Pre - feasibility study of an offshore wind farm to increase the energy capacity of the Jepírachi Wind Farm

Autor: Luque Lazzo, María Victoria
Přispěvatelé: Palma Cuero, Diego, Morales Martin, Luz Yolanda
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2019
Předmět:
Popis: El objeto principal del proyecto es determinar el estudio de Pre – factibilidad, para un parque eólico con tecnología Offshore, y de esta manera aumentar la capacidad energética del parque eólico Jepírachi (La Guajira), ya que en la actualidad su funcionalidad es diferente a la inicialmente diseñada y por ende está obsoleta y es usada para otros fines, como atracción turística, de esta manera se tiene un pequeño ingreso, que no suple con las necesidades de la comunidad, ni solventa la inversión inicial. En principio se realiza la determinación del potencial energético del parque eólico Jepírachi, a partir de los potenciales de viento de la zona de influencia, adicional se escogerá la turbina eólica Offshore que solvente las necesidades energéticas de la misma, para ello, se tienen en cuenta los costos de construcción, instalación, operación, materiales y mantenimiento de una turbina eólica Offshore, ubicada en La Guajira; hecho en el que, se tendrá en cuenta los factores de diseño tales como: ubicación, área de influencia, velocidad del viento, potenciales de viento, fuerzas actuantes y la altitud, donde se procede a elegir la turbina eólica más rentable y óptima para generar la mayor capacidad energética en la zona de estudio. Por último, se realiza la evaluación económica, a partir de los costos CAPEX y OPEX; donde por definición el primero son los costos de inversión a capital y el segundo son los costos de operación y mantenimiento del proyecto. Además se utiliza los indicadores del VPN y la TIR, a partir de estos definir la viabilidad del proyecto. RESUMEN 6 ABSTRACT 7 1. OBJETIVOS 11 1.1 Objetivo General 11 1.2 Objetivos Específicos 11 2. JUSTIFICACIÓN 12 3. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA 17 4. ANTECEDENTES 18 5. MARCO TEORICO 19 5.2 Localización del parque eólico Jepírachi 19 5.2.1 Características generales 20 5.2.2 Red de conexión interna de los aerogeneradores 20 5.2.3 Parámetros de diseño parque eólico Jepírachi 21 5.2.4 Costos de construcción del parque eólico Jepírachi 23 5.5 Costos 26 5.5.1 CAPEX 27 5.5.2 OPEX 27 5.5.3 Costos muertos 27 5.5.4 Costos de oportunidad 27 5.6 Indicadores financieros VPN y TIR 27 5.6.1 Valor Presente Neto (VPN) 28 5.6.2 Tasa Interna de Retorno (TIR) 29 5.6.3 Costo energético 30 6. MARCO REFERENCIAL 31 7. MARCO CONCEPTUAL 38 8. MARCO LEGAL 40 9. MARCO HISTÓRICO 41 10. MARCO AMBIENTAL 42 11. METODOLOGIA 43 12. RESULTADOS 45 12.1 Potenciales energéticos 45 12.1.1 Costos de construcción 45 12.1.2 Costos de operación y mantenimiento 48 12.1.3 Costos de la energía por KW 52 12.2 Necesidades energéticas de Jepírachi 53 12.2.1 Generalidades de la zona en estudio 53 12.2.2 Elección diseño turbina eólica Offshore 54 12.3 Pre- factibilidad financiera del proyecto 58 12.3.1 CAPEX 61 12.3.2 OPEX 62 12.3.3 Capacidad energética 62 12.4 Viabilidad financiera del proyecto 63 12.4.1 Ingresos y egresos 64 12.4.2 Indicador financiero VPN y TIR 65 13. ANÁLISIS DE RESULTADOS 67 14. CONCLUSIONES 71 15. RECOMENDACIONES 73 15.1 Alternativas de Gestión (DOFA) 73 16. ANEXOS 75 16.1 Soporte figuras y tablas 75 16. BIBLIOGRAFÍA 84 INDICE DE TABLAS Tabla 1. Parámetros de diseño del parque eólico Jepírachi 21 Tabla 2. Criterios de diseño geométrico 22 Tabla 3. Cantidades de obra en la construcción de la vía 22 Tabla 4 . Equipo usado en la construcción de las vías 23 Tabla 5. Cargas para el diseño de las fundaciones de los aerogeneradores 23 Tabla 6. Cantidades de obra en fundaciones y plazoletas 23 Tabla 7. Esquema del flujo de fondos con financiamiento 25 Tabla 8. Esquema del flujo de fondos sin financiamiento 26 Tabla 9. Ejemplo del VPN 29 Tabla 10 .Costo energético MW para una turbina Offshore 30 Tabla 11. Configuraciones Turbinas Eólicas 35 Tabla 12. Porcentajes en cuanto a costos para las distintas tecnologías 36 Tabla 13. Velocidades del viento (m/s) en la Guajira 45 Tabla 14. Costos de las etapas de construcción 46 Tabla 15. Principales cantidades de obra para la construcción de la subestación 46 Tabla 16. Presupuesto del costo total de las vías del proyecto 47 Tabla 17. Costos de la gestión ambiental 48 Tabla 18. Costos personales 49 Tabla 19. Costos de los aspectos sociales 49 Tabla 20. Cronograma de ejecución 50 Tabla 21. Costos operativos 50 Tabla 22. Presupuesto del proyecto 51 Tabla 23. Costos de la energía según la tecnología 52 Tabla 24. Capacidad Energética eólica (MW) 53 Tabla 25. Características generales del proyecto 56 Tabla 26. Factor de carga de la generación de energía del parque eólico Jepírachi 58 Tabla 27. Costo inversión para las tecnologías generadoras de energía 62 Tabla 28. Capacidad total de generación eléctrica 62 Tabla 29. Parámetros técnicos turbinas Offshore 63 Tabla 30. Rendimiento de la maquinaria 64 Tabla 31.Costos del equipo 64 Tabla 32. Parámetros económicos de la propuesta 66 Tabla 33. Obtención valor presente de la propuesta 66 Tabla 34. Evaluación económica de la propuesta 66 Tabla 35. Alternativas de gestión (DOFA) 74 INDICE DE FIGURAS Figura 1. Distribución media anual de la velocidad del viento (m/s) 13 Figura 2. Densidades de la energía eólica en función de la altura y el tiempo 14 Figura 3. Plantas eólicas en la Guajira para el 2022 15 Figura 4. Ubicación del parque eólico Jepírachi 19 Figura 5. Localización regional del parque eólico Jepírachi 20 Figura 6. Interpretación de la TIR 29 Figura 7. Matriz mundial de producción de Energía 31 Figura 8. Tipos de cimentación con turbinas Offshore 32 Figura 9: Tipos de cimentación según la profundidad del mar 33 Figura 10: ejemplo de una plataforma y cimentación mono pile 34 Figura 11. Cámaras de succión para turbinas eólicas Offshore 34 Figura 12. Turbina eólica Bipala y Turbina eólica Tripala 35 Figura 13. Sistema mecánico de una turbina eólica 38 Figura 14. Metodología 43 Figura 15. Localización proyecto (propuesta) 54 Figura 16. Turbina eólica Mono pile 54 Figura 17. Cimentación turbina 55 Figura 18. Partes de la turbina 55 Figura 19. Aerogenerador SWT-500-154 siemens 57 Figura 20. Plataforma flotante Spar Floater 58 Figura 21. Aspectos sociales por la construcción del parque eólico Jepírachi 60 Figura 22. Impactos ambientales del parque eólico Jepírachi 61 Figura 23: Ingresos y Egresos de la propuesta 64 Figura 24: Presupuesto para implementar tecnología Offshore al parque eólico Jepírachi 65 Figura 25: Proyección de 11 años 66 Figura 26. Costo de la energía en un recibo de la luz 75 Figura 27.Recibo de la luz en la Guajira 77 Figura 28. Costo concreto 77 Figura 29. Costos maquinaria 78 Figura 30. Costos de excavación 78 Figura 31.Parametros para la proyección de la capacidad energética 79 Figura 32.Proyección de la capacidad energética 79 Figura 33. Costos materiales 80 Figura 34. Costos del relleno con motoniveladora y vibro compactador 80 Figura 35. Costos equipo eléctrico 81 Figura 36. Costos equipo de excavación 81 Figura 37. Costos demolición 82 Figura 38. Costos de las vigas de cimentación 82 Figura 39. Parque eólico Jepírachi 83 The main objective of the project is to determine the Pre - feasibility study, for a wind farm with technology, and in this way increase the capacity of the Jepírachi wind farm (La Guajira), Since its functionality is currently different from that initially designed and therefore obsolete and used for other purposes, as a tourist attraction, in this way there is a small income, which does not meet the needs of the community, nor does it solve. In principle the determination of the energy potential of the Jepírachi wind farm is carried out, from the wind potentials of the area of influence, additional Offshore wind turbine will be chosen to solve the energy needs of the same, for this, they are taken into account construction, installation, operation, materials and maintenance costs of an Offshore wind turbine, located in La Guajira; In which, design factors such as: location, area of influence, wind speed, wind potential, will be taken into account, acting forces and altitude, where the most profitable and optimal wind turbine is chosen to generate the highest energy capacity in the study area. Finally, the economic evaluation is carried out, based on the CAPEX and OPEX costs; where by definition the first are the investment costs to capital and the second are the costs of operation and maintenance of the project. In addition, the indicators of the VPN and the TIR are used, from these define the viability of the project. Pregrado
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