Pre-factibilidad técnica en la generación de energía eólica para plantas convencionales de potabilización de agua: un caso regional Colombiano

Technical pre-feasibility in the wind energy generation for conventional water purification plants: a Colombian regional case

Contenido principal del artículo

Carlos Alfonso Zafra
Luis Hernando Castillo
Santiago Andrés Rico

Resumen

Se presenta una metodología para analizar la pre-factibilidad técnica del aprovechamiento de la energía eólica, para el suministro eléctrico en plantas potabilizadoras de agua (PTAP), a través del tratamiento estadístico de registros climatológicos, el cálculo de la oferta energética y el dimensionamiento del aerogenerador. Adicionalmente, se muestra un nomograma para el cálculo de las anteriores variables, a partir de los registros de seis PTAP de la Sabana de Bogotá (Colombia): Principal, El Sosiego, Sibaté, Pablo VI, El Dorado y Yomasa. Las dos últimas PTAP, se tomaron como casos principales de estudio. Los resultados mostraron, para las PTAP El Dorado y Yomasa, a partir de sus caudales (337,2 y 12,1L/s) y consumos energéticos máximos (37.322 y 3.571kWh), que las condiciones climatológicas presentes a las alturas de diseño (50 y 10m) ofertaron una potencia eólica específica de 245,3 y 67,6W/m2, respectivamente. Por otro lado, se observó la existencia de una relación lineal entre el caudal tratado y la energía consumida por las seis PTAP en estudio (R2= 0,99). Finalmente, al aplicar el nomograma de diseño eólico a las PTAP El Dorado y Yomasa, se evidenció un error medio de 0,54% y 1,25% en el cálculo de la energía consumida y la potencia eólica, respectivamente.

Palabras clave:

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Referencias (VER)

ALXION. 2010. Technical Characteristics STK Wind Turbine Alternators. Ed. ALXION (France). 1p. Disponible desde internet en: http://www.alxion.com/products/stk-alternators (con acceso 02/11/2010).

AMAR, F.B.; ELAMOURI, M. 2011. A new theoretical model for modeling the wind speed frequency distribution (Tunisia). Renew. Energ. (USA). 1(4):306-313.

BARRERA, A.; LLASAT, M.C.; BARRIENTOS, M. 2006. Estimation of extreme flash flood evolution in Barcelona County from 1351 to 2005. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. (Germany). 6(4):505-518.

CHEREMISINOFF, N. 2002. Handbook of air pollution prevention and control. Ed. Butterworth-Heinemann (USA). 562p.

DAPD. 2004. Plan de ordenamiento territorial de la localidad de Usme. Ed. Departamento Administrativo de Planeación Distrital de Bogotá (Colombia). 103p.

DEHMAS, D.A.; KHERBA, N.; HACENE, F.B.; MERZOUK, N.K.; MERZOUK, M.; MAHMOUDI, H.; GOOSEN, M.F.A. 2011. On the use of wind energy to power reverse osmosis desalination plant: A case study from Ténès (Algeria). Renew Sust. Energ. Rev. (USA). 15(2):956-963.

DUDHIA, J.; GILL, D.; MANNING, K.; WANG, W.; BRUYERE, C. 2005. Mesoscale Modeling System Tutorial Class Notes and User Guide: MM5 Modeling System Version 3. Ed. National Center for Atmospherich Research (USA). 117p. Disponible desde internet en: http://www.mmm.ucar.edu/mm5/documents/tutorial-v3-notes.html (con acceso el 15/11/2010).

ELTAWIL, M.A.; ZHENGMING, Z.; YUAN, L.A. 2009. Review of renewable energy technologies integrated with desalination systems. Renew Sust. Energ. Rev. 13(9):2245-2262.

ESPEJO, C.; GARCÍA, R. 2012. La energía eólica en la producción de electricidad en España. Rev. Geogr. Norte Gd. (Chile). 51(1):115-136.

FYRIPPIS, I.; AXAOPOULOS, P.J.; PANAYIOTOU, G. 2010. Wind energy potential assessment in Naxos Island, Greece. Appl. Energ. (Sweden). 87(2):577-586.

GARCÍA, C.; CASTEJÓN, F. 1986. Problemas de meteorología: estática y termodinámica de la atmósfera. Ed. Instituto Nacional de Meteorología de España (España). 242p.

GONZÁLEZ, D.; BOSQUE, J. 2008. Generación de un mapa de vientos en un SIG. Bol. Asoc. Geóg. Españoles (España). 47(1):51-77.

HERNÁNDEZ, J. 2005. Diseño de un aerogenerador de baja potencia. Ed. Universidad Politécnica de Cataluña (España). 74p.

HOLDER, R.L. 1985. Multiple regression in Hydrology. Ed. Galliard Ltd. (United Kingdom). 143p.

HUACUZ, J.M. 2005. The road to green power in Mexicoreflections on the prospects for the large-scale and sustainable implementation of renewable energy. Energ. Policy (United Kingdom). 33(16):2087-2099.

IDEAM. 2006. Atlas de viento y energía eólica de Colombia. Ed. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Colombia). 169p.

KALOGIROU, S.A. 2005. Seawater desalination using renewable energy sources. Progr. Energy Combustion Sci. (USA). 31(3):242-281.

KAVASSERI, R.G.; SEETHARAMAN, K. 2009. Day-ahead wind speed forecasting using f-ARIMA models. Renew. Energ. 34(5):1388-1393.

KOSCHIKOWSKI, J.; HEIJMAN, B. 2008. Renewable energy drives desalination processes in remote or arid regions. Membr. Techn. (United Kingdom). 8:8- 9.

LE GOURIÈRES, D. 1982. Energía eólica: Teoría, concepción y cálculo práctico de las Instalaciones. Ed. Masson S.A. (España). 284p.

LIMA, F.J.L.; CAVALCANTI, E.P.; POUZA, E.P.; SILVA, E.M. 2012. Evaluation of the wind power in the state of Paraíba using the mesoscale atmospheric model brazilian developments on the regional atmospheric modelling system (brams). Renew. Energ. In Press. Doi:10.5402/2012/847356.

LYSEN, E. 1983. Introduction to Wind Energy: Basic and Advanced Introduction to Wind Energy with Emphasis on Water Pumping Windmills. Ed. Consultancy Services Wind Energy Developing Countries (The Netherlands). 310p.

MATHIOULAKIS, E.; BELESSIOTIS, V.; DELYANNIS, E. 2007. Desalination by using alternative energy: Review and state of the art. Desalination (United Kingdom). 203(1-3):346-365.

MCP. 2009. Informe de gestión. Ed. Mancomunidad de la Comarca de Pamplona (España). 4p. Disponible desde internet en: http://www.mcp.es/memoria2009/themed/mcp10/files/pdfs/estaciones-de-tratamiento-de-agua-potable_es.pdf (con acceso el 02/11/2010).

MUJERIEGO, R. 2005. La reutilización planificada del agua para regadío. Ed. Universidad Politécnica de Cataluña (España). 20p. Disponible desde internet en: http://www.geoscopio.com/empresas/fenacore2/XI%20CONGRESO%20PALMA/Ponencia%20%20R%20Mujeriego.pdf (con acceso el 02/11/2010).

PALOMAR, P.; LOSADA, I.J. 2011. Desalination in Spain: Recent developments and recommendations. Desalination. 255(1-3):97-106.

PARK, G.L.; SCHÄFER, A.I.; RICHARDS, B.S. 2011. The effect of wind speed fluctuations on the performance of a wind-powered membrane system for brackish water desalination. J. Membr. Sci. (USA). 370(1- 2):34-44.

QINGFEN, M.A.; HUI, L. 2011. Wind energy technologies integrated with desalination systems: Review and state-of-the-art. Desalination (277(1-3):274-280.

ROBALLO, S.T.; FISCH, G. 2008. Escoamento atmosférico no Centro de Lançamento de AlcÂntara (CLA): parte I - aspectos observacionais. Rev. Bras. Meteorol. 23(4):501-509.

SOLANO, L.L. 2008. Análisis de un parque eólico: Influencia en la tensión de la regulación de la potencia reactiva de sus aerogeneradores. Ed. Universidad Carlos III de Madrid (España). 183p.

SOZZI, R.; FAVARON, M.; GEORGIADIS, T. 1998. Method for the estimation of surface roughness and similarity function of the wind speed vertical profile. J. Appl. Meteorol. (USA). 37(5):461-469.

TAVARES, M.A.; DA SILVA, E.M.; BRAVO, J.M. 2011. Estimativa dos recursos eólicos no litoral cearense usando a teoria da regressão linear. Rev. Bras. Meteorol. 26(3):349-366.

WORLD WIND ENERGY ASSOCIATION WWEA. 2012. 2012 half year report. Ed. The World Wind Energy Association (Germany). 8p. Disponible desde internet en: http://www.wwindea.org/webimages/Half-year_report_2012.pdf (con acceso 29/10/2012).

Citado por