.2.

Alcance Antecedentes

2. INTRODUCCIÓN A LA ENERGÍA EÓLICA 2.1.

Situación actual de la energía eólica en el mundo

2.2.

Situación actual de la energía eólica en España

3. VIABILIDAD LEGAL DEL PROYECTO 3.1. 3.2.

Marco legal internacional Marco legal nacional

3.3.

Marco legal autonómico

4. ELECCIÓN DE LOS EMPLAZAMIENTOS 4.1.

Criterios de elección

4.2.

Caracterización de los emplazamientos

5. TECNOLOGÍA PARQUE EÓLICO 5.1.

Aerogeneradores

5.2.

Partes del aerogenerador

6. ESTUDIO TÉCNICO 6.1. Potencial eólico 6.2.

Recurso eólico

7. ESTUDIO DE MERCADO 8. PLAN DE OBRA 9. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL 9.1.

Objetivos del estudio del impacto ambiental

9.2.

Descripción del anteproyecto

9.3. 9.4.

Inventario de especies más relevantes potencialmente afectadas Identificación de los principales impactos

1

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

10. ESTUDIO ECONÓMICO 10.1. 10.2.

Presupuesto Presupuesto de inversión

10.3.

Presupuesto de explotación

10.4.

Viabilidad económica

11. PLANOS 12. BIBLIOGRAFÍA 13. ANEXOS

2

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

1. OBJETIVO El presente anteproyecto tiene como objetivo el estudio y diseño de un parque eólico en el municipio de María de Huerva, Zaragoza, de una potencia total instalada de 10 MW producidos por 5 aerogeneradores de potencia unitaria de 2 MW. La elección de los aerogeneradores se estudiará y justificará en base al régimen de viento, eficiencia en el aprovechamiento de la energía, la disponibilidad comercial actual y la cercanía y transporte del proveedor hasta el punto de ejecución del proyecto. Las condiciones ambientales, centros de transformación y redes de conexión de electricidad, entre otros factores, justificarán la ubicación del parque eólico en el desarrollo de los emplazamientos (desarrollado en el capítulo 4). En definitiva, el anteproyecto se centra en el estudio de la estimación de la potencia que se tendrá en el parque eólico y su viabilidad económica, así como el estudio de las infraestructuras eléctricas para el correcto funcionamiento del parque eólico.

1.1 Alcance El alcance de este anteproyecto incluye los siguientes puntos: A. Estudio de una ubicación idónea para instalar un parque eólico entre tres ubicaciones distintas del territorio español. B. Caracterización del recurso eólico en la zona finalmente seleccionada. C. Elección de un modelo de aerogenerador que maximice la producción energética. D. Redacción de un plan de obra y vida del proyecto aproximado. E. Evaluación de impacto ambiental de la alternativa más rentable.

3

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

1.2 Antecedentes Las tres zonas posibles, que han sido preseleccionadas atendiendo al recurso eólico disponible, tienen distintos antecedentes en materia de energía eólica. En la Comunitat Valenciana hay instalados 1.189 MW , aunque se sitúan casi totalmente en zonas del interior, donde el recurso tiene más solidez. En la zona de Benidorm, una de las propuestas, por su cercanía a la costa y su explotación para usos diferentes al planteado, no hay instalaciones eólicas previas. En Galicia, por el contrario, es en las zonas costeras donde se concentran más de la mitad de las instalaciones eólicas. Con 3.354 MW eólicos instalados, las zonas cercanas a A Coruña están relativamente despejadas, aunque con poco margen. Por último, se estudia Aragón. De sus 1.911 MW instalados, una gran mayoría se encuentran en la provincia de Zaragoza, donde está la tercera ubicación propuesta. Esto se debe, en parte, a la calidad del recurso eólico en la zona.

4

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

2. INTRODUCCIÓN A LA ENERGÍA EÓLICA. En grandes naciones internacionales, cada vez es más demandado un uso de la energía limpia, renovable y eficiente capaz de satisfacer las necesidades energéticas que actualmente nos cubren las grandes reservas de combustibles fósiles. Esta inquietud se desarrolla desde el inicio de la crisis económica, incrementando el precio del petróleo y, a su vez, disminuyendo la dependencia del petróleo de los sectores generadores de energía. La energía eólica no contamina de forma directa, es inagotable y reduce el consumo de combustibles fósiles, contribuyendo positivamente a disminuir el impacto ambiental, la huella de carbon y por eso el cambio climático. No obstante, se trata de una de las fuentes de energía más baratas, puede competir en rentabilidad con otras fuentes energéticas tradicionales tales como las centrales térmicas de carbón, las centrales de combustible e incluso con la energía nuclear si se consideran los costes de reparación en daños medioambientales. Poder generar energía eléctrica sin llevar a cabo ningún proceso de combustión o alguna etapa de transformación térmica supone, desde el punto de vista medioambiental, un procedimiento muy favorable al ser una energía limpia. Respecto a las condiciones orográficas, la generación de electricidad presenta nula incidencia sobre las características fisicoquímicas sobre este medio, ni vertidos o grandes movimientos de tierras. 2.1. Situación actual de la energía eólica en el mundo. La energía eólica ha sido una fuente de energía con un gran crecimiento a partir de 2008. Asimismo, creció un 9,6% en 2018 hasta llegar a situarse en 591.000 MW, según datos del Global Wind Energy Council (GWEC). China, Estados Unidos, Alemania, India y España son los primeros productores mundiales, según las fuentes nombradas y la AEE (Asociación Empresarial Eólica).

5

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

Gráfico 2.1. Potencia instalada a lo largo de los años a nivel mundial (IRENA)

Gráfico 2.2. Potencia instalada acumulada por países (GWEC y AEE)

6

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

2.2. Situación actual de la energía eólica en España La energía eólica, no solo a nivel nacional, crece de forma exponencial demostrando que las energías renovables contribuyen de manera positiva a la transformación del modelo energético tradicional. La evolución de la potencia instalada en España, dada por el gráfico de AEE, demuestra el crecimiento que ha tenido dicha energía.

Gráfico 2.3. Evolución anual y acumulada de la potencia instalada (2018) En España, la eólica representa el 23% de la potencia total instalada, siendo la potencia instalada por dicha fuente de energía unos 23.484 MW, habiéndose instalado más de la mitad en los últimos diez años, según muestra la evolución del gráfico de AAE. En el gráfico siguiente adjunto, se aprecia cómo ha contribuido cada fuente de energía al sector energético nacional en el último año 2018.

7

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

Gráfico 2.4. Cuota de mercado por generación Y en la tabla siguiente, se aprecia el desarrollo en el tiempo, en porcentaje, de las fuentes de energía en España.

Gráfico 2.5. Fuente REE y elaboración propia Las centrales eólicas pueden llegar a cubrir el 50% de la demanda energética eléctrica de país en un día donde la velocidad del viento se encuentre entre los 7 m/s y 12 m/s.

8

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

3. VIABILIDAD LEGAL DEL ANTEPROYECTO 3.1 Marco legal internacional y comunitario IEC 61400-1: Aerogeneradores. Parte 1: Requisitos de diseño. Estandariza parámetros y cálculos referidos a aerogeneradores para que estos sean seguros durante su vida útil. Directiva 2001/42/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 27 de junio de 2001, relativa a la evaluación de los efectos de determinados planes y programas en el medio ambiente. Establece la necesidad de una evaluación medioambiental en determinados planes y programas que puedan tener efectos significativos en el medio ambiente. Directiva 2003/87/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 13 de octubre de 2003, por la que se establece un régimen para el comercio de derechos de emisión de gases de efecto invernadero en la Comunidad y por la que se modifica la Directiva 96/61/CE del Consejo. Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de abril de 2009, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables y por la que se modifican y se derogan las Directivas 2001/77/CE y 2003/30/CE. Establece que el consumo de energías renovables deberá suponer como mínimo un 20% del consumo total bruto de cada país de la Comunidad para el 2020, y dicta que cada país debe elaborar un Plan de Energías Renovables a cumplir durante la década 2010-2020. Directiva 2009/72/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 13 de julio de 2009, sobre normas comunes para el mercado interior de la electricidad y por la que se deroga la Directiva 2003/54/CE. Establece las normas comunes en materia de generación, transporte, distribución y suministro de electricidad en la Comunidad Europea.

9

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

Directiva 2011/92/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 13 de diciembre de 2011, relativa a la evaluación de las repercusiones de determinados proyectos públicos y privados sobre el medio ambiente. Establece la necesidad de una evaluación de impacto ambiental en determinados proyectos públicos y privados que puedan tener efectos significativos sobre el medio ambiente. Directiva 2014/52/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de abril de 2014 , por la que se modifica la Directiva 2011/92/UE, relativa a la evaluación de las repercusiones de determinados proyectos públicos y privados sobre el medio ambiente.

3.2 Marco legal nacional Ley 1/2005, de 9 de marzo, por la que se regula el régimen del comercio de derechos de emisión de gases de efecto invernadero. Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial. Establece el régimen económico para instalaciones eólicas, entre otras, y el sistema de primas complementarias a la retribución. Real Decreto 223/2008, de 15 de febrero, por el que se aprueban el Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión y sus instrucciones técnicas complementarias ITC-LAT 01 a 09. Ley 21/2013, de 9 de diciembre, de evaluación ambiental. Establece la necesidad de que determinados planes, programas y proyectos que puedan tener efectos significativos sobre el medio ambiente se sometan a una Evaluación de Impacto Ambiental con el fin de garantizar un elevado nivel de protección ambiental, y promover un desarrollo sostenible. Ley 24/2013, de 26 de diciembre, del Sector Eléctrico. Regula el sector eléctrico para garantizar un suministro eléctrico de calidad y al mínimo coste posible, asegurando la sostenibilidad económica y financiera del sistema, todo ello dentro de los principios de protección medioambiental de una sociedad moderna. Real Decreto 413/2014, de 6 de junio, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables,

10

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

cogeneración y residuos. Establece los derechos y las obligaciones de aquellas empresas que produzcan energía eléctrica de fuentes renovables. Orden IET/1045/2014, de 16 de junio, por la que se aprueban los parámetros retributivos de las instalaciones tipo aplicables a determinadas instalaciones de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos. Orden ETU/130/2017, de 17 de febrero, por la que se actualizan los parámetros retributivos de las instalaciones tipo aplicables a determinadas instalaciones de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos, a efectos de su aplicación al semiperiodo regulatorio que tiene su inicio el 1 de enero de 2017. Complementa a la Orden IET/1045/2014.

3.3 Marco legal autonómico Decreto 348/2002, de 19 de noviembre, del Gobierno de Aragón, por el que se suspende la aprobación de nuevos Planes Eólicos Estratégicos, siempre y cuando el impacto ambiental sea mínimo y no se vierta demasiado voltaje a la red para evitar su saturación.(Matizar el margen de seguridad del parque ya instalado. Nuestro miniparque eólico de 10 MW supondría un 20% del ya instalado en términos de potencia. Si el cableado del parque ya existente cuenta con margen de seguridad suficiente como para añadir la nuestra a la red. De no ser así, añadiremos cableado) Decreto 124/2010, por el que se regulan los procedimientos de priorización y autorización de instalaciones de producción de electricidad a partir de la energía eólica de la Comunidad Autónoma de Aragón. Real Decreto 413/2014, de 6 de junio, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos. Real Decreto 110/2015, de 20 de febrero, sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos.

11

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

Decreto-Ley 2/2016, de 30 de agosto, de medidas urgentes para la ejecución de las sentencias dictadas en relación con los concursos convocados en el marco del Decreto 124/2012, de 22 de junio, y el impulso de la producción de energía eléctrica a partir de la energía eólica en Aragón.

3.4 Reglamentos y Reales Decretos Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en instalaciones eléctricas de alta tensión y sus Instrucciones Técnicas Complementarias ITC-RAT 01 a 23, aprobado en el RD 337/2014, del 9 de mayo. Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión y sus instrucciones técnicas complementarias ITC-LAT 01 a 09, aprobado por el RD 223/2008, de 15 de febrero. Se declaran de obligado cumplimiendo una serie de normas relativas, especialmente, al diseño de materiales y equipos. Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales, aprobado en el RD 2267/2004, del 3 de diciembre. Reglamento (CE) nº. 714//2009 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 13 de julio de 2009, relativo a las condiciones de acceso a la red para el comercio transfronterizo de electricidad. Reglamento (UE) nº. 1227/2011, sobre integridad y transparencia del mercado mayorista de energía, que establece normas que prohíben las prácticas abusivas que afectan a los mercados mayoristas de la energía. Reglamento unificado de puntos de medida del sistema eléctrico aprobado por el Real Decreto 11100/2007, de 24 de agosto, con objetivo de regular las condiciones de funcionamiento del sistema de medidas del sistema eléctrico nacional, los equipos que lo integran y sus características para garantizar la correcta gestión técnica del sistema eléctrico.

12

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

Reglamento general de Recaudación, aprobado en el RD 939/20005, en relación con las entidades de crédito que prestan el servicio de colaboración en la gestión recaudatoria de la Agencia Estatal De Administración Tributaria. Reglamento de Ordenación y Supervisión de los Seguros Privados, aprobados por el RD 2486/1998, de 20 de noviembre, en relación al régimen de cobertura de provisiones técnicas y margen de solvencia de las acciones ordinarias y deuda subordinada emitida por la Sociedad de Gestión de Activos

Procedentes de la

Reestructuración Bancaria (SAREB).

13

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

4. ELECCIÓN DE LOS EMPLAZAMIENTOS La elección del emplazamiento del parque eólico es una decisión compleja e importante que determina por completo el diseño, la planificación y el desarrollo del proyecto. Para ello conviene identificar las zonas con mayor número de centrales ya instaladas, donde ya podemos conocer la calidad del recurso eólico. Al acotar de esta forma las posibles localizaciones para el parque eólico, se debe estudiar la topografía y el clima de los posibles emplazamientos, y ubicar la infraestructura eléctrica cercana ya existente. Las localizaciones que se sometieron a estudio para el anteproyecto fueron: María de Huerva (Zaragoza), Benidorm (Alicante) y A Coruña (Galicia).

De las tres localizaciones preseleccionadas, se requiere de un método para determinar cuál es la más interesante, balanceando todos los aspectos. Para esto, se ha definido una serie de características o puntos de control, medibles y evaluables numéricamente para objetivizar al máximo la decisión a tomar, representando 10 la máxima nota y 1 la mínima. A continuación se definen los diferentes aspectos a tener en cuenta, con sus respectivas ponderaciones en el sistema de decisión.

14

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

f1. C  apacidad de producción de energía. Ponderación: 16% Este aspecto tiene importancia evidente en la selección del emplazamiento. Para estudiar el potencial de cada opción, se ha recurrido a la herramienta online de Enair, empresa de minieólica. Con ello, se ha estudiado la velocidad media del viento y la energía teórica generada en un día en cada lugar. f2. Mano de obra. Ponderación: 15% El coste de la mano de obra en la construcción de un parque eólico puede variar en función del lugar. Zonas más industrializadas o dedicadas a este sector pueden tener más competencia, accesibilidad y mejores precios que otras, con lo que conviene que el parque no esté aislado industrialmente. f3. Precio del terreno. Ponderación: 9% Los proyectos de generación de energía, especialmente los de eólica, suelen tener una duración determinada. Al finalizar ésta, el terreno debe ser restaurado a su estado anterior. Por esto el terreno será alquilado durante el tiempo que dure el proyecto, y la importancia del precio del terreno relativa al montante total no es demasiado grande. f4. Efecto parque en ciudades cercanas. Ponderación: 13% De manera similar al apartado 6.1, es interesante analizar el posible efecto parque de estructuras cercanas al parque (naturales o artificiales, como edificios) por el impacto en la producción de energía. f5. Transporte de los aerogeneradores-orografía. Ponderación: 14% El coste del transporte de las partes de los aerogeneradores se encarece con la complejidad del terreno a atravesar. Zonas más llanas con orografía sencilla resultará mucho más favorables que otras. f6. Cercanía de centros de transformación. Ponderación: 8% El coste de una estación de transformación, tanto de baja/media como de media/alta es significativo, aunque no tanto como los propios aerogeneradores. Por esta razón, la posibilidad de ahorrarse ese coste ubicando el parque eólico cerca de una estación ya existente es un criterio a valorar.

15

Diseño de un parque eólico en María de Huerva, Zaragoza

f7. Cercanía de centros de producción de aerogeneradores. Ponderación: 12% La distancia a recorrer con el convoy excepcional que supone el transporte de aerogeneradores implica un coste no despreciable. Por esta razón es deseable que la planta de producción de aerogeneradores esté lo más cerca posible. f8....