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Coordinador de la edicin de Estudios Tcnicos PER 2011-2020: Jaume Margarit i Roset, Director de Energas Renovables de IDAE Ttulo: Anlisis del recurso. Atlas elico de Espaa. Estudio Tcnico PER 2011-2020 Madrid, 2011 Direccin: Jos Vidal (Meteosim Truewind) Autores: Meteosim Truewind: Joan Aymam, Alejandro Garca, Oriol Lacave, Lloren Lled, Miguel Mayo, Santi Pars Coordinacin y revisin IDAE: Vctor Olmos, Juan Jos Romero, Juan Ramn Ayuso

El presente estudio ha sido promovido por el IDAE en el marco de la elaboracin del Plan de Energas Renovables (PER) en Espaa 2011-2020. Aunque el IDAE ha supervisado la realizacin de los trabajos y ha aportado sus conocimientos y experiencia para su elaboracin, los contenidos de esta publicacin son responsabilidad de sus autores y no representan necesariamente la opinin del IDAE sobre los temas que se tratan en ella.

NDICE4 6 9 20 25 29 192 Introduccin Definicin de la estructura global del trabajo Metodologa Resultados. Mapas de recurso elico Resultados de la modelizacin Estimacin del potencial elico de Espaa Productos finales del estudio

1 Introduccin

Introduccin

Este documento constituye el Informe Final del Consultor, Meteosim Truewind S.L., elaborado con el objetivo de exponer sus actividades en la realizacin de la Consultora denominada Estudio del recurso elico y elaboracin de un mapa elico de Espaa encargado por el Instituto para la Diversificacin y Ahorro de la Energa (IDAE), organismo dependiente del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, as como de presentar los alcances y resultados logrados en el cumplimento de las tareas especificadas en el correspondiente contrato. IDAE ha credo necesario elaborar un estudio del recurso elico de Espaa con la fiabilidad suficiente para permitir la evaluacin del potencial elico disponible a nivel de planificacin, incluyendo la explotacin de sus resultados mediante un sistema de informacin geogrfica de consulta pblica, cuyo mbito de aplicacin sea todo el territorio nacional, incluyendo las aguas interiores y una banda litoral marina adicional de 24 millas nuticas. La utilizacin de criterios uniformes facilita la comparacin entre los resultados obtenidos en distintas zonas del pas. Para realizar el Atlas Elico de Espaa se ha recurrido a un modelo de simulacin meteorolgica y de prospeccin del recurso elico a largo plazo, estudiando su interaccin con la caracterizacin topogrfica de Espaa, sin llevar a cabo una campaa de mediciones especfica. En cambio, s se han utilizado datos reales del recurso para la validacin de los resultados de la herramienta de simulacin adoptada. Los mtodos convencionales para estudiar el potencial elico en grandes extensiones requieren una larga y costosa campaa de medidas, la cual depende de la instalacin de un gran nmero de torres meteorolgicas perteneciente a una red homognea de prospeccin. Asimismo, los modelos convencionales de flujos de viento son poco precisos ante regmenes de viento variables y territorios de orografa compleja. Las modernas tcnicas de modelizacin mesoescalares y microescalares ofrecen una solucin muy efectiva a estos problemas: combinan eficazmente la utilizacin de un sofisticado modelo de simulacin atmosfrica, capaz de reproducir los patrones de viento a gran escala, con un modelo de viento microescalar que responda a las caractersticas del terreno y a la topografa. De esta manera, se pueden llevar a cabo estudios del potencial elico en regiones extensas con un nivel de aproximacin

aceptable. Adems, hay que destacar que no son necesarias mediciones reales del recurso elico in situ para conseguir resultados razonables, si bien los datos de torres meteorolgicas son imprescindibles para confirmar el potencial elico previsto en un emplazamiento concreto. En definitiva, la modelizacin atmosfrica mesoescalar y microescalar reduce notablemente el coste y el tiempo necesarios para identificar y evaluar zonas potencialmente prometedoras para la implantacin de proyectos elicos. Este proyecto de IDAE ha sido desarrollado por Meteosim Truewind, compaa pionera a nivel mundial en el desarrollo e investigacin de tcnicas de exploracin del recurso elico mediante el sistema de modelizacin meso y microescalar Mesomap. El primer Mesomap fue comercializado por AWSTruewind en el ao 1999, habindose aplicado con xito, en los ltimos 10 aos, en diferentes regiones de ms de 60 pases en los cinco continentes.

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2 Definicin de la estructura global del trabajo

Definicin de la estructura global del trabajo

El estudio se ha estructurado en dos fases claramente diferenciadas: Estudio del recurso elico en Espaa. Integracin de los resultados en una herramienta informtica a disposicin pblica. A continuacin se detallan los contenidos de estas dos fases:

Tambin se incluye un apartado final que resume los resultados obtenidos en las Comunidades y Ciudades Autnomas. 3. Anlisis del potencial de la elica marina. En particular, el mbito de estudio del dominio pblico martimo-terrestre en el que se ha analizado el potencial elico marino existente ha sido la banda litoral marina de 24 millas nuticas desde la lnea de base recta (que contiene el mar territorial y la zona contigua), incluyendo las aguas interiores. Dentro de cada apartado, se ha realizado el clculo del potencial elico global y por comunidades y Ciudades Autnomas, as como de las zonas martimas, tras considerar algunas restricciones generales tanto de ndole tcnica como medioambientales.

2.1 EsTuDIo DEl RECuRso ElICo EN EsPAAEl mbito de aplicacin es todo el territorio nacional (en tierra y mar) en el que sea posible la implantacin de una instalacin elica: Pennsula Ibrica; Zona martima del dominio pblico martimo terrestre (hasta 24 millas nuticas desde la lnea de base); Islas Canarias; Islas Baleares; Ceuta y Melilla. El estudio incluye los siguientes aspectos: 1. Estudio del recurso elico terrestre a nivel nacional. Los resultados de este anlisis se entregan mediante la elaboracin del presente Informe que incluye, entre otros, los siguientes aspectos: Descripcin de la metodologa utilizada (modelo de simulacin, condiciones de contorno, obtencin de informacin, etc.) Validacin de resultados. Mapas del recurso elico a las alturas tpicas de los bujes de los grandes aerogeneradores actuales. Las alturas escogidas han sido 60, 80 y 100 m. Adicionalmente, se han incluido mapas del recurso elico a 30 m con el objeto de que sirvan de referencia para la implantacin de pequeos aerogeneradores. Mapas de las zonas con restricciones a la implan tacin elica. 2. Anlisis especfico del recurso elico en cada Comunidad y Ciudad Autnoma. Cada uno de estos apartados incluye mapas elicos especficos, delimitacin de zonas con alto potencial elico en trminos de velocidad media, densidad energtica y horas equivalentes estimadas, extensin que cada regin dispone dentro de cada banda del recurso, zonas con restricciones a la implantacin elica, y cualquier informacin adicional considerada de inters.

2.2 INTEgRACIN DE los REsulTADos EN uNA hERRAMIENTA INfoRMTICAEl alcance de este trabajo tambin incluye el suministro de una aplicacin en entorno Web integrada en un Sistema de Informacin Geogrfica (SIG), en un servidor externo al IDAE, para el acceso pblico a travs de la Web corporativa del IDAE. Esta herramienta permitir al usuario navegar por la cartografa digital generada de la mayor calidad posible de Espaa y su dominio pblico martimo-terrestre, y conocer los datos del recurso elico estimados para cada punto de informacin generado en el mapa. Las capas de informacin que incluye el mapa son las siguientes: Medioambiental, indicando las reas con restricciones medioambientales para la implantacin de parques elicos (ZEPAs, Parques Naturales, etc.). Divisiones administrativas (provincias, municipios). Mapa Topogrfico Nacional, a diferentes escalas: MTN 1:1.000.000 MTN 1:200.000 MTN 1:50.000 MTN 1:25.000 La informacin que suministra el mapa para cada nodo con resolucin del mallado 100 m es la siguiente:

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IDAE-Meteosim Truewind

Datos geogrficos y superficiales: Coordenadas UTM. Elevacin. Rugosidad. Datos del recurso elico: Velocidad del viento media anual a 30, 60, 80 y 100 m. Parmetros de Weibull medios anuales a 30, 60, 80 y 100 m. Velocidad del viento media estacional a 80 m. Parmetros de Weibull medios estacionales a 80 m. Posibilidad de que el usuario introduzca su propia curva de potencia para el clculo de la produccin. La informacin que suministra el mapa para cada nodo con resolucin del mallado 2.500 m es la siguiente: Datos geogrficos y superficiales: Coordenadas UTM. Datos del recurso elico: Rosa de vientos, en frecuencia y densidad de energa.

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3 Metodologa


Las tcnicas convencionales en el estudio del potencial elico requieren mucho tiempo y, a menudo, dependen de la disponibilidad de costosas torres meteorolgicas. Asimismo, los modelos convencionales de flujo de viento son poco precisos ante regmenes de viento muy variables, e incluso en zonas de terreno moderadamente complejo, su exactitud decae sustancialmente con la distancia a la torre de observacin ms cercana. Las tcnicas de modelizacin mesoescalares y microescalares ofrecen una solucin muy efectiva a todos estos problemas. Combinando la utilizacin de un sofisticado modelo de simulacin atmosfrica, capaz de reproducir los patrones de viento a gran escala, con un modelo de viento microescalar que responda a las caractersticas del terreno y a la topografa, se pueden llevar a cabo estudios del potencial elico en regiones extensas con un nivel de detalle imposible de alcanzar en el pasado. Adems, hay que remarcar que no son necesarios datos de viento de entrada para conseguir resultados razonablemente precisos, a pesar de que los datos de torres meteorolgicas son imprescindibles para confirmar el potencial elico previsto en un punto concreto. La modelizacin atmosfrica mesoescalar y microescalar reduce notablemente el coste y el tiempo necesarios para identificar y evaluar regiones potencialmente prometedoras para la implantacin de proyectos elicos. Meteosim y AWS-TrueWind son lderes mundiales en el desarrollo y la investigacin en tcnicas de exploracin del recurso elico, utilizando para ello la modelizacin meso y microescalar. El primer MesoMap fue comercializado por AWS-TrueWind en 1999. En los ltimos 10 aos, MesoMap se ha aplicado en regiones de ms de 60 pases en los cinco continentes. El objetivo de este proyecto es utilizar MesoMap para crear un mapa del recurso elico en Espaa con la fiabilidad suficiente para permitir la evaluacin del potencial elico disponible. Este objetivo se ha cumplido satisfactoriamente.

plataforma de generacin de productos meteorolgicos comerciales. El MASS simula los fenmenos fsicos fundamentales que gobiernan la atmsfera, incluyendo la conservacin de la masa, la cantidad de movimiento y la energa (los principios bsicos de la dinmica y termodinmica clsicas). Tambin posee un mdulo de energa cintica turbulenta que tiene en consideracin la viscosidad y la estabilidad trmica de la cizalladura del viento. Como modelo dinmico, el MASS simula la evolucin de las condiciones atmosfricas en pasos de tiempo del orden de pocos segundos. Esto genera una fuerte demanda de recursos computacionales, especialmente cuando se trabaja en resoluciones muy elevadas. Finalmente, el MASS se acopla a un modelo ms simple y rpido, WindMap. Se trata de un modelo de conservacin de masa que simula el flujo de viento. Dependiendo de la extensin y la complejidad de la regin y de las necesidades del cliente, WindMap se utiliza para mejorar la resolucin espacial de las simulaciones del MASS para as tener en consideracin los efectos del terreno y las variaciones locales de la superficie.

3.2 BAsEs DE DATosEl modelo MASS utiliza diferentes tipos de bases de datos globales, geofsicos y meteorolgicos. Las principales fuentes de datos son datos de reanlisis, radiosondeo, estaciones de superficie y caractersticas del suelo. a) Bases de datos de reanlisis La ms importante base est constituida por los datos meteorolgicos histricos referidos a una red tridimensional generados por el US National Center for Environmental Prediction (NCEP) y el National Center for Atmospheric Research (NCAR). Estos datos permiten obtener una instantnea de las condiciones meteorolgicas en todo el globo a distintas alturas y a intervalos de 6 horas. Combinando los datos de radiosondeo, superficie y el reanlisis, se establecen las condiciones iniciales, as como las condiciones de contorno actualizadas para las simulaciones del modelo MASS. El MASS, por l mismo, determina la evolucin de las condiciones atmosfricas. Como los datos de reanlisis tienen poco detalle, el MASS se ejecuta para toda una serie de simulaciones sucesivas, cada una de las cuales utiliza como entrada los datos de salida de la simulacin precedente, hasta llegar al nivel de detalle deseado.

3.1 MoDElosEn el corazn del sistema MesoMap est el MASS (Mesoscale Atmospheric Simulation System), un modelo numrico de prediccin del estado de la atmsfera que ha sido desarrollado en los ltimos 20 aos por Meso Inc. (socio de Meteosim Truewind S.L.) como herramienta de investigacin, as como

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Metodologa

b) Bases de datos de radiosondeo y estaciones de superficie Los radiosondeos y las estaciones de superficie constituyen las observaciones de la red sinptica internacional. Las estaciones de superficie son numerosas aunque no suelen estar situadas en los emplazamientos con mayor relevancia elica; muchas de ellas estn ubicadas en aeropuertos u otras ubicaciones muy urbanizadas para facilitar su mantenimiento. Mucho ms escasos son los radiosondeos, que no son ms que estaciones meteorolgicas en miniatura que se acoplan a un globo hinchado con un gas ms ligero que el aire y que por consiguiente se eleva en la atmsfera registrando diferentes variables meteorolgicas en su ascensin. c) Bases de datos geofsicos Las bases de datos geofsicos de entrada que se utilizan son, principalmente, la elevacin y los usos del suelo, ndice de vegetacin y valores climatolgicos de la temperatura del agua del mar. Los datos de elevacin utilizados en MesoMap han sido generados y compilados en un modelo de elevacin digital del terreno (DEM) con una resolucin nominal de 90 m en el marco del proyecto SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) por el National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) y la National Aeronautics and Space Administration (NASA). Los usos del suelo son de la base elaborada dentro del programa CORINE (Coordination of Information of the Environment), el cual se inicia el 27 de junio de 1985 en virtud de una decisin del Consejo de ministros de la Unin Europea (CE/338/85), a partir de la clasificacin de imgenes Landsat Thematic Mapper, con una resolucin de 100 m.

el proyecto se puede realizar en paralelo en este sistema 56 veces ms deprisa que utilizando un solo procesador. Dicho de otro modo, un proyecto tpico de MesoMap que tardara ms de dos aos en completarse con un solo procesador, puede ser completado en dos semanas.

3.4 PRoCEso DE gENERACIN DE los MAPAs DE PoTENCIAl ElICoEl sistema MesoMap genera los mapas de potencial elico en tres pasos. En primer lugar, el MASS simula las condiciones atmosfricas de 366 das seleccionados de entre un periodo de 15 aos. Los das se eligen a travs de un esquema aleatorio estratificado para que cada uno de los meses y estaciones del ao estn igualmente representados en la muestra. Slo el ao es elegido de manera completamente aleatoria. Cada simulacin genera el viento y otras variables meteorolgicas (como pueden ser la temperatura, la presin, la humedad, la energa cintica turbulenta o el flujo de calor) en tres dimensiones en el dominio de integracin, y la informacin se guarda en salidas horarias. Una vez realizadas las simulaciones, los resultados se compilan en archivos resumen, que constituyen la entrada al modelo WindMap en la segunda etapa de realizacin de los mapas. La etapa final es la simple transformacin de estos resultados numricos en mapas, lo que se hace con la ayuda de las herramientas que proporciona un sistema de informacin geogrfica. Para este estudio se ha utilizado el software informtico IDRISI (Clark Labs) y ArcMap 9.0 (ESRI) junto con cdigo y aplicaciones propias del Consultor. Tanto el viento medio anual como la densidad de potencia son productos finales del modelo de microescala, dado que ste ha sido elaborado por el Consultor y se ha orientado especficamente al estudio del recurso elico, aunque el motivo ltimo por el que son obtenidos estos parmetros es el hecho de que el viento y la densidad son variables primitivas del modelo de mesoescala. Esto quiere decir que son justamente las variables que se calculan por el MASS en toda la malla tridimensional en cada paso de integracin. A partir de la velocidad del viento y la densidad del aire, es relativamente sencillo calcular la densidad de potencia, para cada instante de tiempo.

3.3 sIsTEMAs DE ClCulo y DE AlMACENAMIENTo DE DATosEl sistema MesoMap requiere una gran potencia de clculo y de almacenamiento para poder generar los mapas de recurso elico con una resolucin espacial elevada y en un tiempo razonable. Para alcanzar este objetivo, se han utilizado un total de 56 procesadores y ms de 3 Terabytes de datos. Como cada da simulado por un procesador es completamente independiente del resto de das,

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Los dos productos principales de todo este proceso son (1) mapas del viento medio y mapas de densidad de potencia a distintas alturas sobre el suelo (30, 60, 80 y 100 m), y (2) archivos de datos que contienen los parmetros de las distribuciones de frecuencias de la velocidad y direccin del viento. Los mapas y los datos de velocidades se comparan con observaciones realizadas en torres meteorolgicas sobre la superficie terrestre o sobre el mar y, en caso de observarse discrepancias significativas, se pueden realizar ajustes a posteriori.

3.5 fACToREs quE AfECTAN A lA PRECIsIN EN lA EsTIMACIN DE vIENTo MEDIoSegn la experiencia del Consultor, las fuentes ms importantes de error en las estimaciones del potencial elico mediante el sistema MesoMap pueden ser las siguientes: Escala finita de la red de simulacin. Errores en las propiedades estimadas, como la rugosidad del terreno. Errores en las bases de datos de topografa y usos del suelo.

La escala finita de la red discreta de simulacin produce una suavizacin de la orografa. Por ejemplo, una cordillera de 2.000 m sobre el nivel del mar slo tiene 1.600 m para el modelo. Donde el flujo del viento es forzado por el terreno, esta suavizacin conlleva una subestimacin de la velocidad del viento sobre la cordillera. Por el contrario, donde las montaas bloquean el flujo, esta suavizacin conduce a una sobreestimacin del recurso elico. El problema de la escala finita de la red de simulacin se puede solventar aumentando la resolucin de las simulaciones, pero con un elevado coste en el tiempo de clculo. Los errores en los datos topogrficos y del suelo pueden, obviamente, afectar las estimaciones del potencial elico. Mientras que los datos de elevacin son generalmente muy fiables, los errores en los datos de los usos del suelo son ms frecuentes como consecuencia de una mala clasificacin de las imgenes areas y satelitales. Se ha estimado que la base de datos de 1 km de resolucin utilizada en las simulaciones del MASS tiene una fiabilidad del 70%. La utilizacin de bases de datos del terreno y del suelo es mucho ms precisa en la etapa de WindMap, permitiendo corregir estos errores introducidos en las simulaciones del MASS. La siguiente figura muestra la topografa resuelta por el modelo microescalar:

figura 1. Topografa resuelta por el modelo de microescala

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Metodologa

Aunque la base de datos de usos del suelo estuviese correctamente catalogada, existe siempre una incertidumbre en las propiedades fsicas que deben ser asignadas a cada uno de los tipos, especialmente las referentes a la altura caracterstica de la vegetacin y el parmetro de rugosidad. La categora bosque, por ejemplo, incluye distintas variedades de rboles, con distintas alturas, densidades y follaje, y otras caractersticas que afectan a la rugosidad de la superficie. Asimismo, la categora cultivo puede incluir algunos edificios o rboles salteados, etc. Incertidumbres como esta se pueden superar incorporando ms informacin de la regin de inters a travs de fotografas areas o trabajos de campo. Evidentemente, esto no ha sido fvactible en este proyecto ya que la regin estudiada es muy extensa.

Como datos de entrada se han utilizado los datos meteorolgicos y fisiogrficos habituales: en el dominio exterior, se han incorporado los datos histricos de los reanlisis generados por NCEP/NCAR, radiosondeos, observaciones de superficie, y datos de temperatura del mar asimilados desde satlite. El programa Windmap ha acabado por ajustar las estimaciones del potencial elico, reflejando as las distintas propiedades topogrficas y de rugosidad, a partir de las bases citadas en la seccin 3.2 con un paso de malla de 100 m. El modelo microescalar WindMap ha sido ejecutado con una resolucin de 100 m con la proyeccin UTM, zona 30N, datum WGS84, excepto en Canarias, donde se ha ejecutado con idntica proyeccin, pero en la zona 28N. Para obtener el parmetro de rugosidad a partir de los usos del suelo se ha utilizado la Tabla 1. Se estima que estos valores son los tpicos para la regin de inters, a pesar de que los valores de rugosidad para cada una de las clases pueden variar en un amplio rango dependiendo de las especificidades de cada localizacin.

3.6 IMPlEMENTACIN EN El PRoyECToPara poder llevar a cabo el presente proyecto, han sido necesarias importantes cantidades de recursos computacionales y humanos. El modelo de mesoescala se ha ejecutado por parte de los especialistas en prediccin numrica del tiempo del Consultor durante 7 das completos en 56 procesadores ubicados en la sede del Consultor, utilizando una memoria de almacenamiento total cercana a los 500 GB. Previamente a ello, hubo que recopilar y procesar las bases de datos relevantes de las que se alimenta el modelo y que han sido descritas con anterioridad. Posteriormente, se ejecut el modelo microescalar, que por ser mucho ms simple y emplear una salida limitada del modelo MASS, emple recursos ms modestos: 4 PCs de doble procesador con un tiempo de clculo aproximado de dos das. Finalmente, se elaboraron los mapas de velocidad media y densidad de potencia, junto con la multitud de parmetros adicionales y la cartografa de apoyo, con el software de ESRI ArcGIS Desktop. En el presente proyecto se ha utilizado la configuracin estndar de MesoMap. El MASS se ha ejecutado sobre las siguientes regiones anidadas: Paso de malla de la regin exterior: 30 km. Paso de malla de la regin intermedia: 10 km. Paso de malla de la regin interior final: 2,5 km.

Tabla 1. valores de la rugosidad superficial para los distintos tipos de superficiesDescripcin Rugosidad (m)

Glaciares y nieves perpetuas 0,003 Cultivos Prados y herbazales Terrenos con arbustos Bosques caducifolios Bosques perennifolios y mixtos Zonas urbanas 0,03 0,05 0,07 0,60 0,75 0,75

El parmetro de rugosidad no es la nica propiedad superficial que tiene un efecto directo sobre las velocidades cerca del suelo. Donde existe una vegetacin densa, por ejemplo, el viento puede penetrar por las copas, desplazando el aire estancado sobre el suelo, y reduciendo as la velocidad observada a una cierta altura. La altura del desplazamiento se define como la altura para la cual

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el viento se hace nulo en la expresin logartmica de la cizalladura del viento. Esta expresin es la siguiente:

se producira en un ao. Sabiendo que un ao tiene 8.760 horas, las horas equivalentes dan una buena referencia, sobre todo comparativa, del rendimiento de un parque elico. Como se ha mencionado anteriormente, el modelo de mesoescala simula las condiciones atmosfricas horarias sobre la zona de inters para un ao representativo del largo plazo. Por tanto, escalando con los valores de viento obtenidos en microescala, se puede generar una serie de viento para 8.760 horas de un ao representativo para cada uno de los puntos del rea de inters. Cruzando la frecuencia de cada una de las velocidades con la curva de potencia de un aerogenerador, se puede realizar una estimacin de la produccin media anual o de las horas equivalentes con la misma resolucin que la modelizacin de microescala. El Consultor ha elaborado mapas de horas equivalentes brutas, sin tener en cuenta las prdidas por efecto estela, elctricas, de disponibilidad del parque o de la lnea elctrica, etc. Para estimar las horas equivalentes de funcionamiento netas habra que aplicar un factor de correccin de prdidas que, en general, supondra restar entre el 10 y el 20% del valor obtenido en horas brutas. Para la generacin de los mapas de horas equivalentes brutas se han utilizado cuatro curvas de potencia de aerogeneradores tipo representativos de las tres clases especificadas en la International Standard IEC 61400-1. Third Edition 2005-08. (Wind turbines Part1: Design requirements. IEC, 2005), as como la curva de potencia tipo estimada para una mquina diseada especficamente para parques elicos marinos (denominada en este Estudio como clase offshore), que sera de aplicacin en la banda litoral marina de estudio. A continuacin se muestran las curvas de potencia tipo empleadas para una potencia nominal del aerogenerador de 2 MW en emplazamientos en tierra, y de 3 MW para emplazamientos marinos a diferentes densidades del aire:

z2 d v2 z0 = v1 z1 d ln z0 ln En esta expresin d es la altura de desplazamiento, z1 y z2 son dos niveles diferentes donde se mide el viento (v1 y v2), y z0 es la altura de la rugosidad (generalmente mucho menor a z1 y z2). Evidentemente, cuando z2=d+z0, se cumple v2=0. Se considera generalmente que la altura de desplazamiento es de dos terceras o tres cuartas partes la altura de la vegetacin. En este proyecto, se ha supuesto que la altura de desplazamiento era 10 veces el valor de la rugosidad, que a su vez se ha definido como el 75% de la altura mxima de la vegetacin. Para los valores de rugosidad correspondientes a bosques caducifolios de rugosidad 0,6 m, resulta una altura de desplazamiento de 6 m. El efecto de este desplazamiento en altura es el de reducir la velocidad del viento prximo a la superficie y, por tanto, aumentar la cizalladura del viento en las capas ms bajas de la atmsfera. Tambin puede reducir la velocidad del viento en pequeos claros de vegetacin, ya que el suelo pasa a verse como una hondonada de profundidad d por debajo de las copas. El impacto de esta hondonada en la velocidad del viento disminuye a medida que su extensin (la del claro) es suficientemente grande como para que el flujo de viento alcance el equilibrio con la nueva altura efectiva. Por regla general, la extensin del claro tendra que ser, como mnimo, unas 20 veces la altura de desplazamiento para que el efecto fuera imperceptible en su centro, a pesar de que en ciertas condiciones la extensin mnima puede llegar a ser an mayor.

Clculo de horas equivalentes brutas (solo en herramienta gIs de uso interno)La informacin de produccin energtica se suele sintetizar, en el campo de la energa elica, en lo que se llaman horas equivalentes. Este trmino expresa el nmero de horas que debera funcionar el/los aerogenerador/es a su potencia nominal para producir la misma energa que en trmino medio

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Metodologa

Tabla 2. Curva de potencia representativa de 2 MW (Clase I). valores en kWDensidad (kg/m3) v (m/s) 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 1,09 56,3 133 246 404 611 867 1.151 1.437 1.687 1.859 1.947 1.983 1.995 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,12 58,5 137 253 415 629 891 1.183 1.475 1.722 1.881 1.958 1.987 1.996 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,15 60,8 141 261 427 646 916 1.216 1.512 1.753 1.900 1.966 1.990 1.997 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,18 63,0 146 269 439 664 941 1.248 1.547 1.781 1.915 1.973 1.992 1.998 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,21 65,2 150 276 451 682 965 1.280 1.581 1.807 1.929 1.978 1.994 1.998 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,225 66,3 152 280 457 690 978 1.296 1.598 1.818 1.935 1.980 1.995 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,24 67,5 154 284 463 699 990 1.311 1.614 1.830 1.940 1.982 1.995 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000

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Tabla 3. Curva de potencia representativa de 2 MW (Clase II). valores en kWhDensidad (kg/m3) v (m/s) 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 1,09 68 151 279 465 715 1.039 1.431 1.768 1.949 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,12 71 156 288 479 737 1.070 1.471 1.795 1.960 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,15 74 161 297 494 759 1.101 1.511 1.822 1.972 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,18 77 166 307 509 781 1.132 1.551 1.849 1.983 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,21 80 171 316 524 804 1.164 1.592 1.876 1.994 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,225 82 174 321 532 815 1.180 1.612 1.890 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,24 84 177 326 540 826 1.196 1.633 1.903 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000

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Metodologa

Tabla 4. Curva de potencia representativa de 2 MW (Clase III). valores en kWDensidad (kg/m3) v (m/s) 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 1,09 79 175 319 520 787 1.114 1.460 1.768 1.945 1.993 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,12 81 181 328 535 810 1.145 1.501 1.806 1.960 1.996 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,15 84 186 338 550 832 1.177 1.541 1.840 1.972 1.997 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,18 87 192 347 565 855 1.208 1.580 1.869 1.980 1.998 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,21 90 197 357 580 877 1.240 1.619 1.894 1.986 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,225 91 200 362 588 889 1.256 1.637 1.904 1.988 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1,24 93 203 366 595 900 1.271 1.655 1.914 1.990 1.999 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000

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Tabla 5. Curva de potencia representativa de 3 MW (offshore). valores en kWDensidad (kg/m3) v (m/s) 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 1,09 56 174 350 588 906 1.312 1.807 2.324 2.734 2.944 2.997 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 1,12 58 180 360 604 931 1.347 1.855 2.375 2.770 2.956 2.998 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 1,15 60 186 370 620 955 1.382 1.902 2.425 2.805 2.967 2.999 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 1,18 62 192 380 636 979 1.417 1.948 2.475 2.840 2.979 2.999 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 1,21 65 197 390 651 1.003 1.451 1.994 2.523 2.874 2.990 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 1,225 66 200 394 659 1.014 1.467 2.016 2.547 2.891 2.995 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 1,24 67 203 399 666 1.026 1.484 2.039 2.571 2.908 3.001 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000

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Metodologa

En la siguiente figura podemos observar la forma de las cuatro curvas de potencia, a la densidad del aire normal al nivel del mar (1,225 kg/m3), normalizadas en potencia nominal para facilitar la comparacin:

figura 1.b. Curvas de potencia tipo empleadas en el estudio para densidad del aire 1,225 kg/m3Fraccin de la potencia nominal (%)

por el mayor aprovechamiento de la curva de potencia en los rangos altos de velocidad y la produccin a velocidades de viento inalcanzables para la clase inferior (por haber superado su velocidad de corte). La velocidad de supervivencia que estas mquinas son capaces de soportar es ms elevada que la de las clases inferiores. El estudio exhaustivo del rgimen local de vientos incidente y de los extremos estadsticos en el emplazamiento, as como de la turbulencia asociada a la corriente fluida y especialmente el anlisis del perfil vertical de vientos, servir para elegir la mquina con la clase ms acertada para maximizar la generacin elctrica a largo plazo con un coste de inversin y de operacin y mantenimiento razonable.

120 100 80 60 40 20 00 5 10 15 v (m/s) I II III Offshore 20 25 30 S/P

Generalmente, las curvas de potencia de las mquinas diseadas para emplazamientos de la clase inferior (III, en tierra firme, segn la norma IEC-61.400-1), a igualdad de potencia nominal, al aumentar la velocidad de viento incidente extraen mayor potencia del aire, alcanzando la potencia nominal a velocidades inferiores (denominada velocidad nominal) y cesando la generacin tambin a menores velocidades (denominada velocidad de corte). Los aerogeneradores de clases inferiores se instalan en los emplazamientos con velocidades medias de viento ms bajas y rfagas mximas comprobadas histricamente moderadas. Ello permite incrementar la superficie barrida por el rotor y disear el conjunto de la mquina con un coste racional, obteniendo una elevada produccin energtica en comparacin con las mquinas de clase ms elevada. Por el contrario, las mquinas de clases superiores (Clase I) estn diseadas para soportar las ms altas solicitaciones en los emplazamientos con regmenes de viento ms exigentes, siendo el rea barrida por el rotor inferior. Aunque generan menos energa a velocidades de viento bajas, en parte se compensa

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4 Resultados. Mapas de recurso elico

Resultados. Mapas de recurso elico

En este apartado se representa el recurso elico existente en el territorio nacional, en trminos de velocidad de viento media y densidad de potencia energtica, como resultado de aplicar la metodologa descrita. A continuacin, se indican las alturas de referencia consideradas: 30 m, pretendiendo que sirva de referencia para el recurso elico aprovechable con aerogeneradores de pequea potencia. 60, 80 y 100 m, que se consideran un rango de alturas de buje representativas de los aerogeneradores comerciales de media y gran potencia existentes en el mercado.

figura 3. viento medio anual a 60 m de altura

4.1 MAPAs DE vEloCIDADEsPara la representacin visual, se ha utilizado una paleta de colores que pretende que pueda apreciarse rpidamente el nivel del recurso elico disponible en cada zona: Bajo: velocidad de viento medio anual (v) < 5 m/s, en tonos azulados. Medio-bajo: 5 m/s v < 6,5 m/s, en tonos verdosos. Medio-alto: 6,5 m/s v < 8 m/s, en tonos amarillos y naranjas. Elevado: v 8 m/s, en tonos rosas y rojizos.Viento medio a 60 m (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0



Viento medio a 80 m (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 Viento medio a 30 m (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

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La figura siguiente, a la que se le ha aplicado un filtro de velocidades medias anuales, permite distinguir visualmente las zonas referidas:

figura 6. Distribucin de las zonas con viento medio anual a 80 m de altura superior a 6 m/s

Viento medio a 100 m (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0 Viento medio a 80 m (m/s) < 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

Analizando exclusivamente aquellas reas del territorio que presentan velocidades medias anuales mayores de 6 m/s a 80 m, puede delimitarse, a grandes rasgos, el territorio til disponible inicialmente para la explotacin elica. Ello permite adems apreciar de una manera ntida las zonas ms ventosas de Espaa: Galicia, bajo la inuencia de los frentes atlnticos, con mximos en su vrtice noroeste, que disminuyen a medida que se avanza hacia el interior. El valle del Ebro, abrazando las Comunidades de Castilla y Len, Navarra, Aragn y Catalua, bajo la influencia del Cierzo, que se manifiesta con fuerza en las situaciones de viento del noroeste. Extremo nordeste de Catalua y la isla de Menorca, bajo la influencia de fuertes vientos de componente norte, que reciben el nombre de Tramontana. Castilla-La Mancha, principalmente en el oeste de la provincia de Albacete, donde los vientos de poniente se canalizan en los lmites del Sistema Ibrico y las Bticas. Islas orientales del archipilago canario, por su exposicin a los vientos Alisios, procedentes del nordeste. Sur de Andaluca, donde el Estrecho de Gibraltar canaliza los vientos de componente oeste.

4.2 MAPAs DE DENsIDADEs DE PoTENCIALos mapas que se presentan a continuacin describen la densidad de potencia total portada por el viento, a las mismas alturas de referencia utilizadas en los mapas de velocidad media anual. Se aprecian, como cabe esperar, las mismas zonas propicias a la instalacin de parques elicos que se observan en los mapas de viento medio (si bien corresponde puntualizar que la potencia depende del cubo de la velocidad y tambin existira cierta influencia en funcin de la densidad del aire). En este caso, el nivel mnimo recomendado para la rentabilidad de los proyectos elicos con la tecnologa disponible, podra situarse en unos 250 W/m2, para los emplazamientos en tierra, y en unos 400 W/m2 para localizaciones marinas.

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Resultados. Mapas de recurso elico

figura 7. Densidad de potencia media anual a 30 m de altura


Densidad de potencia a 30 m (W/m2) < 70 70 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250 250 - 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 450 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 > 800 < 70

Densidad de potencia a 80 m (W/m2) 200 - 250 250 - 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 450 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 > 800 70 - 100 100 - 150 150 - 200



Densidad de potencia a 60 m (W/m2) < 70 70 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250 250 - 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 450 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 > 800

Densidad de potencia a 100 m (W/m2) < 70 70 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250 250 - 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 450 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 > 800

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4.3 MAPAs DE hoRAs DE fuNCIoNAMIENTo EquIvAlENTEFinalmente, el mapa de horas equivalentes muestra la produccin bruta estimada para un determinado modelo de aerogenerador. Cabe resaltar que estos resultados deben tomarse con muchas reservas, no slo por los errores inherentes al mtodo empleado, sino tambin por el hecho de que no todos los aerogeneradores son aptos para un emplazamiento especfico, como ya se ha mencionado: los aerogeneradores se clasifican en clases reguladas por la International Electrotechnical Commission (IEC), segn el rgimen de vientos para el que estn preparados, caracterizado por el viento medio anual, por la racha mxima de viento esperada en un periodo de tiempo, y por la turbulencia ambiental. La determinacin de estos ltimos factores exige un anlisis muy concreto de cada emplazamiento, que no est al alcance de la metodologa empleada en este estudio, por su carcter global. Como ejemplo, en la siguiente figura se muestran los valores correspondientes a aplicar la curva de potencia tipo de clase I (descrita en la tabla 2).

figura 11. horas equivalentes brutas a 80 m de altura (Clase I)

Horas eqv. a 80 m < 800 600 - 1.050 1.050 - 1.300 1.300 - 1.550 1.550 - 1.600 1.600 - 2.050 2.050 - 2.300 2.300 - 2.550 2.550 - 2.600 2.600 - 3.050 3.050 - 3.300 3.300 - 3.750 3.750 - 4.725 > 4.725

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5 Resultados de la modelizacin


Para contrastar los resultados de MesoMap, se ha utilizado informacin de diversas torres meteorolgicas distribuidas por Espaa, todas ellas a una altura mnima de 40 m. Dichos datos se procesaron en trminos de valores medios anuales de velocidades (m/s), disponibilidad anual de datos (%), duracin del periodo de medicin (meses), altura de medicin (m) y coordenadas del emplazamiento de cada uno de los puntos de medida. Los datos de las 47 estaciones fueron extrapolados, para poder compararlos con el estudio, al nivel comn de 80 m. Los resultados de dicho contraste se reflejan en la tabla siguiente:

(Continuacin)

Estacin 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

vEl80 (m/s) 6,59 7,55 9,31 8,35 6,76 9,50 7,76 8,09 8,32 7,72 9,76 7,45 6,82 7,54 7,63 7,41 7,11 6,67 9,82 7,95 8,22 5,91 6,80 6,13

MM80 (m/s) 6,25 6,83 8,57 8,06 6,8 9,14 7,95 8,58 8,19 7,65 9,14 6,96 7,17 7,57 8,34 7,22 6,74 7,03 9,21 8,58 8,65 6,96 7,15 7,11

sesgo (m/s) -0,34 -0,72 -0,74 -0,29 0,04 -0,36 0,19 0,49 -0,13 -0,07 -0,62 -0,49 0,35 0,03 0,71 -0,19 -0,37 0,36 -0,61 0,63 0,43 1,05 0,35 0,98

Tabla 6. Comparacin torres meteorolgicas y modelizacinEstacin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 vEl80 (m/s) 5,34 7,82 5,78 7,29 6,90 6,08 8,10 7,72 7,10 7,40 6,80 6,60 7,68 7,20 7,60 6,77 8,17 MM80 (m/s) 6,16 8,09 6,65 6,97 8,24 7,07 7,55 6,9 6,91 7,02 6,89 6,58 7,91 7,08 7,72 7,24 8,44 sesgo (m/s) 0,82 0,27 0,87 -0,32 1,34 0,99 -0,55 -0,82 -0,19 -0,38 0,09 -0,02 0,23 -0,12 0,12 0,47 0,27

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Resultados de la modelizacin

(Continuacin)

Estacin 42 43 44 45 46 47 Promedio

vEl80 (m/s) 6,37 7,21 6,52 6,19 5,86 6,28 7,32

MM80 (m/s) 7,2 7,76 7,23 6,63 7,2 6,91 7,49

sesgo (m/s) 0,83 0,55 0,71 0,44 1,34 0,63 0,18

80 m de altura) en funcin de las velocidades, ilustra el comportamiento y alguna de las limitaciones de las tcnicas de modelizacin:

figura 13. sesgo del modelo en funcin de la velocidad del viento, a 80 m de altura1.5Modelizacin-valor real (m/s)

1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0

La comparativa muestra un sesgo promedio reducido, si bien es necesario analizar la desviacin existente respecto a cada medida. Las siguientes grficas, por su simplicidad, permiten extraer alguna conclusin genrica sobre los resultados. En primer lugar, se indica el comportamiento de la modelizacin respecto a las medidas:

0

2

4

6

8

10

12

Velocidad (m/s)

figura 12. Comparacin entre los resultados de Mesomap y las mediciones elicas reales extrapoladas a 80 m de altura, en trminos de velocidad media anual. la lnea muestra la previsin perfectaResultados MesoMap a 80 m (m/s)

12 11 10 9 8 7 6 5 44 5 6 7 8 9 10 11 12 Velocidad media anual a 80 m (m/s). Datos extrapolados de estaciones reales

Puede apreciarse la tendencia del modelo a sobreestimar los vientos bajos y a subestimar los vientos altos. Esto responde a una limitacin inevitable de la tcnica empleada, pues uno de los efectos de cualquier modelizacin es la suavizacin de los campos de cualquier magnitud, para representar en un nico nodo todos los valores de su entorno. El MASS divide la atmsfera en un mallado tridimensional. En cada nodo de ese mallado, las variables toman un valor promedio que es representativo de un cubo alrededor de ese nodo, lo que conduce a una prdida de informacin de los extremos. Este efecto es ms pequeo cuanto mayor es la resolucin microescalar, pero existe incluso en resoluciones tan altas como la de este estudio (mallado de 100 m). En sntesis, se han extrado las siguientes conclusiones: Existen limitaciones inherentes a la metodologa, que recomiendan prudencia en la aceptacin incondicional de los resultados en un emplazamiento concreto, sobre todo ante previsiones del modelo de vientos bajos. El mtodo presenta una especial utilidad para la prospeccin de las zonas con mayor recurso elico. El estudio, en trminos generales, permite obtener una aproximacin razonable sobre el potencial elico de grandes extensiones. Dado un emplazamiento concreto, el sistema permite estimar su recurso elico en una fase inicial

En general, la modelizacin con la resolucin empleada permite localizar y distinguir los emplazamientos con un interesante recurso elico, como muestra el seguimiento de la tendencia de las medidas. La siguiente grfica, que representa la dispersin del estudio (modelizacin-valor real extrapolado a

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de proyecto, pero para su determinacin precisa debern realizarse campaas de prospeccin in situ durante el tiempo suficiente (su duracin dependera de la disponibilidad de medidas histricas fiables de referencia en estaciones cercanas, validadas previamente), mediante la instalacin de una o varias torres meteorolgicas (en funcin de la extensin y/o de la complejidad del terreno a evaluar) con la instrumentacin precisa calibrada segn normas situada lo ms cerca posible de la alura del buje de los aerogeneradores que se prevn montar. Tras el procesamiento de los datos obtenidos y su posterior anlisis se habrn reducido en gran medida las incertidumbres asociadas a la modelizacin, tanto desde el punto de vista de la extrapolacin horizontal y vertical como temporal. La informacin elica ser bsica para seleccionar el aerogenerador ms adecuado al emplazamiento en cuestin y garantizar durante su vida til la productividad e integridad estructural de los equipos, gracias al anlisis de vientos extremos a partir de datos de rfagas a largo plazo, y de intensidad de turbulencia para velocidades de viento elevadas.

28

6 Estimacin del potencial elico de Espaa


6.1 ElICA TERREsTRE6.1.1 Metodologa empleada para la estimacin del potencial elico terrestreComo parte del estudio, se ha realizado una estimacin del potencial elico total aprovechable en Espaa, a partir de unos supuestos comunes a todo el territorio nacional. La mayor relevancia de este estudio proviene precisamente de que los criterios e hiptesis de partida considerados son los mismos para todas y cada una de las comunidades autnomas, por lo que permite realizar valoraciones sobre el potencial elico existente en cada regin. El conocimiento de los potenciales en cada comunidad y ciudad autnoma permite evaluar el potencial en el conjunto de Espaa, como sumatorio de los resultados de cada regin.

Altitud igual o superior a 2.000 m.s.n.m. Estar situado a una distancia menor de 500 m de una poblacin. Encontrarse a una distancia menor de 100 m, respecto del eje de una carretera autonmica, o a menos de 200 m respecto del eje de una autopista, autova o carretera nacional. Lagos o embalses (hidrologa). Encontrarse a una distancia menor de 250 m de una lnea de transporte elctrico. Cada uno de ellos, a nivel de proyecto deben analizarse y modificarse en funcin de las caractersticas especficas del emplazamiento, y de la normativa y condicionantes sectoriales que rijan en cada comunidad autnoma. Adems de estos criterios tcnicos, existiran otros de carcter general que no han podido ser valorados con la informacin disponible: reas restringidas para la seguridad nacional, servidumbres aeronuticas, lneas elctricas de distribucin, fluviales, patrimonios culturales o arqueolgicos, cotos y explotaciones mineras, etc.

hiptesis sobre el recurso elico aprovechable en tierraEn primer lugar, se requiere definir qu se entiende en este estudio como recurso elico aprovechable tcnico-econmicamente. En este sentido, para filtrar las zonas con potencial elico suficiente en el horizonte 2020, para emplazamientos en tierra, se han localizado las zonas que segn el estudio presentan una velocidad media anual de 6 m/s a la altura de 80 m sobre el nivel del suelo. Igualmente, tanto para el conjunto de Espaa como para comunidad autnoma, se indica en una tabla la distribucin de su superficie en funcin de la velocidad media del viento, en intervalos de 0,5 m/s.

filtrado de zonas por motivos medioambientalesEl filtrado por razones medioambientales tiene en cuenta la superficie ocupada por los Espacios Naturales Protegidos declarados por las Comunidades Autnomas. La determinacin de estos enclaves tiene la finalidad fundamental de mantenerlos en condiciones especiales de preservacin de la naturaleza, con una reducida presencia de actividad humana. En general, los Espacios Naturales Protegidos se corresponden con Reservas Naturales Integrales; Parques Nacionales, Regionales y Naturales; Monumentos Naturales; reas de gestin de hbitat/especies; Paisajes Protegidos y reas protegidas con recursos gestionados. En este estudio tambin se muestra la cobertura de las zonas catalogadas como Red Natura 2000 con la informacin disponible, dado que algunas Comunidades Autnomas priorizan actualmente el desarrollo elico en aquellas zonas que no estn catalogadas en estos espacios. Sin embargo, esta ltima restriccin no ha sido considerada en el clculo del potencial, al no ser de aplicacin uniforme por todas las comunidades autnomas, y por la potencial compatibilidad, a priori, de estas zonas con la implantacin de parques elicos en tierra. La Red Natura 2000 est formada por las Zonas de Especial Conservacin ZECs designadas por los Estados miembros con arreglo a las disposiciones de la Directiva 92/43/CEE, de 21 de

filtrado de zonas por motivos tcnicosSe considera potencial tcnicamente aprovechable a la fraccin del total que es realizable a nivel terico por no existir impedimentos prcticos. En un estudio de microescala, a nivel de parque elico, el nmero de estos impedimentos puede ser elevado y probablemente debe ser estudiado in situ. Para el presente estudio, dada la extensin territorial, es conveniente emplear unos criterios generales para filtrar las ubicaciones en las que no es posible implantar una instalacin elica. Dichos criterios son:

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Estimacin del potencial elico de Espaa

mayo de 1992, relativa a la conservacin de los hbitat naturales y de la fauna y flora silvestres (conocida como Directiva Hbitat), y de las Zonas de Especial Proteccin para las Aves ZEPAs establecidas en virtud de la Directiva 2009/147/CE del Parlamento Europeo y el Consejo, de 30 de noviembre de 2009, relativa a la conservacin de las aves silvestres (Directiva Aves). En Espaa, son las comunidades autnomas las competentes en la gestin de la Red Natura 2000.

superficie en Espaa, que coincidira con el valor propuesto por la EEA para orografas complejas, como sucede con buena parte del territorio nacional con recurso elico aprovechable, e igualmente estara en lnea con los resultados de otros estudios de implantacin elica en terrenos complejos2. Aplicando este ratio a la superficie disponible con recurso elico aprovechable, tras los filtrados de ndole tcnica y medioambiental, se ha estimado el potencial elico tanto para Espaa como para cada comunidad y ciudad autnoma. Cabe insistir en las limitaciones que impone en los resultados de potencial elico obtenidos la imposibilidad en este estudio de considerar otras restricciones, tanto aquellas que contemplen los rganos competentes en cada comunidad autnoma y las ordenanzas municipales, como otros condicionantes tcnicos y la propia apreciacin social sobre los parques elicos, tanto para una instalacin elico especfica, como para el incremento de la densidad de parques elicos en cada zona. En cada apartado, tanto para el conjunto de Espaa como para comunidad autnoma, se ha incluido una tabla de distribucin de la superficie disponible tras los filtrados, en funcin de la velocidad media del viento a 80 m de altura, para intervalos de 0,5 m/s. Con ello se pretende potenciar la utilidad de este estudio, especialmente en el anlisis de la superficie y potencial elico disponible, aplicando distintas velocidades medias anuales de corte, para considerar la existencia de un recurso elico tcnico-econmicamente aprovechable con criterios de eficiencia para el sistema. Sobre este particular, se incluye una figura con indicacin de los resultados de potenciales elicos para las siguientes velocidades de corte: 6,5 m/s, 7 m/s y 7,5 m/s.

Ratio de aprovechamiento elico terrestre por unidad de superficie. Potencial elicoEsta relacin representa la hiptesis de mayor relevancia en la estimacin del potencial elico existente, pues permite cuantificar en trminos de potencia de generacin elctrica el nivel de capacidad de aprovechamiento elico que podra obtenerse en cada km2 del territorio con un recurso suficiente. Cabe resaltar que esta relacin es sensible a la evolucin tecnolgica de los aerogeneradores, por lo que no se trata de un valor estable en el tiempo. Igualmente hay que tener en cuenta que el nmero de aerogeneradores que puedan implantarse en una superficie determinada depende de las condiciones orogrficas de los emplazamientos disponibles con recurso elico suficiente. La Agencia Europea del Medio Ambiente EEA utiliza mquinas de 2 MW de potencia unitaria media de los aerogeneradores en tierra en el horizonte 20301. A finales de 2009 en Espaa se encontraban en marcha ms de 18.000 aerogeneradores, con una potencia media unitaria ligeramente superior al megavatio, si bien la potencia media unitaria de las mquinas puestas en servicio durante 2009 ya alcanz los 2 MW. Teniendo en cuenta que, durante la prxima dcada, necesariamente tendr lugar una significativa repotenciacin del parque tecnolgico nacional, se estima que la potencia media unitaria de 2 MW podra ser representativa del parque tecnolgico existente en Espaa en el horizonte 2020. Tras considerar un rea de afectacin elica para un parque elico tipo en el horizonte 2020, se ha concluido que podra utilizarse una cifra en el entorno de los 4 MW por km2, como representativa del ratio de aprovechamiento elico terrestre por unidad de

Consideraciones sobre la produccin asociada al potencial estimado en trminos de potencia elctricaOtro resultado importante que concluye el estudio en cada apartado es la velocidad de viento media anual calculada para el global de la superficie disponible con recurso elico aprovechable, tras aplicar los filtrados de ndole tcnica y medioambiental.

1 2

Europes onshore and offshore wind energy potential. EEA Technical report No 6/2009 CESI, 2003. Valutazione delle prospettive esistenti in Italia, per la generazione elettrica da fonte eolica in ambiente montano dalta quota. SFR-A3/023636

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Con dicho dato, se ha realizado una estimacin de la produccin asociada al potencial elico previamente calculado en trminos de potencia elctrica, al tiempo que se ofrece un rango de horas equivalentes medias representativas de los parques elicos que puedan implantarse en Espaa y en cada comunidad autnoma. La generacin elctrica de un parque elico en un emplazamiento (E, en kWh/ao) del que conocemos sus caractersticas elicas ms significativas, depende fundamentalmente de la relacin rea barrida/Potencia nominal (S/P), para una potencia determinada, pudiendo obtenerse, en primera aproximacin, a partir de la velocidad media anual del viento (v, en m/s) incidente sobre un nico aerogenerador considerado como representativo del conjunto del parque elico, tomando como referencia el dimetro del rotor (D, en m), y multiplicando por el nmero de aerogeneradores del parque (N), mediante la expresin siguiente:

la metodologa de clculo empleada, como a su variabilidad con el estado del arte de la tecnologa elica en cada momento. En este estudio se han utilizado mquinas tipo basadas en los modelos comerciales existentes en la actualidad. La produccin futura depender en cada horizonte temporal de la eficiencia de los aerogeneradores disponibles.

6.1.2 Resultados de elica terrestre. Total EspaaEn este apartado se presentan los resultados obtenidos tras la aplicacin de la metodologa mencionada en el apartado 6.1.1, para el conjunto del territorio nacional. En las siguientes tablas, se indica la distribucin por intervalo de velocidad de viento y de densidad de potencia ambos a 80 m de altura de la superficie terrestre de Espaa:

v 7 2 3 E N 2 D v 4 Esta frmula aproximada sera vlida para los aerogeneradores convencionales de paso y velocidad variable, situados a una altitud de entre 0 y 1.500 m sobre el nivel del mar, sometidos a un viento que sigue una distribucin de Weibull con un factor de forma cercano a 2. Si la relacin S/P se acerca a 2,5, la formulacin es especialmente til para velocidades medias de viento comprendidas entre 7 y 10 m/s; mientras que cuando la relacin S/P es cercana a 3, la mejor aproximacin se obtiene para velocidades entre 6 y 8 m/s. En la expresin estn implcitamente consideradas todo tipo de prdidas mediante un coeficiente global de correccin del 85%3. La energa as calculada no vara generalmente ms de un 10% respecto a la que se obtendra en la prctica. Por ltimo, cabe resaltar la relatividad que presentan los valores de produccin obtenible y de horas equivalentes netas representativas que se indican en cada apartado, debido tanto a la incertidumbre asociada a

figura 14. Distribucin de la velocidad del viento, a 80 m de altura

Viento medio (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

3

Prdidas consideradas: indisponibilidad tcnica, prdidas electromagnticas (incluidos autoconsumos de la instalacin), prdidas por estela provocadas por el resto de aerogeneradores, estado de conservacin de las palas y envejecimiento de equipos, indisponibilidad por causas ajenas a la instalacin (mantenimiento de la red elctrica de evacuacin y gestin tcnica del sistema), operatividad de la turbina (estrategias de control, rearranques) y ajuste de la curva de potencia del aerogenerador al emplazamiento

32


Tabla 7. Distribucin por rango de velocidad de viento, a 80 m de alturavelocidad (m/s) 10,0 Total > 6,0 superficie (km2) 34.610 41.484 80.842 119.226 111.429 62.245 27.929 13.500 7.332 3.796 1.831 922 490 580 506.215 118.625 superficie (%) 6,84 8,19 15,97 23,55 22,01 12,30 5,52 2,67 1,45 0,75 0,36 0,18 0,10 0,11 100 23,43

Tabla 8. Distribucin por rango de densidad de potencia, a 80 m de alturaDensidad (W/m2) 800 Total >250 superficie (km ) 14.424 25.790 100.780 149.903 100.082 47.707 23.433 13.901 8.662 5.772 6.947 3.853 2.057 2.904 506.215 115.236 superficie (%) 2,85 5,09 19,91 29,61 19,77 9,42 4,63 2,75 1,71 1,14 1,37 0,76 0,41 0,57 100 22,76

De esta tabla se desprende que casi una cuarta parte del territorio dispondra de un recurso elico aprovechable a 80 m de altura, con la tecnologa disponible en el horizonte 2020, potencialmente viable previamente a la aplicacin de cualquier filtrado de ndole tcnica o socio-ambiental.

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figura 15. Distribucin de la densidad de potencia, a 80 m de altura

En el presente estudio, para los siguientes clculos y la obtencin de resultados, se ha considerado preferible utilizar el criterio de velocidad de viento en media anual. A continuacin, se introducen los diferentes filtros propuestos en el apartado 6.1.1, que en las figuras se visualizan en color marfil.

superficie disponible y desglose por rango de velocidades tras el filtrado por motivos tcnicosComo resultado de la aplicacin del filtrado de ndole tcnica, la superficie queda reducida segn se detalla a continuacin visualmente y cuantitativamente:

W/m2 < 70 70 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250 250 - 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 450 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 > 800

figura 16. Distribucin del viento tras el filtrado de ndole tcnica

En trminos de densidad de potencia, se considera como referencia de recurso elico aprovechable con la tecnologa disponible en el horizonte 2020 un valor de 250 W/m2. Este lmite inferior es equivalente al establecido previamente con la velocidad de 6 m/s en las siguientes condiciones: 1. Densidad del aire correspondiente al nivel medio del mar (1,225 kg/m3). 2. Las velocidades del viento siguen una distribucin de Weibull con parmetro de forma 2 y parmetro de escala 6,77. Por tanto, esta correspondencia se modifica al alejarse del nivel del mar y/o cuando la distribucin de velocidades es diferente de Weibull con k=2. Esto implica que el porcentaje de territorio susceptible de su aprovechamiento elico, a partir de uno u otro criterio, vare de forma sensible dependiendo de la regin estudiada. Esta circunstancia se pone de manifiesto en los anlisis incluidos en los apartados dedicados a cada comunidad autnoma. Para el conjunto de Espaa, puede observarse en la tabla 8 que la superficie susceptible de su aprovechamiento elico por el criterio de densidad de potencia (22,76%), est muy prximo al resultado obtenido tomando como criterio el de velocidad media anual (23,43%).

Viento medio a 80 m (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

34


Tabla 9. superficie afectada por los criterios de ndole tcnicaCriterio tcnico Altitud Ncleos urbanos y zonas de sensibilidad Carreteras y zonas de sensibilidad Hidrologa Lneas Elctricas Total(*) superficie superficie superficie afectada disponible disponible (km2) (km2) (%) 3.579 502.636 99,29

(Continuacin)

superficie superficie superficie velocidad afectada disponible disponible(*) (m/s) 2 (km ) (km2) (%) 5,5-6,0 6,0-6,5 6,5-7,0 24.792 12.425 5.133 2.368 1.349 670 357 207 122 186 128.849 22.817 86.637 49.820 22.797 11.132 5.982 3.126 1.474 715 368 394 377.366 95.808 17,11 9,84 4,50 2,20 1,18 0,62 0,29 0,14 0,07 0,08 74,55 18,93

77.336

428.879

84,72

7,0-7,5 7,5-8,0

55.271 4.001 12.757 128.849

450.944 502.215 493.458 377.366

89,08 99,21 97,48 74,55

8,0-8,5 8,5-9,0 9,0-9,5 9,5-10,0 >10,0 Total > 6,0

(*) El Total se refiere a la superficie afectada por el conjunto de criterios tcnicos al superponer todas las coberturas asociadas. El 25,45% de la superficie total del territorio espaol se ve afectado por la aplicacin de los filtrados considerados de ndole tcnica. Las limitaciones que suponen una mayor prdida de superficie disponible corresponden a las zonas de afectacin por ncleos urbanos y carreteras, respectivamente un 15,28% y un 10,92% del territorio. En la siguiente tabla, se indica la distribucin por rango de velocidad de viento a 80 m de altura de las zonas afectadas y disponibles tras la aplicacin de las limitaciones tcnicas consideradas:

(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Espaa: 506.215 km2. Cabe resaltar que las zonas del territorio con rangos de viento bajos se ven ms afectadas proporcionalmente por el filtrado de ndole tcnica, de manera que la prdida de superficie disponible en emplazamientos con recurso elico considerado aprovechable (superior a 6 m/s a 80 m de altura) es relativamente menor. Tras la aplicacin del filtrado tcnico, todava un 18,93% del territorio espaol (95.808 km2) dispondra de un recurso elico superior a los 6 m/s a 80 m de altura de velocidad media anual.

Tabla 10. Distribucin por rango de velocidad de viento, a 80 m de altura, tras el filtrado tcnicosuperficie superficie superficie velocidad afectada disponible disponible(*) (m/s) 2 (km ) (km2) (%) 10,0 Total > 6,0 732 447 272 375 46.907 15.475 1.099 475 218 205 459.308 103.150 0,22 0,09 0,04 0,04 90,73 20,38


(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Espaa: 506.215 km2. Los Espacios Naturales Protegidos declarados por las comunidades autnomas con la informacin disponible ocupan 46.907 km2, el 9,27% de la superficie total del territorio espaol. La superficie libre de esta restriccin y con recurso elico aprovechable es de 103.150 km2, un 20,38% del territorio.

Tabla 11. Distribucin por rango de velocidad de viento, a 80 m de altura, tras el filtrado de Espacios Naturales Protegidossuperficie superficie superficie velocidad afectada disponible disponible(*) (m/s) 2 (km ) (km2) (%) 10,0 Total > 6,0 1.189 686 400 512 145.878 39.884 641 236 89 68 360.337 78.741 0,13 0,05 0,02 0,01 71,18 15,55


Tabla 12. Distribucin por rango de velocidad de viento, a 80 m de altura: Red Natura 2000superficie superficie superficie velocidad afectada disponible disponible(*) (m/s) (km ) (km2) (%) 10,0 Total > 6,0

superficie superficie superficie afectada disponible disponible(*) (km2) (km2) (%) 557 337 470 166.317 35.505 366 153 110 339.899 83.120 0,07 0,03 0,02 67,15 16,42


(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Espaa: 506.215 km2. Unos 166.317 km2 el 32,85% del territorio espaol se ven afectados por la aplicacin de los filtrados de ndole tcnica y medioambiental (ENP) considerados. De los 339.900 km2 restantes, el 24,45% (83.120 km2) dispone de un recurso elico aprovechable en los trminos estimados. La tabla siguiente sintetiza los resultados tras la aplicacin de los filtrados, en trminos de superficie y porcentuales:

Tabla 13. Distribucin por rango de velocidad de viento, a 80 m, tras filtrado tcnico y ENPvelocidad (m/s) 10,0 Total > 6,0

Esta figura permite identificar visualmente las zonas ms ventosas del territorio andaluz que, a gran

40


De esta tabla se desprende que aproximadamente un 24% del territorio andaluz dispondra de un recurso elico aprovechable a 80 m de altura, con la tecnologa disponible en el horizonte 2020, potencialmente viable previamente a la aplicacin de cualquier filtrado de ndole tcnica y socio-ambiental. Este porcentaje se encuentra en lnea con la media espaola del 23,43%.

(Continuacin)

Densidad (W/m2) 400-450 450-500 500-600 600-700 700-800 >800 Total >250

superficie (km2) 2.009 1.490 2.220 1.575 857 1.106 87.610 24.332

superficie (%) 2,29 1,70 2,53 1,80 0,98 1,26 100 27,77

figura 22. Distribucin de la densidad de potencia, a 80 m de altura

W/m2 < 70 70 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250 250 - 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 450 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 > 800

En trminos de densidad de potencia, podra considerarse como referencia de recurso elico tericamente aprovechable con la tecnologa actualmente disponible un valor de 250 W/m2. Puede observarse en la tabla que, con este criterio, casi un 28% del territorio andaluz superara dicha cifra (superior al 23,95% obtenido tomando el criterio de velocidad media anual), moderadamente por encima de la media espaola del 22,76%. Seguidamente, se introducirn los diferentes filtros propuestos en el apartado 6.1.1, que en las figuras se visualizarn como un rea representada en color marfil.

Tabla 16. Distribucin por rango de densidad de potencia, a 80 m de alturaDensidad (W/m2) 10,0 Total > 6,0

(*) El Total se refiere a la superficie afectada por el conjunto de criterios tcnicos al superponer todas las coberturas asociadas. El 21,42% de la superficie total disponible en el territorio andaluz se ve afectado por la aplicacin de los filtrados considerados de ndole tcnica. Esta cifra es moderadamente inferior a la media nacional, 25,45%.

(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Andaluca: 87.610 km2. Tras la aplicacin del filtrado tcnico, 16.779 km2 (un 19,15% del territorio andaluz) mantendra un recurso

42


elico aprovechable, superior a los 6 m/s, a 80 m de altura, de velocidad media anual (este porcentaje es muy similar a la media espaola, del 18,93%).

(Continuacin)

velocidad (m/s) 5,0-5,5 5,5-6,0 6,0-6,5 6,5-7,0 7,0-7,5 7,5-8,0 8,0-8,5 8,5-9,0 9,0-9,5 9,5-10,0 >10,0 Total > 6,0

superficie superficie superficie afectada disponible disponible(*) 2 (km ) (km2) (%) 2.675 3.609 1.990 950 684 615 415 288 205 137 211 16.474 5.495 16.261 17.186 7.454 3.282 1.936 1.464 847 302 109 48 44 71.136 15.486 18,56 19,62 8,51 3,75 2,21 1,67 0,97 0,34 0,12 0,05 0,05 81,20 17,68

superficie disponible y desglose por rango de velocidades tras el filtrado slo medioambientalEn la figura siguiente se ha utilizado el color marfil para visualizar las reas que se excluyen de la implantacin de parques elicos por estar declaradas por la comunidad autnoma de Andaluca como Espacios Naturales Protegidos, con la informacin disponible (fuente: Banco de Datos de la Biodiversidad del Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino, marzo de 2008):

figura 24. Distribucin del viento, a 80 m de altura, y Espacios Naturales Protegidos

Viento medio (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

Tabla 19. Distribucin por rango de velocidad de viento, a 80 m de altura, tras el filtrado de Espacios Naturales Protegidosvelocidad (m/s) 10,0 Total > 6,0

superficie superficie superficie afectada disponible disponible(*) (km2) (km2) (%) 3.297 1.360 942 873 606 364 235 152 225 28.159 8.055 6.147 2.871 1.678 1.206 657 227 79 33 29 59.451 12.926 7,02 3,28 1,91 1,38 0,75 0,26 0,09 0,04 0,03 67,86 14,75

figura 25. Distribucin del viento, a 80 m de altura, y Red Natura 2000

Viento medio (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Andaluca: 87.610 km2. Con la informacin disponible, el espacio ocupado por las zonas incluidas en la Red Natura 2000 ocupa unos 28.159 km2 en Andaluca, el 32,14% de su territorio. Este porcentaje es ligeramente superior a la media nacional, del 28,82%. De la superficie restante tras considerar slo la Red Natura 2000, unos 12.926 km2 tienen un recurso elico aprovechable superior a 6 m/s anuales a 80 m de altura, lo que supondra un 14,75% del total del territorio andaluz.

Tabla 20. Distribucin por rango de velocidad de viento, a 80 m de altura: Red Natura 2000velocidad (m/s) 10,0 Total > 6,0

superficie afectada (km2) 144 220 32.410 8.799

superficie superficie disponible disponible(*) (km2) (%) 41 34 55.200 12.182 0,05 0,04 63,01 13,91

Viento medio (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Andaluca: 87.610 km2. Unos 32.410 km2 el 36,99% del territorio andaluz se ven afectados por la aplicacin de los filtrados de ndole tcnica y medioambiental (ENP) considerados. Este porcentaje supera moderadamente la media espaola, del 32,85%. De los 55.200 km2 restantes, el 13,91% de la superficie de Andaluca (12.182 km2) dispondra de un recurso elico aprovechable en los trminos considerados. La tabla siguiente sintetiza los resultados tras la aplicacin de los filtrados, en trminos de superficie y porcentuales:

Tabla 21. Distribucin por rango de velocidad de viento, a 80 m, tras filtrado tcnico y ENPvelocidad (m/s) 10,0 Total > 6,0

Esta figura permite identificar visualmente las zonas ms ventosas del territorio aragons que, a gran escala, pueden considerarse como las ms adecuadas

47


De esta tabla se desprende que aproximadamente un 31% del territorio aragons dispondra de un recurso elico aprovechable a 80 m de altura, con la tecnologa disponible en el horizonte 2020, potencialmente viable previamente a la aplicacin de cualquier filtrado de ndole tcnica y socio-ambiental. Este porcentaje se encuentra moderadamente por encima de la media espaola del 23,43%.

(Continuacin)

Densidad (W/m2) 200-250 250-300 300-350 350-400 400-450 450-500 500-600 600-700 700-800 >800 Total >250

superficie (km2) 9.886 6.501 3.456 1.848 924 488 422 193 119 327 47.730 14.278

superficie (%) 20,71 13,62 7,24 3,87 1,94 1,02 0,88 0,40 0,25 0,69 100 29,91

figura 29. Distribucin de la densidad de potencia

W/m2 < 70 70 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250 250 - 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 450 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 > 800

En trminos de densidad de potencia, podra considerarse como referencia de recurso elico tericamente aprovechable con la tecnologa actualmente disponible un valor de 250 W/m2. Puede observarse en la tabla que, con este criterio, casi un 30% del territorio aragons superara dicha cifra (en lnea con el 30,62% obtenido tomando el criterio de velocidad media anual), moderadamente por encima de la media espaola del 22,76%. Seguidamente, se introducirn los diferentes filtros propuestos en el apartado 6.1.1, que en las figuras se visualizarn como un rea representada en color marfil.

Tabla 24. Distribucin por rango de densidad de potenciaDensidad (W/m2) 10,0 Total > 6,0

(*) El Total se refiere a la superficie afectada por el conjunto de criterios tcnicos al superponer todas las coberturas asociadas.

(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Aragn: 47.730 km2.

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Tras la aplicacin del filtrado tcnico, 12.181 km2 (un 25,52% del territorio aragons) mantendra un recurso elico aprovechable, superior a los 6 m/s, a 80 m de altura, de velocidad media anual (este porcentaje es moderadamente superior a la media espaola, del 18,93%).

Tabla 27. Distribucin por rango de velocidad de viento tras el filtrado de Espacios Naturales Protegidosvelocidad (m/s) 10,0 Total > 6,0 superficie superficie superficie afectada disponible disponible (km2) (km2) (%) 124 167 215 206 166 151 115 91 78 65 49 39 28 56 1.550 672 3.943 3.621 5.774 8.752 10.148 7.311 4.281 1.540 479 163 69 39 21 40 46.179 13.942 8,26 7,59 12,10 18,34 21,26 15,32 8,97 3,23 1,00 0,34 0,14 0,08 0,04 0,08 96,75 29,21

superficie disponible y desglose por rango de velocidades tras el filtrado slo medioambientalEn la figura siguiente se ha utilizado el color marfil para visualizar las reas que se excluyen de la implantacin de parques elicos por estar declaradas por la comunidad autnoma de Aragn como Espacios Naturales Protegidos, con la informacin disponible (fuente: Banco de Datos de la Biodiversidad del Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino, marzo de 2008):

figura 31. Distribucin del viento y Espacios Naturales Protegidos

Viento medio (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Aragn: 47.730 km2. Los Espacios Naturales Protegidos declarados por la Comunidad Autnoma de Aragn, con la informacin disponible, ocupan 1.550 km2, el 3,25% de la superficie total del territorio aragons. Cabe resaltar los escasos Espacios Naturales Protegidos declarados por la comunidad autnoma de Aragn, frente a la media nacional, del 9,27%. La superficie libre de esta restriccin y con recurso elico aprovechable es de 13.942 km2, un 29,21% del territorio.

50


superficie afectada slo por zonas de Red Natura 2000 y desglose por rango de velocidadesEn la figura siguiente se representa la superficie del territorio aragons afectada por los espacios incluidos bajo la denominacin Red Natura 2000, habindose utilizado una cobertura de color marfil para permitir una mejor visualizacin. Si bien estas reas son potencialmente compatibles, a priori, con la existencia de instalaciones elicas, algunas comunidades autnomas las han excluido al definir las reas de desarrollo elico prioritario a medio plazo:

Tabla 28. Distribucin por rango de velocidad de viento: Red Natura 2000velocidad (m/s) 10,0 Total superficie superficie superficie afectada disponible disponible (km2) (km2) (%) 1.088 1.018 1.489 2.158 2.753 2.230 1.421 716 300 153 91 63 42 85 13.607 5.101 2.978 2.770 4.500 6.800 7.561 5.233 2.975 915 257 74 27 14 7 11 34.122 9.513 6,24 5,80 9,43 14,25 15,84 10,96 6,23 1,92 0,54 0,16 0,06 0,03 0,01 0,02 71,49 19,93

figura 32. Distribucin del viento y Red Natura 2000

Viento medio (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

> 6,0

(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Aragn: 47.730 km2. Con la informacin disponible, el espacio ocupado por las zonas incluidas en la Red Natura 2000 ocupa unos 13.607 km2 en Aragn, el 28,51% de su territorio. Este porcentaje es muy prximo a la media nacional, del 28,82%. De la superficie restante tras considerar slo la Red Natura 2000, unos 9.513 km2 tienen un recurso elico aprovechable superior a 6 m/s anuales a 80 m de altura, lo que supondra un 19,93% del total del territorio aragons.

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superficie disponible tras la aplicacin simultnea de los filtrados de ndole tcnica y medioambiental, y desglose por rango de velocidadesPara el clculo del potencial elico aprovechable, se excluyen del estudio aquellas zonas afectadas por el filtrado tcnico considerado y por las zonas declaradas como Espacios Naturales Protegidos (ENP) por la comunidad autnoma de Aragn, con la informacin disponible:

Tabla 29. Distribucin por rango de velocidad de viento, tras filtrado tcnico y ENPvelocidad (m/s) 10,0 Total superficie superficie superficie afectada disponible disponible (km2) (km2) (%) 1.300 1.068 1.339 1.751 1.820 1.214 714 266 159 116 84 65 46 94 10.038 2.759 2.767 2.719 4.650 7.207 8.494 6.248 3.682 1.365 398 111 34 12 3 2 37.692 11.855 5,80 5,70 9,74 15,10 17,80 13,09 7,71 2,86 0,83 0,23 0,07 0,02 0,01 0,00 78,97 24,84

figura 33. Distribucin del viento tras el filtrado de ndole tcnica y Espacios Naturales Protegidos

Viento medio (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

> 6,0

(*) Los porcentajes se refieren a la extensin total de Aragn: 47.730 km2. Unos 10.038 km2, el 21,03% del territorio aragons, se ven afectados por la aplicacin de los filtrados de ndole tcnica y medioambiental (ENP) considerados. Este porcentaje se sita ampliamente por debajo de la media espaola, del 32,85%. De los 37.692 km2 restantes, el 24,84% de la superficie de Aragn (11.855 km2) dispondra de un recurso elico aprovechable en los trminos considerados. La tabla siguiente sintetiza los resultados tras la aplicacin de los filtrados, en trminos de superficie y porcentuales:

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Tabla 30. Resumen de la superficie disponible en Aragn tras la aplicacin de los filtrados(km2) Superficie terrestre total de Aragn Superficie con velocidad media anual superior a 6 m/s, a 80 m de altura Superficie tras filtrado tcnico y velocidad superior a 6 m/s Superficie tras filtrado tcnico, ENP y velocidad superior a 6 m/s 47.730 14.614 30,62 (%)

La figura siguiente representa cmo evolucionara el potencial elico disponible en funcin de la velocidad media anual, a 80 m de altura, mnima necesaria para que un parque elico tipo se considere tcnicoeconmicamente viable:

figura 34. Potencial elico estimado en Aragn (en gW), segn la velocidad de viento mnima, a 80 m de altura, para la viabilidad de los proyectos50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 047,4

12.181

25,52(GW)

22,4

11.855

24,84

Tras los filtrados tcnico y medioambiental, se concluye la disponibilidad de unos 11.855 km2 (el 24,84% del territorio aragons, frente al 16,42% de media espaola) con recurso elico aprovechable en los trminos mencionados en este estudio: velocidad media anual estimada superior a los 6 m/s a 80 m de altura, considerada como referencia del recurso elico necesario para la viabilidad tcnicoeconmica de un proyecto elico en tierra, con la tecnologa, ratios de inversin y costes de explotacin actuales, y la evolucin prevista de tales parmetros en el horizonte 2020. Para los 11.855 km2 disponibles tras los filtrados en Aragn, se ha calculado una velocidad media anual, a 80 m de altura, de 6,55 m/s, que es inferior a la media nacional de 6,64 m/s.

7,7 2,2

6,0 6,5 7,0 7,5 Velocidad media anual a 80 m (m/s)

Cabe resaltar que existen otras limitaciones o restricciones, no consideradas en este estudio, que afectan a las posibilidades de implantacin de cada proyecto elico concreto en tierra en Aragn: Consideraciones y limitaciones adicionales que contemplen los rganos competentes de la comunidad autnoma de Aragn en materia de planificacin energtica y ambiental. En particular, en lo relativo a la compatibilidad de las instalaciones elicas con otras figuras medioambientales existentes, como Red Natura 2000, no declaradas como Espacios Naturales Protegidos. Cumplimiento de requisitos municipales, necesarios para la obtencin de la licencia de actividad y obra pertinente. Viabilidad tcnico-econmica de las infraestructuras de evacuacin necesarias hasta el punto de conexin al sistema elctrico, ya sea un nudo de la red de transporte o de distribucin. Otros condicionantes tcnicos: servidumbres de seguridad nacional, aeronuticas, elctricas (lneas de distribucin) y fluviales; existencia de patrimonio arqueolgico o cultural en las inmediaciones; existencia de reas de aprovechamiento cinegtico, agrcola y ganadero exclusivos; cotos o explotaciones mineras; imposibilidad de transporte y/o montaje de equipos por dificultades orogrficas, etc.

Estimacin del potencial elico disponible en Aragn (gW)Las conclusiones ms significativas del estudio realizado, tras la aplicacin del ratio de aprovechamiento elico por unidad de superficie de 4 MW/km2 son las siguientes: El potencial elico total de Aragn con velocidad media anual superior a los 6 m/s a 80 m de altura, segn las hiptesis detalladas en el apartado 6.1.1, se sita alrededor de los 47,4 GW. Si la velocidad media anual mnima considerada fuera de 6,5 m/s, el potencial se reducira hasta unos 22,4 GW (5.607 km2).

53


La percepcin social sobre los parques elicos, tanto para una nica instalacin, como para el incremento de la densidad de parques elicos en cada zona. El conjunto de estas consideraciones implica una prdida de superficie disponible importante, y por tanto, una reduccin significativa del potencial elico aprovechable.

figura 35. Distribucin de la velocidad del viento

Consideraciones sobre el potencial elico en trminos de produccin (TWh)Como se ha mencionado en el apartado 6.1.1, la produccin energtica evacuable a red en un emplazamiento, con la tecnologa actual, depende no slo de la velocidad del viento, de la potencia instalable y de las prdidas consideradas, sino tambin de la relacin S/P de la aeroturbina que se implante. Debido a las dificultades para conseguir una estimacin suficientemente precisa del potencial de generacin elctrica procedente de la elica terrestre en Aragn a verter en el sistema, se ha optado por utilizar un rango aproximado de horas anuales equivalentes de funcionamiento neto, considerando que la velocidad media anual estimada en Aragn para los 11.855 km2 disponibles tras los filtrados, es de 6,55 m/s. De este modo, se ha ajustado el rango de horas anuales equivalentes medias netas, representativas de los parques elicos que puedan implantarse en Aragn, en el rango de las 2.050 y 2.250 h. Por tanto, el potencial elico en Aragn, en trminos de generacin elctrica neta, para los 47,4 GW instalables en tierra firme, se estima entre 97 y 107 TWh/ao.

Viento medio (m/s) < 4,0 4,0 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 5,5 5,5 - 6,0 6,0 - 6,5 6,5 - 7,0 7,0 - 7,5 7,5 - 8,0 8,0 - 8,5 8,5 - 9,0 9,0 - 9,5 9,5 - 10,0 > 10,0

Esta figura permite identificar visualmente las zonas ms ventosas del territorio asturiano que, a gran escala, pueden considerarse como las ms adecuadas en trminos de recurso elico disponible para la implantacin de parques elicos en tierra. A su vez, estas reas posiblemente requeriran de un adecuado dimensionamiento de las infraestructuras elctricas de transporte y distribucin, para la evacuacin de la generacin elctrica asociada: Occidente asturiano. Cordillera Cantbrica. Aparte de las zonas mencionadas, existen otras ubicaciones, repartidas por todo el territorio, en las que podran tener cabida otras instalaciones elicas.

6.1.3.3 AsturiasEn este apartado se presentan los resultados obtenidos tras la aplicacin de la metodologa mencionada en el apartado 6.1.1, para el Principado de Asturias, con la informacin disponible. En primer lugar, en las siguientes tablas se indica la distribucin por intervalo de velocidad de viento y de densidad de potencia, ambos a 80 m de altura, de la superficie terrestre de Asturias:

Tabla 31. Distribucin por rango de velocidad de vientovelocidad (m/s) 10,0 Total > 6,0

superficie (km2) 958 578 359 220 143 87 48 26 19 10.611 2.436

superficie (%) 9,03 5,45 3,38 2,07 1,34 0,82 0,45 0,25 0,18 100 22,96

Tabla 32. Distribucin por rango de densidad de potenciaDensidad (W/m2) 800 Total >250 superficie (km2) 378 751 1.792 1.930 1.552 1.216 864 568 399 285 361 211 124 180 10.611 4.208 superficie (%) 3,57 7,07 16,89 18,19 14,62 11,46 8,14 5,35 3,76 2,69 3,41 1,99 1,17 1,70 100 39,66

De esta tabla se desprende que aproximadamente un 23% del territorio asturiano dispondra de un recurso elico aprovechable a 80 m de altura, con la tecnologa disponible en el horizonte 2020, potencialmente viable previamente a la aplicacin de cualquier filtrado de ndole tcnica y socio-ambiental. Este porcentaje es muy similar a la media espaola del 23,43%.

figura 36. Distribucin de la densidad de potencia

En trminos de densidad de potencia, podra considerarse como referencia de recurso elico tericamente aprovechable con la tecnologa actualmente disponible un valor de 250 W/m2. Puede observarse en la tabla que, con este criterio, casi un 40% del territorio asturiano superara dicha cifra (muy superior al 22,96% obtenido tomando el criterio de velocidad media anual), casi el doble de la media espaola del 22,76%.W/m2 < 70 70 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250 250 - 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 450 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 > 800

Seguidamente, se introducirn los diferentes filtros propuestos en el apartado 6.1.1, que en las figuras se visualizarn como un rea representada en color marfil.

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superficie disponible y desglose por rango de velocidades tras el filtrado por motivos tcnicosComo resultado de la aplicacin del filtrado de ndole tcnica, la superficie queda reducida segn se detalla a continuacin visualmente y cuantitativamente:

figura 37. Distribucin del viento y filtrado de ndole tcnica

El 39,00% de la superficie total disponible en el territorio asturiano se ve afectado por la aplicacin de los filtrados considerados de ndole tcnica. Esta cifra es ampliamente superior a la media nacional (25,45%). Las limitaciones que suponen una mayor prdida de superficie disponible corresponderan a las zonas de afectacin por ncleos urbanos y carreteras, respectivamente un 29,35% y un 18,94% del territorio. En la siguiente tabla, se indica la distribucin por rango de velocidad de viento, a 80 m de altura, de las zonas afectadas y disponibles tras la aplicacin de las limitaciones tcnicas consideradas:

Tabla 34. Distribucin por rango de velocidad de viento tras el filtrado tcnicovelocidad (m/s) 10,0

superficie superficie superficie afectada disponible disponible (km2) (km2) (%) 904 685 799 749 533 272 102 46 19 12 7 4 2 5 4.138 468 777 779 983 1.035 930 686 476 312 200 131 80 44 24 14 6.473 1.968 7,33 7,34 9,26 9,76 8,77 6,46 4,49 2,94 1,89 1,23 0,75 0,42 0,23 0,13 61,00 18,55

4,5-5,0 5,0-5,5 5,5-6,0 6,0-6,5 6,5-7,0 7,0-7,5 7,5-8,0 8,0-8,5

Tabla 33. superficie afectada en Asturias por los cri

11227 e4 atlas eolico

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