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Igenium'16 - Presentacion Carmen Ayuso

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Presentación de un parque eólico con turbinas de eje vertical Darrieus y Savonius

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Igenium'16 - Presentacion Carmen Ayuso

  1. 1. PFC 235:PFC 235: Parque eólico marino conParque eólico marino con turbinas Darrieus yturbinas Darrieus y dispositivos Savoniusdispositivos Savonius para el aprovechamientopara el aprovechamiento de las corrientes dede las corrientes de marea.marea. Autores:Autores: Carmen Ayuso BernaolaCarmen Ayuso Bernaola Gonzalo Lastres TamiGonzalo Lastres Tami
  2. 2. Selección del emplazamiento Estados Unidos  Crecimiento eólico  Accesibilidad a la información Massachusetts  Batimetría  Velocidades de viento  Corrientes de marea Massachusetts2/11
  3. 3. Características Potencia = 95,48kW x3 V. nominal = 9,1m/s Diámetro = 17,5m Longitud = 43,7m Área efectiva = 742,9m2 Cuerda = 0,88m Espesor = 0,16m Revoluciones = 350rpm Generador = Alxion Modelo 800STK6M Opción 1 Opción 2 Características Potencia = 307,40kW Diámetro = 31,0m Longitud = 77,5m Cuerda = 1,55m Precesión Arriostrado Diseño de la turbina eólica: Darrieus (I) 3/11
  4. 4. Diseño de la turbina de corrientes de marea: Savonius (I) Características Potencia = 571W x3 V. nominal = 42,42cm/s Superposición, e = 1,6m Diámetro, d = 7,8m Diámetro, D = 13,9m Longitud = 26m Área efectiva = 361,4m2 Revoluciones = 32rpm Generador = Alxion Modelo 145STK2M Ejemplo práctico: Estrecho de Gibraltar V. nominal = 120cm/s (~3 veces mayor) Geometría = constante Potencia = 12,9kW x3 (~23 veces mayor) Revoluciones = 90rpm (~3 veces mayor) 4/11
  5. 5. La plataforma (I) Trípode equilátero  Eslora = 75,63m  Manga = 79m  P. hexagonales (Lado = 14,43m)  Suelo: arena + gravaAnclas SEA Elementos de unión  Tres vigas  29m x 2m x 2m Tension Leg Platform Distancia de seguridad  2 x plataforma (6) Desplazamiento:  Operación = 7478,71 t  Instalación = 6577, 29 t Estabilidad y C. en la mar:  Deriva y avance  Arfada5/11
  6. 6. L.F. La plataforma (II) Resistencia estructural  Cargas  OS – C105  OS – J101  RP – C205 Viento P. hidrostática Corrientes marinas OleajeBajamar y pleamar Reglamentación  Espesores  Cuadernas y longitudinales  Tendones Escantillonado Estado 2 Viento Oleaje C. marinas Periodo de retorno (años) 5 50 5 6/11
  7. 7. La plataforma (III) Refuerzos Zona reservada a las góndolas Transv. zona 2 A y C Long. babor Long. estribor Transv. zona 1 y 3 Transv. zona 2 B Plataforma Viga de unión 7/11
  8. 8. Balance Y rentabilidad económica (I)  Seguridad  Distribución  Aprovechamiento  Potencia total 15 MW  Densidad de potencia 29,9 W/m2 (5 W/m2 )50 x 8/11
  9. 9. 9/11 Balance Y rentabilidad económica (II) Coste de Generación Eléctrica  FCR (tasa de cargo fijo)  ICC (capital inicial)  AOE (gastos anuales de operación)  AEP (producción de energía anual neta) Análisis de la inversión  VAN (Valor Actual Neto)  TIR (Tasa de Rentabilidad Interna)  k = tasa exigida por el inversor = 3% VAN = -60 % TIR = -2,28 %
  10. 10. Parámetros económicos Memoria final: Mejoras económicas De diseño  Potencia ≈ 0,6 % total  Coste ≈ 6 % total  Supresión de la turbina Savonius ¿Por qué?  Redimensionamiento de la turbina Darrieus De emplazamiento  Altura (r=cte) = 60 m (Δ ≈ 17 m)  Potencia = 205 kW (Δ ≈ 110 kW)  Vnom ≈ 12 m/s (vnom,E = 9,1 m/s)  Potencia ≈ 450 kW (Δ ≈ 245 kW)  Costa Oeste de Reino Unido (Mar del Norte) Proyecto rentable 10/11
  11. 11. Fin de la presentación Muchas gracias por su atención

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