Predicción de viento y evaluación de recurso eólico: Proyecto ETSWIND

¿Qué es el proyecto ETSWIND?

Desde 2012 SOLUTE está llevando a cabo el proyecto de investigación y desarrollo más importante desde su fundación: Proyecto ETSWIND. Este proyecto está financiado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) y tendrá una duración de 3 años.

Este proyecto I+D tiene como finalidad desarrollar varios programas informáticos y herramientas que permitirán estimar con mayor precisión el recurso eólico a determinadas alturas así como predecir el viento y la energía producida a corto plazo en función de la continuada lectura de medidas y la aplicación de las tendencias contrastadas con datos históricos. El desarrollo de estas herramientas permitirá reducir el tiempo de cálculo predictivo del recurso eólico, mejorar la caracterización del viento en alturas superiores a 100m, reconstruir el viento en el largo plazo y predecir instantáneamente la producción energética de los aerogeneradores en función de las mediciones del viento en un punto de medida determinado.

Con el proyecto ETSWIND, SOLUTE extiende sus campos de investigación y desarrollo (a los ya existentes relativos al diseño y desarrollo de aerogeneradores) y apuesta por la creación de un departamento permanente dedicado al estudio del viento y a la creación de herramientas que permitan ser más precisos en las predicciones a corto y largo plazo.

¿Cuál es el marco del proyecto ETSWIND?

El proyecto se enmarca dentro de las líneas de actuación marcadas por las European Industrial Initiatives (EII), y en particular la correspondiente al sector eólico, European Wind Initiative (EWI), cuyos objetivos fundamentales son los siguientes:

  • Mantener el liderazgo tecnológico de Europa en materia de energía eólica tanto terrestre como marina.
  • Hacer de la energía eólica terrestre la fuente de energía con mayor competitividad para el 2020, seguida de la marina en el 2030.
  • Disponer de una fuente de energía eólica capaz de suministrar el 20 % de la electricidad total en Europa en 2020, creciendo estos porcentajes hasta el 33 % en 2030 y 50 % en 2050.

Uno de los puntos principales en la SRA (Strategic Research Agenda) de la plataforma creada para la EWI, la denominada TPWind (Wind Energy Technology Platform), es el relacionado  con las condiciones del viento (Wind Conditions). El objetivo principal es desarrollar métodos más eficientes para identificar aquellas regiones ricas en recurso eólico pero que están pobremente explotadas.  Además, esta plataforma propone un objetivo general a largo plazo denominado "visión del 3%", entre cuyos propósitos se encuentra fundamentalmente el de reducir hasta un 3% la incertidumbre en los ámbitos relacionados con la estimación del recurso eólico, las condiciones de diseño y los esquemas de predicción de viento y energía.

Para hacer cumplir estos propósitos, la plataforma TPWind se encarga de identificar y priorizar las áreas de creciente innovación así como las áreas nuevas y existentes en desarrollo e investigación. Estos tres objetivos principales, que requieren el uso de dos herramientas de investigación y aplicación como son los CFD (Computational Fluid Dynamics) y la detección remota (LIDAR y SODAR), se apoyan en seis temas de investigación suplementarios:

  • Siting en terreno complejo y zonas con bosques
  • Meteorología offshore
  • Estelas dentro y entre parques
  • Vientos extremos
  • Perfiles de viento en alturas superiores a 100m y técnicas de medida avanzadas
  • Predicción a corto plazo

La fuerza impulsora de este Proyecto se basa precisamente en los posibles avances detectados en cada uno de estos seis temas de investigación suplementarios.

¿Quién colabora con SOLUTE en el proyecto ETSWIND?

Para llevar a cabo todos los objetivos del proyecto ETSWIND se hace necesaria la colaboración entre las comunidades de la energía eólica y el mundo científico de la meteorología (muy presente en el ámbito universitario) para avanzar en el desarrollo de nuevos atlas eólicos y mejorar el conocimiento de los fenómenos físicos que influyen en mayor medida en los seis temas anteriormente mencionados. Es por ello que para este proyecto, SOLUTE cuenta con el apoyo de del Grupo de Investigación GHEODE perteneciente al Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones de la Universidad de Alcalá de Henares (UAH), así como con el Grupo de Investigación de Mecánica de Fluidos aplicada a la Ingeniería Industrial del Departamento de Ingeniería Energética y Fluidodinámica de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM-ETSII). Adicionalmente, SOLUTE colabora con la empresa INTERMET.

¿Cuáles son los objetivos del proyecto ETSWIND?

  • Llevar a cabo una extensa campaña de medidas en torre de 80m que incluya anemómetros sónicos (alta resolución temporal) para medición de perfiles de viento, parámetros turbulentos y de estabilidad, así como equipos de detección remota SODAR para evaluar el recurso eólico en alturas superiores a 100m de altura. Esta campaña de medidas permitirá mejorar la formulación teórica de los perfiles de viento a alturas superiores a 100m así como validar los resultados obtenidos con el programa de cálculo de recurso eólico a dichas alturas.

  • Desarrollar una herramienta automática para el análisis y tratamiento de datos meteorológicos procedentes de parques eólicos y descripción de perfiles de viento y temperatura teniendo en cuenta los efectos de la estabilidad atmosférica. Esta herramienta permitirá identificar los patrones más relevantes de perfiles de velocidad y dirección de viento, así como de temperatura, en distintas condiciones de estabilidad atmosférica. Así mismo, permitirá tratar los datos de equipos SODAR y LIDAR.
  • Desarrollar una nueva herramienta para la correcta estimación del recurso eólico y la producción de energía en un emplazamiento determinado optimizando resultados mediante la optimización y unificación de los programas UPMORO Y UPMPARK. Su aplicación se extenderá a parques marinos donde el papel de la estabilidad atmosférica es crucial.
  • Elaborar una nueva metodología para el cálculo de cargas de fatiga en aerogeneradores estableciendo nuevos criterios de diseño que se aproximen más a los observados en la realidad, incluyendo especialmente el efecto de chorros de capa baja y situaciones de inversión térmica.
  • Desarrollar una herramienta de reconstrucción de viento a largo plazo, basado en la clasificación de situaciones sinópticas de presión/geopotencial (y otras variables meteorológicas) y un valor de viento asociado, cuando no existe estación de referencia cercana a la torre del emplazamiento (imposibilidad de metodología MCP con torre).

 

  • Desarrollar una herramienta propia de predicción de viento y producción energética a corto plazo basado en un enfoque multimodelo que permita predecir eligiendo el modelo estadístico que mejor se adapte a la situación meteorológica específica del momento de predicción.