Grima Murcia Mariadolores T06 10E

7/23/2019 Grima Murcia Mariadolores T06 10E

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Master Oficial Universitario en Energas renovables / T06_10E

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EJERCICIO 1 ENERGA

ELICA

ALUMNA: Mara Dolores Grima Murcia


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NDICE

Datos del ejercicio.... Pgina 3

Introduccin.....Pgina 4

Clculo del viento a 25 metros de altura.... Pgina 5

Clculo de produccin de cadagenerador..Pgina 8

Clculo del total a percibir por la venta de la energagenerada....... Pgina 14

Clculo de los costes de la instalacin elica... Pgina 16

Clculo del beneficio de la instalacin durante los 25 aos devida..... Pgina 25

Clculo ahorro en consumo elctrico....... Pgina 26 Conclusin.....Pgina 27

Bibliografa.....Pgina 28


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3

Datos del ejercic ioEl aerogenerador se colocar a 25 metros de altura.

El proyecto tendr una vida en torno a 25 aos.

Las tres opciones de aerogeneradores que se contemplan sern:

OPCIN A B C

POTENCIA DELGENERADOR

15kW 12kW 6kW

PRECIO () 15000 3000 17000

Tenemos los datos de una distribucin de velocidades recogidas de una

estacin meteorolgica situada a 10 metros de altura.


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Introduccin

Para la realizacin del clculo de la instalacin, suponemos un

coeficiente de rugosidad, segn los datos dados de terreno aguas arriba,

rugoso, con numerosos rboles de =0,2.

En primer lugar calcularemos las velocidades de viento a altura 25

metros, despus, con las grficas de los diferentes aerogeneradores

obtendremos la potencia para dichas velocidades, dando como resultado

producciones anuales.

Los clculos para la estimacin econmica son aproximados.


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Clcu lo d el vien to a 25 metro s de altura

Tenemos una estacin meteorolgica prxima a nuestra zona de

ubicacin de la instalacin a 10 metros de altura. De esta estacin

meteorolgica hemos obtenido una grfica con unos porcentajes de velocidad

de viento. Plasmamos estos valores en una tabla, obteniendo:

Velocidad de

viento(m/s)10metros de altura

porcentaje

de das alao

1 5

2 9,5

3 12,5

4 13,8

5 13,5

6 12,3

7 10

8 8

9 5,510 4

11 2,5

12 1,5

13 1

14 0,5

15 0,25

16 0,15

17 0

18 0

19 0

20 0

Sabiendo que un ao se compone de 365*24=8760 horas obtenemos el

nmero de das para cada velocidad de viento.


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6

Velocidad deviento(m/s)10

metros dealtura

porcentajede das al

aohoras al

ao

1 5 438

2 9,5 832,2

3 12,5 1095

4 13,8 1208,88

5 13,5 1182,6

6 12,3 1077,48

7 10 876

8 8 700,8

9 5,5 481,8

10 4 350,411 2,5 219

12 1,5 131,4

13 1 87,6

14 0,5 43,8

15 0,25 21,9

16 0,15 13,14

17 0 0

18 0 0

19 0 0

20 0 0

Esta tabla nos indica el nmero de das al ao que soplar cada

velocidad a 10 metros de altura.

Nuestro aerogenerador estar colocado a 25 metros de altura, por lo que

la velocidad ser diferente. Aplicando la frmula para el clculo de velocidades

a diferente altura:

V(y)/V(yo)=(y/yo)

En este caso, por las caractersticas del terreno tomaremos =0,2

V(25)=V(10)*(25/10)0,2

Aplicando esta frmula para las diferentes velocidades obtendremos:


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7

Velocidad deviento(m/s)10

metros dealtura

Velocidadde viento(m/s) a 25metros de

altura

porcentajede das al

aohoras alao

1 1,2 5 438

2 2,4 9,5 832,2

3 3,6 12,5 1095

4 4,8 13,8 1208,88

5 6 13,5 1182,6

6 7,2 12,3 1077,48

7 8,4 10 876

8 9,6 8 700,8

9 10,8 5,5 481,810 12 4 350,4

11 13,2 2,5 219

12 14,4 1,5 131,4

13 15,6 1 87,6

14 16,8 0,5 43,8

15 18 0,25 21,9

16 19,2 0,15 13,14

17 20,4 0 0

18 21,6 0 0

19 22,8 0 0

20 24 0 0


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Clcu lo de p roduc cin de cada generado r

Tenemos una tabla con los valores de potencia de cada generador para

determinadas velocidades de viento. Esta tabla nos permite obtener la curvapotencia-velocidad caracterstica de cada generador. Utilizando esta curva

obtenemos la potencia del generador a las velocidades antes obtenidas de las

cuales sabemos los das que soplan en un ao. Multiplicando esta potencia por

el nmero de das obtenemos producciones.

CASO A

Con los datos de velocidades obtenemos la siguiente curva.

Obtenemos las potencias para las velocidades que conocemos a 25

metros de altura:

Velocidad

de viento(m/s) a 25metros de

altura) Potencia(Kw)OPCION A

1,2 0

2,4 0

3,6 0,12

4,8 0,52

6 1,2

7,2 2,16

8,4 3,289,6 4,78

0

5

10

15

20

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

Potenciakw

OPCIN A

OPCIN APOTENCIA(kw)


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9

10,8 6,18

12 8,2

13,2 10,08

14,4 1215,6 14,28

16,8 17,88

18 0

19,2 0

20,4 0

21,6 0

22,8 0

24 0

Utilizando la frmula de Produccin que es la potencia por el nmero de

das obtenemos:

Velocidad(m/s) Potencia(KW)OPCION A Horas Produccin(KWh)

1,2 0 438,0 0

2,4 0 832,2 0

3,6 0,12 1095,0 131,4

4,8 0,52 1208,9 628,6176

6 1,2 1182,6 1419,12

7,2 2,16 1077,5 2327,3568

8,4 3,28 876,0 2873,28

9,6 4,78 700,8 3349,824

10,8 6,18 481,8 2977,524

12 8,2 350,4 2873,28

13,2 10,08 219,0 2207,52

14,4 12 131,4 1576,8

15,6 14,28 87,6 1250,928

16,8 17,88 43,8 783,14418 0 21,9 0

19,2 0 13,1 0

20,4 0 0,0 0

21,6 0 0,0 0

22,8 0 0,0 0

24 0 0,0 0

TOTAL 22398,8

Con el aerogenerador de la opcin A obtendremos una produccin de

22398,8Kw/ao.


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CASO B


Obtenemos las potencias para las velocidades que conocemos a 25metros de altura:

Velocidad deviento (m/s) a 25metros de altura) Potencia(Kw)OPCION B

1,2 0

2,4 0

3,6 0,78

4,8 2,66

6 47,2 6,3

8,4 8,1

9,6 9,6

10,8 10,8

12 12

13,2 12,32

14,4 7,56

15,6 0

16,8 0

18 0

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

Poten

ciaKW

OPCIN B

OPCIN BPOTENCIA(kw)


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11

19,2 0

20,4 0

21,6 0

22,8 024 0

Utilizando la frmula de Produccin que es la potencia por el nmero de

das obtenemos:

Velocidad(m/s) Potencia(KW)OPCION B Horas Produccin(KWh)

1,2 0 438,0 0

2,4 0 832,2 03,6 0,78 1095,0 854,1

4,8 2,66 1208,9 3215,6208

6 4 1182,6 4730,4

7,2 6,3 1077,5 6788,124

8,4 8,1 876,0 7095,6

9,6 9,6 700,8 6727,68

10,8 10,8 481,8 5203,44

12 12 350,4 4204,8

13,2 12,32 219,0 2698,08

14,4 7,56 131,4 993,38415,6 0 87,6 0

16,8 0 43,8 0

18 0 21,9 0

19,2 0 13,1 0

20,4 0 0,0 0

21,6 0 0,0 0

22,8 0 0,0 0

24 0 0,0 0

TOTAL 42511,2

Con el aerogenerador de la opcin B obtendremos una produccin de

42511,2Kw/ao.


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CASO C


Obtenemos las potencias para las velocidades que conocemos a 25

metros de altura:

Velocidad deviento (m/s) a

25 metros dealtura Potencia(Kw)OPCION C

1,2 0

2,4 0

3,6 0,54

4,8 1,38

6 2

7,2 3,14

8,4 4,02

9,6 4,8

10,8 5,4

12 6

0

1

2

3

4

5

6

7

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19

PotenciaKw

OPCIN C POTENCIA(kw)

OPCIN CPOTENCIA(kw)


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13

13,2 6,28

14,4 3,84

15,6 0

16,8 018 0

19,2 0

20,4 0

21,6 0

22,8 0

24 0

Utilizando la frmula de Produccin ser la potencia por el nmero de

das obtenemos:

Velocidad(m/s) Potencia(KW)OPCION C Horas Produccin(KWh)

1,2 0 438,0 0

2,4 0 832,2 0

3,6 0,54 1095,0 591,3

4,8 1,38 1208,9 1668,2544

6 2 1182,6 2365,27,2 3,14 1077,5 3383,2872

8,4 4,02 876,0 3521,52

9,6 4,8 700,8 3363,84

10,8 5,4 481,8 2601,72

12 6 350,4 2102,4

13,2 6,28 219,0 1375,32

14,4 3,84 131,4 504,576

15,6 0 87,6 0

16,8 0 43,8 0

18 0 21,9 0

19,2 0 13,1 0

20,4 0 0,0 0

21,6 0 0,0 0

22,8 0 0,0 0

24 0 0,0 0

TOTAL 21477,4

Con el aerogenerador de la opcin C obtendremos una produccin de

21477,4 Kw/ao.


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Clcu lo del to tal a perc ibi r po r la venta de la

energa generada

Como nuestro parque es con puesta en marcha posterior al 1 de enero

de 2008, nos fijamos en el RD 661 de 2007.

En nuestro caso estaramos en:

categora b= instalaciones que utilizan como energa primaria alguna de las

energas renovables no consumibles, biomas, o cualquier tipo de biocarburante

siempre y cuando su titular no realice actividades de produccin en rgimen

ordinario.

Grupo b2= Instalaciones que nicamente utilicen como energa primaria la

energa elica.

Subgrupo b2.1=Instalaciones elicas ubicadas en tierra.

Tenemos las siguientes tarifas.

Grupo Subgrupo Potencia PlazoTarifareguladora(c/Kw)

Prima dereferencia

Limitesup. Lmite inf.

b2 b2.1

20 aos 7,3288 2,9291 8,4944 7,1275

a partir deentonces 6,12 0

Tomamos una opcin con tarifa regulada de 7,3288c/Kw

CASO A

A percibir anualmente=22398,8*0,073228= 1640,21/ao

En el periodo de 25 aos= 1640,21*25=41005/vida til.


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15

CASO B


En el periodo de 25 aos= 3113,01*25=77825,25/vida til.

CASO C


En el periodo de 25 aos= 1572,74*25=39318,67/vida til.


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Clcu lo de costes de la instalacin elica.

Todos los costes son aproximados, menos el valor del aerogenerador

que es un dato de partida.

CASO A Inv ers in de la instalacin.

Tenemos la siguiente distribucin de porcentajes de costes, que es

aproximadamente la misma en toda instalacin elica.

Aerogenerador 74%

Equipo elctrico 12%Obra civil 9%

Resto 5%

Sabemos que nuestro aerogenerador va a costar 15000, que representa el

74% del coste total, luego el coste total ser:

Coste total= 15000/0,74=20270La distribucin de costes entre las diferentes unidades ser:

Aerogenerador 74% 15.000

Equipo electrico 12% 2.432,40

Obra civil 9% 1.824,30

Resto 5% 1.013,50

Aerogenerador

Equipo electrico

Obra civil

Resto


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Costes de explo tacin y mantenim iento.

Suponemos que los gastos por MW instalado anuales son de 24000, estedato ha sido obtenido de un informe de la Asociacin elica de Galicia.

Para nuestro caso sern=24000*15/1000=360/ao

Total 360*25=9000

La distribucin entre los diferentes costes ser:

Mantenimiento yoperacin 58% 5.220,00

Canon, seguros eimpuestos 23% 2.070,00

Administracin 8% 720,00

Mant elctrico 6% 540,00

otros 5% 450,00

Costes d e f inanciacin

Tendremos una inversin inicial de 20270, de los cuales decidimos pedir un

prstamo por valor de 15000.

Mantenimiento yoperacin

Canon, seguros eimpuestos

Administracin

Mant elctrico

otros


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El inters a aplicar ser de Euribor+1,5%=3,632% ( valor de Euribor tomado

con fecha de Mayo 2011)

Fijamos una cuota anual de 1600 a 12 aos, obteniendo.

Aos Capital() Interes(%)intereses

pagados() Cuota() a amortizar

1 15000 3,632 544,8 1600 1055,2

2 13944,8 3,632 506,475136 1600 1093,52486

3 12851,2751 3,632 466,7583129 1600 1133,24169

4 11718,0334 3,632 425,5989749 1600 1174,40103

5 10543,6324 3,632 382,9447296 1600 1217,05527

6 9326,57715 3,632 338,7412822 1600 1261,25872

7 8065,31844 3,632 292,9323656 1600 1307,06763

8 6758,2508 3,632 245,4596691 1600 1354,54033

9 5403,71047 3,632 196,2627643 1600 1403,73724

10 3999,97323 3,632 145,2790279 1600 1454,72097

11 2545,25226 3,632 92,44356217 1600 1507,55644

12 1037,69582 3,632 37,68911235 1037,69 1037,69

La suma de los intereses tiene un valor de 3675

TOTAL DE COSTES OPCION A=20270+9000+3675=32945

CASO B Inv ers in de la instalacin.



Aerogenerador 74%

Equipo elctrico 12%

Obra civil 9%

Resto 5%


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19


74% del coste total, luego el coste toal ser:

Coste total= 30000/0,74=40540

La distribucin de costes entre las diferentes unidades ser:

Aerogenerador 74% 30.000,00



Resto 5% 2.027,00


Suponemos que los gastos por MW instalado anuales son de 24000, este

dato ha sido obtenido de un informe de la Asociacin elica de Galicia.


Total 288*25=7200


Mantenimientoy operacin 58% 4.176,00

Canon, segurose impuestos 23% 1.656,00


Mant elctrico 6% 432,00

AerogeneradorEquipo electrico

Obra civil

Resto


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20

otros 5% 360,00







Aos Capital() Inters(%)interesespagados cuota a amortizar

1 30000 3,632 1089,6 3350 2260,4

2 27739,6 3,632 1007,502272 3350 2342,49773

3 25397,1023 3,632 922,4227545 3350 2427,57725

4 22969,525 3,632 834,253149 3350 2515,74685

5 20453,7782 3,632 742,8812233 3350 2607,11878



Administracin

Mant elctrico

otros


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21

6 17846,6594 3,632 648,1906694 3350 2701,80933

7 15144,8501 3,632 550,0609545 3350 2799,93905

8 12344,911 3,632 448,3671683 3350 2901,632839 9443,27819 3,632 342,9798639 3350 3007,02014

10 6436,25805 3,632 233,7648926 3350 3116,23511

11 3320,02295 3,632 120,5832335 3350 3229,41677

12 90,6061809 3,632 3,29081649 90 90


TOTAL DE COSTES OPCION C=40540+7200+7000=54740

CASO C Inv ers in de la instalacin.



Aerogenerador 74%

Equipo elctrico 12%

Obra civil 9%

Resto 5%


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74% del coste total, luego el coste toTal ser:

Coste total= 17000/0,74=23000

La distribucin de costes entre las diferentes unidades ser:

Aerogenerador 74% 17.000,00



Resto 5% 1.150,00


Suponemos que los gastos por MW instalado anuales son de 24000, este

dato ha sido obtenido de un informe de la Asociacin elica de Galicia.


Total 144*25=3600


Mantenimientoy operacin 58% 2.053,20

Canon, segurose impuestos 23% 814,20

AerogeneradorEquipo electrico

Obra civil

Resto


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23


Mant elctrico 6% 212,40 otros 5% 177,00







Aos Capital() Interes(%)intereses

pagados() Cuota() a amortizar

1 15000 3,632 544,8 1650 1105,2

2 13894,8 3,632 504,659136 1650 1145,34086

3 12749,4591 3,632 463,0603558 1650 1186,93964



Administracin

Mant elctrico

otros


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24

4 11562,5195 3,632 419,9507079 1650 1230,04929

5 10332,4702 3,632 375,2753177 1650 1274,72468

6 9057,74552 3,632 328,9773172 1650 1321,02268

7 7736,72283 3,632 280,9977734 1650 1369,002238 6367,72061 3,632 231,2756125 1650 1418,72439

9 4948,99622 3,632 179,7475427 1650 1470,25246

10 3478,74376 3,632 126,3479735 1650 1523,65203

11 1955,09174 3,632 71,00893188 1650 1578,99107

12 376,100669 3,632 13,65997628 376,1 0


TOTAL DE COSTES OPCION C=23000+3600+3540=30140


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Clcu lo del benefi cio de la instalacin

duran te los 25 aos de v id a.

CASO A

Obtendremos el beneficio de lo que percibimos por la venta de la energa

elctrica menos lo que nos gastamos en inversin.

BENEFICIO=41005-32945=8060

CASO BObtendremos el beneficio de lo que percibimos por la venta de la energa

elctrica menos lo que nos gastamos en inversin.

BENEFICIO=77825-54740=23085

CASO C

Obtendremos el beneficio de lo que percibimos por la venta de la energaelctrica menos lo que nos gastamos en inversin.

BENEFICIO=39318-30140=9178

A la vista de estos resultados se puede deducir que la opcin ms favorable

ser la C.


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Clcu lo aho rro en consumo elctr ico

El consumo elctrico de una vivienda en Espaa se encuentra entre 8-

10kw/da.

En este caso tomar un valor medio de 9kw/da.

Los kw/ao utilizados sern=9*365=3285kw/ao.

El precio del Kw es 0,140069.

El ahorro al ao en electricidad en la vivienda ser=3285*0,140069=460,12/ao


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Conclus in

El aerogenerador a instalar ser el de la opcin C, su precio inicial es

mayor, por lo tanto la inversin inicial es mayor, pero su potencia se adaptamejor que ninguno a nuestros vientos, nosotros tenemos principalmente vientos

bajos y este aerogenerador consigue ms potencia con estos vientos, luego la

produccin y los beneficios obtenidos es mayor que con ningn otro.


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B ib liog rafa

Pliego de condiciones tcnicas del IDEA

RD 661/2007.

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Grima Murcia Mariadolores T06 10E

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