Parque Eólico- Ubicación La Miel, Los Santos

Objetivo

Proveer a la zona de la provincia de Los Santos y al país de una fuente de energía limpia y renovable, a través de la construcción de un parque eólico en la zona de La Miel en la provincia de Los Santos.

Análisis de zonas apropiadas

Nos basamos en el estudio hecho por Lahmeyer-ETESA para Determinar del Potencial de la Energía Eólica en Panamá. Este levantamiento del mapa eólico nacional abarca 6 estaciones de medición con resultados favorables: Boquete, Tute, La Miel.

Proyecto Potencia (Mw) Estado de avance

Panamá

Cerro Hornitos 30.36 Licencia prov.Boquete -- Medición

Varios privados -- MediciónCerro tute en Veraguas 20 Factibilidad

Cerro Delgadito 19.5 Licencia prov.Altos de Nuario 27 Licencia prov.

Total 96.86 Mw

Tabla 1. Proyectos de energía eólica a nivel nacional.

Las zonas de viento presentes en nuestro país son escasa pero se presentan más para las partes costeras del país. Siendo mucho más alta la velocidad de los vientos en estos sectores de nuestro país resulta costos y de poca práctica en nuestro país, por estos motivos resulta adecuado tratar de enfocarse en otros sectores que presenten buen nivel de viento. la siguiente tabla busca destacar estos lugares.

ESTACIóN Provincia UBICACIóN Altura (sobre el nivel del mar)

Boquete Chiriquí 08°45’22’’N82°25’51’’W

1178 m

Cerro Tute Veraguas 08°29’03’’N81°06’25’’W

1079 m

El Copé Coclé 08°36’31’’N80°35’50’’W

985 m

La Miel Azuero 07°32’37’’N80°20’46’’W

562 m

Nuevo Tonosí Colón 09°33’38’’N79°36’23’’W

55 m*

Metetí Darién 08°33’05”N78°00‘46” W

129 m*

Fuente: ETESA.

Tabla 2. Proyectos de energía eólica a nivel nacional.

La tabla anterior se sustenta en un estudio realizado alrededor de toda la provincia como se muestra a continuación en la figura 1:

Figura 1. Nivel de corrientes de viento en panamá.

Dando como una opción más factible y de buen acceso la posición ubicada en La miel de los Santos con un velocidad promedio de 6 m/s a 40 metros de altura. Siendo un lugar con subestaciones cercanas que son la de S/E La Arena y S/E POCRI.

Figura 2. Nivel de corrientes de viento en panamá.

Nuestro proyecto consiste en la construcción y operación de un parque eólico que contara con una Línea de Transmisión Eléctrica con una longitud de 26 km aproximadamente que conectará nuestro parque eólico “La Miel”, desde su subestación con el mismo nombre

con la subestación eléctrica (S/E) existente “POCRI” localizada en el distrito de Pocrí, Provincia de Los Santos por ser la más cercana.

Figura 3. Longitud entre parque y S/E POCRI.

Los criterios por el cual se toma el camino que seguirá la línea de transmisión eléctrica son los siguientes:

Ubicación de los Parques Eólicos “la miel”. Dado que el objetivo del proyecto es construir y operar las líneas de transmisión de alta tensión para transmitir la energía eléctrica generada en el parque eólico y entregarla en la subestación eléctrica de “Pocrí”, se basa en tender trazos económicos, además de otros factores importantes como lo son la topografía del terreno, uso de suelo, biodiversidad, distancias y propiedades a cruzar.

Topografía del terreno La ciudad de Las Tablas está localizada sobre una planicie costera, lo que favorece que el trazo de la línea eléctrica se ubique en terrenos con un mínimo de

pendiente; el criterio de ubicar el trazo en terrenos planos minimiza la modificación del suelo, relieve y paisaje, y además facilita la construcción.

Usos del suelo y tipos de vegetaciónEl trazo de la línea de transmisión eléctrica y la ubicación de todas las torres aéreas, se tomó en consideración el uso del suelo y la vegetación presente, procurando en todo momento la –afectar en menor grado tanto al ambiente como a la población existente.

La Subestación de la Miel elevara el voltaje para unirlo a la red por medio de la subestación Pocrí. Elevando un voltaje de generación de 13.8 KV a 115 KV. Lo que permite tener una distribución local y su interconexión.

Figura 4. S/E la Miel esquema conexión.

Figura 5. Subestación seleccionada S/E POCRI.

La línea primaria y secundaria de transmisión se llevara a cabo con la siguiente tipo de cable ACSR Ibis - 397.5MCM:

Especificación Técnica:

AWG: 397.5

Trenzado (Al/Stl): 26/7

Diámetro de hilo individuales de aluminio (pulgadas): 0.1236

Diámetro de hilo individuales Acero (pulgadas): 0.0961

Diámetro núcleo de acero (pulgadas): 0.2882

Diámetro Completo Cable (D.O.) (pulgadas): 0.783

Peso por aluminio 1000 pies (libras): 374.7

Peso por Acero 1000 pies (libras): 171.9

Peso por 1000 ft total (libras): 546.6

Resistencia a la rotura nominal (libras): 16300

Permitida capacidad 90 ºC (amperios) 587 Amps

Tabla2. Características d la línea de transmisión.

Aplicaciones de este cable: Utilizado como cable de transmisión aérea desnudo y ACSR cable de distribución como primaria y secundaria ofrece una resistencia óptima para trenzado núcleo diseño de la línea de acero Variable permite a la fuerza que se desea lograr sin sacrificar la capacidad de corriente.

Para estimar el tamaño de nuestro parque se usó como referencia el aerogenerador de la empresa española Gamesa con el modelo G90.

Este aerogenerador rinde entre 1.8 a 2 MW y si utilizamos 32 de ellos tendríamos una potencia nominal o de equipo instalada de 64 MW. Pero esta potencia no es la real.

Esquema eléctrico del subestación que llevara el nombre de la “Miel” Contará con 32 aerogeneradores pero debemos estimar la velocidad del viento a una altura de 100 metros. Por estudios realizados, a 40 metros la velocidad del viento es de 6.7 m/s. Para saber a 100 metros se realiza el siguiente cálculo:

v '6

=(1004 0 )1/7

→v '=6.8m/ s

La potencia que puede darnos el viento puede ser calculado con:

Ecuación 1 P=0.15D 2V 3

• P es la potencia expresada en vatios [W].

• D es el diámetro del rotor en metros [m].

• V es la velocidad del viento en metros por segundo [m/s].

Entonces:

P=0.15∙902 ∙6.83

P=388.7 kW ×32aerogeneradores

P=12 .437MW

Nuestro proyecto debe realizarse en dos fases para evitar un impacto ambiental significativo y enfocándose en una solución eficiente y limpia del país en la expansión de la matriz energética de Panamá.

Inversión – costos

En nuestros costos de inversión nos basamos en costo de la potencia instalada en los últimos años se encuentra, mayoritariamente, en el rango de 1 700 y 1 250 USD/kW para parques eólicos terrestres en países desarrollados. La tabla que se muestra a continuación nos da un cocimiento aproximado de precio por capacidad instalada de nuestro parque.

Tabla 3. Costo de la potencia instalada en el 2010 en varios países

La turbina (aspas, generador, góndola, torre y transporte) es el elemento más costoso de los parques eólicos. Su costo oscila entre 64 - 85% del precio total de inversión. Ello depende, entre otros factores, de la Experiencia de la industria eólica en el país productor de la turbina y de las

especificidades del proyecto, ya que con más tecnología cuente las turbinas solicitadas, más alto el precio total.

Para nuestro proyecto eólico nos limitaremos a satisfacer los costos principales y estimar un precio de mercado en base a la tasa de cobro mundial de este tipo de tecnología.

Como ejemplo, en la siguiente Tabla se muestra la estructura de costos una turbina típica en la EU para el año 2006 (EWEA, 2008). Los costos de operación y mantención de turbinas onshore varían entre 12 y 32 US$/MW (IEA, 2009).

Tabla 4. Estructura de costos para proyectos de generación eléctrica 2 MW [EWEA, 2008]

Estudios realizados en el 2010, los costos de generación de la electricidad en parques eólicos están por debajo de los 0,07 USD/kWh como promedio en la mayoría de los proyectos en zonas con viento favorable calculados para 20 años de vida útil, y la recuperación de la inversión no rebasa los 7 años de acuerdo con los altos precios del petróleo. Estos costos del kWh son comparables con los costos promedio estimados de producción de electricidad con carbón (0,067 USD/kWh), o con gas (0,056 USD/kWh), siendo más favorable esta comparación cuando se trata de los costos de producción con petróleo, según Irena Working Paper 2012.

Costos de construcción

Para la construcción se debe estimar el tipo de tecnología de los aerogeneradores y primero debemos basarnos en los establecido en el código de redes del 2012 de la CND. El CND estableció normas que se deben cumplir antes de implementar un parque eólico, en donde usan como referencia de tipos de tecnología existentes a las clasificadas por la empresa estadounidense Western Electricity Coordinating Council. La clasificación comprende 4 tecnologías:

Tipo 1: Generador de Inducción.

Tipo 2: Generador de Inducción con Rotor de Resistencia Variable.

Tipo 3: Generador Asincrónico, doble alimentado.

Tipo 4: Generador Asincrónico o Sincrónico, con interface convertidora plena.

Pero para establecer una conexión con el Sistema Interconectado Nacional (SIN), sólo se permitirá la instalación de Generadores Eléctricos con Turbina de Viento del Tipo 3 y 4, y los mismos deberán contar con control de voltaje y capacidad de control de potencia real y reactiva a alta velocidad. Lo anterior implica que bajo ninguna circunstancia se permitirá la operación en el SIN de Generadores Eléctricos con Turbina de Viento del Tipo 1 y 2.

El traslado estará a cargo de los proveedores contratado, los cuales cuenta con transportes especiales traídos especialmente para el proyecto, como camas bajas de gran longitud, porta tubos entre otros y los mismos serán arrastrados por camiones de tracción a tres ejes con gran capacidad de carga.

Para estimar un precio de costos debemos decir lo siguiente

Con los costos de transmisión se utilizarán el estándar de precios en América:

Cable 5MW: 205 dolares/m; Cable de 100 MW : 342 dolares/m y ya que son 26 km hasta la subestación de Pocri. El precio sería de 14 millones de dólares sólo en transmisión.

Costos de operación y mantenimiento

Se supondrá un costo anual de operación y mantenimiento en de 320 000 dólares anuales y adicionalmente se supone un pago de peajes por el uso del sistema de transmisión de 250000 dólares anuales. Se ha estimado que el ciclo de vida del proyecto es de 20 años, correspondiente a la estimación de vida media de los aerogeneradores.

La política de mantenimiento va a ser de una inspección programada en la época de marzo, antes de la época de tormentas, para preparar e inspeccionar las plataformas para el invierno.

Se aprovechará para hacer el mantenimiento preventivo de las piezas críticas para que el aerogenerador aguante adecuadamente durante esta época, que por otro lado es la de mejor calidad de viento.

Ahora detallaremos más el costo total de la obra

Apartado Concepto Precio %

1. Aerogeneradores

1.1 Aerogeneradores GAMESA G90 (2 MW). Torre de 80m. Incluye dispositivos de transformación en el interior, la virola de anclaje a la zapata, transporte, montaje, conexionado interno, puesta en marcha de la instalación y sistema de control.

2.600.600

x 32 unidades 83.219.200 82.1%

2. Equipos eléctricos2.1 Equipos eléctricos adicionales en tierra para hacer la adaptación eléctrica de conexionado a red

6.467.287

6.467.287 6.4%

3. Obra civil 3.1 Cimentaciones para la colocación de los aerogeneradores 3.395.291

3.2 Accesos y caminos interiores del parque: viales y plataformas, Zanjas y Sistemas de drenaje

3.258.417

6.653.708 6,6%4. Infraestructuras eléctricas y de comunicaciones

4.1 Red de media tensión MT 20KV acompañada de red de fibra óptica en tierra

2.000.000

2.000.000 2%

5. Documentación y proyectos

5.1 Proyecto 444.839 5.2 Estudio Geotécnico 469.477

5.3 Diseño de cimentaciones 102.655 5.4 Dirección Facultativa 492.745 5.5 Seguridad y Salud 82.124 5.6 Control de Calidad 119.080 5.7 Documentación 78.018 5.8 Revegetación 102.000 5.9 Revegetación 1.000.000 2.890.938 2.9%

Total presupuesto 101.231.133 Precio/kW instalado 2500

Impacto Ambiental

Hoy en día la creciente preocupación por el cuidado del medio ambiente ha llevado al interés de construir generadores eólicos y para ello es necesario un plan de manejo ambiental. En teoría por cada kWh eléctrico generado de forma eólica, en lugar de quemar carbón evita la emisión de 1 kg de dióxido de carbono a la atmósfera. La energía eólica contribuye pues a preservar las fuentes agotables de energía y es respetuosa con el medio ambiente.

Pero el cuidado del ambiente siempre va estar regulada por los daños que pueda causar una planta al ecosistema que lo rodea, pero los aspectos más comunes que hay que considerar en las instalaciones eólicas son los impactos sobre la flora, fauna, contaminación visual y el ruido.

La flora se vería afectada ya que se necesita despejar el área de árboles y por ese aspecto hay que vigilar que el suelo no se erosione. Para reducir el impacto se puede superponer un parque eólico a una explotación agropecuaria.

Figura 6. Ejemplo de un parque eólico en una plantación agrícola.

Con respecto a la fauna, los parque eólico no suele afectarla, sin embargo existe una posibilidad de perjudicar a las aves si el parque se sitúa en alguna vía de migración. Pero en la zona propuesta en La Miel, no existe trayecto de migración

La contaminación visual seria el mayor impacto que conlleva construir el parque eólico en una zona turística. El impacto visual puede mejorarse con diseño de palas que se vean mejor estéticamente.

Para evitar o disminuir problemas sociales con la comunidad cerca de la obra, para eso se necesita capacitaciones y charlas a centros escolares, incentivarlos con ofertas de trabajo y orientarlos para que tomen consciencia de la necesidad que tiene el país por un parque de generación que no contamina el ambiente y reducirá costos en la energía.

El mismo parque también sería beneficioso turísticamente para que visitantes extranjeros se maravillen con contemplar los aerogeneradores, además estas serán construidas de tal manera que no afecte demasiado el paisaje montañoso de la zona aledaña. Autoridades como la ANAM y el IPAT estarán aliadas con la empresa constructora para organizar todo con un estricto control para beneficio de las comunidades lugareñas.

También hay que tomar en cuenta que la construcción del parque exigirá una mano de obra que la zona no contará. Por tanto se implicará la afluencia de trabajadores externos al lugar. Una migración ingresará al bosque y se les deberá dar ubicación en el área y deberá contar con alimentación, luz, agua y tratamiento de residuos sólidos y líquidos. Esto traería daños colaterales en donde los trabajadores querrán quedarse en la zona generando cinturones de pobreza; or tanto se debe reubicar a estos trabajadores.

Referencias

[1] E. r. y. e. d. centroamerica. [En línea]. Available: http://www.energias4e.com/noticia.php?id=2289.

[2] E. d. T. E. S.A., «Normas y códigos de red genración eólica,» octubre 2012. [En línea]. Available: http://www.cnd.com.pa/documentos.php?sec=1. [Último acceso: 2014].

[3] «Cuba Solar,» [En línea]. Available: http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Energia/Energia61/HTML/articulo03.htm.

[4] D. Epasa, «Parque eólico de Penonomé el más Grande de la región,» [En línea]. Available: http://www.iica.int/Esp/regiones/central/panama/Lists/Noticias%20IICA%20Panama/Attachments/271/04-07-%20PARQUE%20EOLICO%20DE%20PENONOME%20EL%20MAS%20GRANDE%20DE%20LA%20REGION.pdf.