Power and renewables

¿Todavía necesitas medir el viento en turbinas en funcionamiento?

Your turbines are operating. Do you still need to measure the wind?

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Circe Triviño

Circe Triviño

Senior Engineer, Head of Section Project Development

Determinando por qué la recopilación de datos meteorológicos de la fase operativa es beneficiosa para su parque eólico.

Los desarrolladores de proyectos eólicos comúnmente recopilan datos meteorológicos (met) durante la planificación, viabilidad y diseño del proyecto. Sin embargo, una vez que el proyecto está operativo, esta recopilación de datos a menudo se detiene. No existe una "mejor práctica de la industria" para recopilar datos meteorológicos durante las operaciones o incluso si debe continuar recopilando estos datos. Además, hay poca claridad con respecto a qué mediciones son apropiadas, lo que a menudo resulta en datos insuficientes y potencialmente inútiles.

Con base en la experiencia de DNV GL, las mediciones meteorológicas precisas, consistentes y a largo plazo son ventajosas para el éxito general de un proyecto eólico. Si bien cada turbina está equipada con anemómetros para medir la velocidad del viento, estos están ubicados detrás del rotor y, en consecuencia, no pueden medir con precisión las verdaderas condiciones de flujo libre. Por lo tanto, cada sitio debe instalar al menos un mástil meteorológico o un dispositivo de detección remota.

Aquí hay varias razones por las que la recopilación de datos meteorológicos de la fase operativa es beneficiosa para su parque eólico:


Seguridad operativa

Los requisitos de seguridad en los proyectos eólicos suelen limitar las actividades a determinadas condiciones climáticas. Por ejemplo, subir una turbina para reparar componentes en la góndola solo puede estar permitido cuando los vientos están por debajo de una cierta velocidad, y normalmente se aplicaría otro umbral más bajo para realizar trabajos en el cubo. Se aplican otros requisitos cuando las grúas están operando en un proyecto, como cuando es necesario reemplazar una hoja. Las mediciones confiables de la altura del eje en el sitio ayudan a operaciones seguras y refuerzan las decisiones operativas relacionadas con la seguridad.

 

Prueba de rendimiento energético

Las pruebas de rendimiento energético se realizan de forma rutinaria en muchos proyectos eólicos (generalmente por una agencia de pruebas independiente como DNV GL). Para analizar la velocidad del viento, la densidad del aire y la potencia según el estándar IEC y para determinar si la turbina cumple con la curva de potencia garantizada por el fabricante se requieren estas pruebas:

  • Mitigar el riesgo poniendo un piso (según el contrato) sobre el posible bajo rendimiento e incentivando a los OEM para que sintonicen y comisionen completamente.
  • Establecer una medición de desempeño de línea base para las evaluaciones continuas del desempeño del proyecto.
  • Comprender el rendimiento de un modelo de turbina nuevo o desconocido.
  • Cumplir con un requisito de financiamiento de proyectos.
  • Incrementar la financiabilidad futura o el valor de venta del proyecto validando la curva de potencia en la que se basa la economía del proyecto.

El uso de mástiles de rendimiento energético para mediciones operativas a largo plazo (una vez finalizada la prueba) reduce los gastos operativos. Se pueden recomendar ubicaciones de medición adicionales para caracterizar el recurso eólico de flujo libre en todo el sitio del proyecto.

 

Evaluaciones de desempeño del proyecto

Los datos meteorológicos de la fase operativa son útiles para comprender el desempeño del proyecto eólico y críticos para evaluar las oportunidades de mejorar el desempeño.

 

Viento y rendimiento versus presupuesto

Para conciliar qué tan bien se está desempeñando el proyecto en comparación con las expectativas, primero debe determinar qué tan ventoso fue el período (cuánto "combustible" recibió el proyecto). Se requiere una serie de tiempo constante, no despierta y de largo plazo de la velocidad del viento para comparar el período en deseado con las expectativas a largo plazo. El uso de datos en el sitio aumenta la precisión del cálculo, dado que los pequeños cambios en la velocidad del viento pueden afectar significativamente la generación de energía. Por ejemplo, una diferencia del 2% en la velocidad promedio del viento durante un año (una diferencia lo suficientemente pequeña como para ser difícil de medir, sin controles cuidadosos) se traduce en una diferencia del 3% al 4% en la producción de energía.

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Valorar el rendimiento y la producción energética futura

La evaluación del potencial de producción futuro es importante para la elaboración de presupuestos futuros y para las transacciones financieras relacionadas con los proyectos operativos. La producción de energía futura puede diferir de la producción de energía pasada por dos razones principales: actualizaciones de turbinas o un cambio en la línea base de pronóstico.

La evaluación de las actualizaciones de turbinas, que utilizan software y / o hardware para mejorar la producción a una velocidad de viento determinada, es asistida por una fuente independiente de datos meteorológicos para evaluar los cambios en el rendimiento antes y después de que ocurra la actualización. Se puede utilizar un mástil de prueba de rendimiento de potencia para la revisión continua del rendimiento de la turbina, incluida la evaluación de las actualizaciones de la turbina o la evaluación de los cambios en el rendimiento general de la turbina a lo largo del tiempo.

 

Producción eólica y garantías, seguros y contratos

En muchos sitios, el propietario del proyecto, el inversionista o la empresa de servicios públicos requieren un cálculo de la cantidad de energía que se habría producido si el proyecto (o parte del proyecto) hubiera estado operando con una eficiencia específica. Los datos meteorológicos son valiosos para calcular la energía perdida y pueden ser un requisito contractual. Hay varias circunstancias en las que se necesitan cálculos de energía perdida: obligaciones contractuales de los OEM, garantías de producción, seguros, permutas de ingresos indirectos y reducción económica.


Pronóstico a corto plazo

Debido a la creciente penetración de la energía eólica en ciertas regiones de operaciones de la red, algunos Operadores de Sistemas Independientes (ISO) están requiriendo datos robustos y en tiempo real de las plantas generadoras en sus sistemas para respaldar sus pronósticos de generación a corto plazo. Los operadores de proyectos eólicos también exigen cada vez más datos meteorológicos de pronóstico para respaldar sus ventas de energía y para garantizar que puedan cumplir con sus compromisos de generación con la ISO.

Para las previsiones de ISO o de los operadores del proyecto, la disponibilidad continua de datos meteorológicos es de suma importancia; Las ISO han implementado requisitos estrictos para la disponibilidad de datos y pueden imponer multas por incumplimiento. Los ISO suelen especificar datos de un mástil de barlovento o dispositivo de detección remota a la altura del eje.


Investigaciones de fallas

Ocasionalmente, ocurren eventos catastróficos, como falla de la pala o colapso de la torre. Para determinar la causa de la falla, es esencial comprender las condiciones ambientales que llevaron al evento, como si la velocidad del viento excedió los criterios de diseño durante un huracán o un tornado. Los datos meteorológicos independientes en el sitio son insustituibles para tomar esta determinación, ya que la estación terrestre más cercana (aeropuerto o similar) puede estar a millas de distancia, y los modelos meteorológicos de reanálisis tienen una resolución demasiado pobre para capturar ráfagas de viento localizadas.

La recopilación de mediciones meteorológicas confiables en un parque eólico mejora la comprensión del propietario de las condiciones del viento en el sitio, la capacidad de tomar decisiones operativas y la capacidad de evaluar, y potencialmente mejorar, el rendimiento de la turbina.

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