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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ESTUDIO DE FACTIBILIDAD: CENTRAL EOLICA EN ICA PROFESOR : Ing. Sarmiento Sarmiento Enrique ALUMNOS : - Amaya Vite Alberto 20102006B - Sosa Retamoso Hernán 20102512k

Estudio de Factibilidad 90

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Page 1: Estudio de Factibilidad 90

UNIVERSIDAD NACIONAL DE

INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD: CENTRAL

EOLICA EN ICA

PROFESOR : Ing. Sarmiento Sarmiento Enrique

ALUMNOS :

- Amaya Vite Alberto 20102006B

- Sosa Retamoso Hernán 20102512k

- Ccanchi Espinoza Johnny 20090125G

- Perez Neyra Jhordan 20104021I

SECCION: A

2013-II

Page 2: Estudio de Factibilidad 90

INDICE

INTRODUCCION.............................................................................................................................3

OBJETIVOS.....................................................................................................................................4

PLANEAMIENTO DEL ESTUDIO DE FACTIBILIDAD...............................................................5

ESTUDIO DE MERCADO..............................................................................................................6

ESTUDIO BASICO DE RECURSOS EOLICOS EN EL PERU...........................................11

POTENCIAL EOLICO DE LA ZONA...................................................................................12

ANALISIS DE DATOS ESTADISTICOS Y GRAFICOS...........................................................15

SISTEMA DE IDENTIFICACION.................................................................................................15

PRESENTACION DEL PROYECTO DESDE EL PUNTO DE VISTA DE INGENIERIA......16

CONCEPTO DE PROYECTO.....................................................................................................26

ANALISIS FISICO.........................................................................................................................26

SOLUCIONES A USAR................................................................................................................28

IMPACTO AMBIENTAL................................................................................................................28

ANALISIS ECONÓMICO:.............................................................................................................32

CONCLUSIONES..........................................................................................................................46

RECOMENDACIONES.................................................................................................................47

BIBLIOGRAFIA..............................................................................................................................48

1

Page 3: Estudio de Factibilidad 90

INTRODUCCION

El Perú tiene la electricidad más barata de América Latina, sin embargo, casi toda

la energía que utilizamos proviene de fuentes no renovables que representan

aproximadamente el 80% de la energía mundial y generan emisiones y residuos

que degradan el ambiente. Aunque el país posee un gran potencial para el

aprovechamiento de las energías renovables como la solar, hidráulica, biomasa,

geotérmica y eólica; aún hace falta promover un desarrollo energético sustentable

en términos de crecimiento económico, equidad social y protección del ambiente.

La energía eólica, por ejemplo, tiene un potencial para ahorrar 0.75 toneladas de

CO2 por cada megavatio (MW) sin producir emisiones de gases contaminantes a

la atmósfera. Esta fuente energética no sólo contribuiría con el ambiente, sino que

además permitiría ahorrar costos al sistema eléctrico peruano. Según el atlas

eólico, elaborado por encargo del Ministerio de Energía y Minas, el Perú cuenta

con un potencial disponible de 22,000 MW, especialmente en las regiones de Ica y

Piura, para la construcción y operación de los parques eólicos y aerogeneradores

aislados.

Para la Asociación Latinoamericana de Energía Eólica, Brasil es el país con mayor

MW instalados en América Latina (247 MW), seguido por México (88 MW) y Costa

Rica (74 MW); mientras que países como Estados Unidos (25,369 MW) y

Alemania (23,900 MW) son los que lideran la implementación de energía eólica.

Por otro lado, el Perú cuenta con menos de 1 MW, distribuido en Malabrigo (250

kilovatios), situado en el norte del país, y San Juan de Marcona (450 kilovatios) en

el sur; donde el potencial eólico puede alcanzar velocidades de 8 metros por

segundo.

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Page 4: Estudio de Factibilidad 90

OBJETIVOS

- Diseñar un central eólica para el abastecimiento de la provincia de Nazca.

- Disminuir las emisiones de CO2 en la generación de la energía eléctrica.

- Aprovechar los recursos naturales de la región.

-

3

Page 5: Estudio de Factibilidad 90

PLANEAMIENTO DEL ESTUDIO DE FACTIBILIDAD

El estudio de factibilidad se ha desarrollado en base a un plan de trabajo, el cual se indica

acontinuación:

FORMACION DEL GRUPO 11/09/2013 11/09/2013

ANALISIS DE NECESIDADES 12/09/2013 16/09/2013

ELECCION DE PROYECTO 16/09/2013 16/09/2013

RECOPILACION DE INFORMACION 16/09/2013 18/09/2013

ESTUDIO DE MERCADO 19/09/2013 25/09/2013

DATOS DE MINEM, OSINERG E INEI 19/09/2013 21/09/2013

DATOS DEL POTENCIAL EOLICO DEL PERU 21/09/2013 21/09/2013

PLANEAMIENTO DEL PROYECTO 23/09/2013 23/09/2013

PRESENTACION DEL PROYECTO DESDE EL PUNTO

DE VISTA DE INGENIERIA

25/09/2013 26/09/2013

ENTREGA DEL PRIMER AVANCE: PLANEAMIENTO

DEL PROYECTO

30/09/2013 30/09/2013

CONCEPTO DE PROYECTO 01/10/2013 02/10/2013

ENTREGA DEL SEGUNDO AVANCE: ESTUDIO DE

MERCADO

02/10/2013 02/10/2013

ANALISIS FISICO 03/10/2013 09/10/2013

ANALISIS ECONOMICO 09/10/2013 15/10/2013

ANALISIS FINANCIERO 15/10/2013 23/10/2013

ENTREGA DEL ESTUDIO DE FACTIBILIDAD 23/10/2013 23/10/2013

4

Page 6: Estudio de Factibilidad 90

ESTUDIO DE MERCADO

El estudio de mercado se ha realizado en base a información de estudios estadísticos de

MINEM, OSINERG e INEI.

Tabla N° 01: Consumo de energía eléctrica per cápita y participaciones por regiones

Región Población

habitantes

Participación

%

Consumo de

E. E.

GWh

Partici-

pación

%

Consumo de E.E.

Percápita

KWh/hab

Amazonas 413314 1.4 39.79 0.1 96.3

Ancash 1116265 3.8 1493.71 4.7 1338.1

Apurímac 446813 1.5 101.39 0.3 226.9

Arequipa 1218168 4.1 2452.6 7.7 2013.4

Ayacucho 650718 2.2 107.32 0.3 164

Cajamarca 1500584 5.1 912.32 2.9 608

Callao 941268 3.2 1621.31 5.1 1722.5

Cusco 1274742 4.3 813.79 2.6 638.4

Huancavelica 475693 1.6 246.69 0.8 518.6

Huánuco 826932 2.8 156.84 0.5 189.7

Ica 747338 2.5 1939.38 6.1 2595

Junín 1301844 4.4 881.45 2.8 677.1

La Libertad 1746913 5.9 1385.99 4.4 793.4

Lambayeque 1207589 4.1 573.9 1.8 475.2

Lima 9113684 30.9 13395.94 42.1 1469.9

Loreto 983371 3.3 1031.45 3.2 1048.9

Madre de dios 121183 0.4 39.48 0.1 325.8

Moquegua 171155 0.6 1842.41 5.8 10764.6

Pasco 292955 1 647.71 2 2211

Piura 1769555 6 1002.02 3.2 566.3

Puno 1352523 4.6 383.13 1.2 283.3

San Martín 782932 2.7 184.97 0.6 236.3

Tacna 320021 1.1 193.71 0.6 605.3

Tumbes 221498 0.8 135.05 0.4 609.7

Ucayali 464875 1.6 202.53 0.6 435.7

Total 29461933 100 31784.88 100 1078.8

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Page 7: Estudio de Factibilidad 90

Fuente: Documento del INEI "Estimaciones y Proyecciones" 1995 – 2025

Tabla N° 02: Estadística eléctrica por regiones

Generación

POTENCIA INSTALADA

2010 (MW)

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

2010 (GWh)

Región Mercado

Eléctrico

Uso

Propio

Total Mercado

Eléctrico

Uso Propio Total

Amazonas 16.66 2.3 18.95 55.35 0.64 55.98

Ancash 345.84 85.3 431.14 1567.05 99.88 1666.93

Apurímac 6.59 9.9 16.49 36.44 0.19 36.63

Arequipa 294.56 84.7 379.26 939.04 52.67 991.71

Ayacucho 5.73 5.73 11.71 11.71

Cajamarca 178.97 40.35 219.32 805.3 8.53 813.83

Callao 563.94 44.09 608.03 3418.24 71.73 3489.97

Cusco 112.77 40.71 153.48 746.2 91.2 837.4

Huancavelica 1017.45 5.32 1022.7 7072.85 11.78 7084.63

Huánuco 0.43 16.24 16.67 1.33 29.59 30.92

Ica 165.47 60.53 226 58.58 120.63 179.21

Junín 395.49 43.12 438.6 2082.25 124.33 2206.58

La libertad 102.2 113.04 215.24 156.13 140.23 296.36

Lambayeque 28.05 49.31 77.36 23.72 79.28 103

Lima 2734.63 207.6 2942.2 11361.39 314.45 11675.84

Loreto 69.03 295.91 364.94 276.38 793.6 1069.98

Madre de dios 15.13 15.13 4.98 4.98

Moquegua 410.27 28 438.27 1566.99 54.54 1621.53

Pasco 139.8 28.64 168.44 698.74 94.48 793.22

Piura 260.79 75.13 335.91 904.34 125.29 1029.64

Puno 135.35 15.24 150.59 616.49 10.96 627.45

San Martin 48.72 2 50.72 178 178

Tacna 36.2 0.56 36.76 100.15 0.16 100.31

Tumbes 18.88 7.34 26.22 47.92 12.86 60.77

Ucayali 234.27 7.7 241.97 778.96 7.59 786.55

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Page 8: Estudio de Factibilidad 90

TOTAL 7337.22 1262.98 8600.2 33508.51 2244.63 35753.14

DEPARTAMENTO ICA: VENTA DE ENERGÍA ELÉCTRICA INSTALADA POR

PROVINCIA, SEGÚN TIPO DE CONSUMO : 2006 - 2008

( Mega Watt hora )

TIPO DE

CONSUMO

TOTAL VENTA DE ENERGIA

ICA PISCO CHINCHA NASCA

2007

TOTAL 514468 239521 67734 164554 42659

PUBLICO 14198 7222 2337 2398 2241

DOMESTICO 119560 56634 20579 28626 13721

COMERCIAL 53085 25526 8460 12905 6194

AGROPECUARIO 151650 113078 7231 30982 359

INDUSTRIAL 175975 37061 29127 89643 20144

2008

TOTAL 548597 257934 71562 171086 48015

PUBLICO 16450 8452 2403 2557 3038

DOMESTICO 134878 62836 23671 31865 16506

COMERCIAL 59978 28739 9144 15291 6804

AGROPECUARIO 164445 118065 8492 37405 483

INDUSTRIAL 172846 39842 27852 83968 21184

Tabla N° 03: Venta de energía eléctrica instalada por provincia

De acuerdo a esta tabla, la demanda de energía eléctrica en el sector doméstico va

aumentando cada año, por eso en la siguiente tabla, se muestran las estimaciones de

demanda de energía eléctrica para los futuros años.

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Page 9: Estudio de Factibilidad 90

Tabla N°04: Detalle de la producción de demanda de energía, por nivel de tensión

Demanda de Energía

USUARIOS MENORES(MWh)

AREA

DEMANDADA

EMPRESA EN AREA 8

NASCA NIVEL DE TENSION MT+BT DEMANDA

NASCA

AÑO MT BT MT+BT

2010 38598.77 30887.82 69486.59 69486.59

2011 44891.49 33156.21 78047.7 78047.7

2012 51345.76 35569.79 86915.55 86915.55

2013 58708.72 38132.35 96841.07 96841.07

2014 66802.32 40847.83 107650.15 107650.15

2015 75493.99 43720.41 119214.4 119214.4

2016 85059.83 46754.47 131814.3 131814.3

2017 95606.68 49954.63 145561.31 145561.31

2018 107253.89 53325.79 160579.68 160579.68

2019 120135.69 56873.1 177008.79 177008.79

2020 134402.46 60602.06 195004.52 195004.52

2021 150224.6 64518.44 214743.04 214743.04

2022 167794.11 68628.4 236422.51 236422.51

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Page 10: Estudio de Factibilidad 90

ESTUDIO BASICO DE RECURSOS EOLICOS EN EL PERU

El Perú ya cuenta con un mapa eólico que permitirá brindar información sobre el potencial

eólico del país, herramienta muy útil para la ejecución de proyectos.

La elaboración de este mapa estuvo a cargo de la Empresa Telemática y Consorcio

Meteosim Trweind – Latin Bridge Business.

Este moderno sistema de información que permitirá conocer con precisión los lugares

más apropiados en el territorio nacional para instalar centrales eólicas, al ofrecer

información completa de la velocidad del viento y la densidad de potencia a tres alturas

sobre el suelo (50,80 y 100 metros), a nivel nacional y regional.

De este modo se dará un gran impulso a los proyectos orientados a la utilización de esta

forma de energía renovable, que hoy despierta particular interés a nivel mundial.

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Page 11: Estudio de Factibilidad 90

POTENCIAL EOLICO DE LA ZONA

Según el Atlas Eólico del Perú los departamentos de Ica y Piura, situados en la costa, son

las regiones que cuentan con el mayor potencial aprovechable, con 9.144 MW y 7.554

MW respectivamente, existiendo registros de viento de 5 a 7 m/s.

Velocidad del viento del Perú a 80m

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Page 12: Estudio de Factibilidad 90

Fig N°02: Atlas eólico del Perú, Ica

Del mapa eólico del Perú, se aprecia que hay zonas donde se puede aprovechar este

recurso, sin embargo aún no se han desarrollado este tipo de centrales.

A continuación se muestran las principales centrales eléctricas en el Perú

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Page 13: Estudio de Factibilidad 90

Fig. N°03: Principales centrales eléctricas

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Page 14: Estudio de Factibilidad 90

ANALISIS DE DATOS ESTADISTICOS Y GRAFICOS

I. Ica tiene una participación en el consumo de energía eléctrica del 6.1 %,

siendo el tercer departamento con mayor consumo.

II. En cuanto a generación Ica, produce 179.21 GWh, alrededor del 0.5 % del total

a nivel nacional.

III. De los datos de OSINERG la demanda de energía eléctrica aumentaría en

forma estimada de 121540 MWh a 262424 MWh, alrededor del 215 %.

IV. De la tabla, se comprueba que Ica es el departamento donde más potencia se

puede aprovechar del viento.

V. La velocidad media del viento en el sector de Nazca es de 7 – 8 m/s.

VI. En comparación con las centrales térmicas, las centrales eólicas producen

menos emisiones de CO2.

SISTEMA DE IDENTIFICACION

El proyecto se basa en el diseño de una central eólica en el departamento de Ica,

provincia de Nazca.

Existen centrales térmicas, las cuales no sólo contaminan el ambiente, sino que tienen

una baja eficiencia, pero aun así son requeridos para proveer de energía a la zona.

- Aumento rápido de la población, lo cual genera que aumente el sector industrial, y

por consecuencia aumente la demanda de energía eléctrica.

- Disminución en las emisiones de CO2.

- Contar que distintas formas de generación de energía eléctrica, ya que en el Perú

sólo hay centrales hidráulicas y centrales térmicas.

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Page 15: Estudio de Factibilidad 90

PRESENTACION DEL PROYECTO DESDE EL PUNTO DE VISTA

DE INGENIERIA

Los álabes que más se usan en todas las instalaciones de energía eólica construidas es

la turbina eólica de tres álabes, cuya construcción está basada en el esquema clásico

Danés.

Componentes de un aerogenerador

1. Aspas

Deben cumplir una serie de objetivos, entre las cuales está maximizar la energía

obtenida mediante un diseño aerodinámico apropiado, resistir cargas extremas y

minimizar peso y costo.

2. Sistemas de generación con y sin caja multiplicadora

Un aerogenerador con caja multiplicadora es el equipo mayormente

comercializado. Las aspas captan la energía del viento y transmiten el giro

rotacional hacia un eje que está conectado al generador eléctrico mediante la caja

multiplicadora (engranajes) que incrementa el número de revoluciones

traspasadas desde el rotor hacia el generador eléctrico que es encuentra a alta

velocidad.

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Page 16: Estudio de Factibilidad 90

Los generadores sin caja multiplicadora usan un sistema de transmisión directa,

empleando generadores multipolo de baja velocidad en combinación con velocidad

variable del rotor y pitch control. Este tipo de aerogeneradores evita el uso de

aceite lubricante para el sistema de engranaje, lo cual es una ventaja en la

operación y mantención.

3. Sistemas de Control

Los aerogeneradores poseen diferentes sistemas de control encargados de

cumplir con los parámetros exigidos tales como voltaje, frecuencia, potencia activa

y reactiva. Operan según criterio de seguridad y de maximización de potencia

generable.

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Page 17: Estudio de Factibilidad 90

Los sistemas de control se traducen físicamente en computadoras dentro de las

cuales se anidan los programas capaces de actuar sobre los distintos mecanismos

después de haber analizado en tiempo real las variables pertinentes a la operación

del aerogenerador.

4. Góndola

Con excepción de las aspas, el buje y la torre, los demás componentes de un

aerogenerador son situados sobre la torre en un compartimiento cerrado

comúnmente denominado “góndola”.

5. Torre

Es la estructura que soporta el rotor y la góndola. Pueden ser de acero, de

hormigón o de celo0sía. Las torres de celosía poseen menor costo debido a que

utilizan menor cantidad de material en su construcción, sin embargo, por su

apariencia, prácticamente han desaparecido en los aerogeneradores modernos

como las torres tubulares ancladas con tensores.

Para poder cumplir con los requerimientos de carga, resulta necesario regular la turbina,

es decir, conservar la potencia generada y el número de revoluciones, independiente de la

velocidad del viento.

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Page 18: Estudio de Factibilidad 90

No se puede utilizar toda la energía del viento que atraviesa el área del rotor de los

aerogeneradores. Si se pudiera captar toda la potencia de todos los tipos de viento,

incluso la de los vientos tempestuosos (velocidades mayores a 50 m/s), se obtendría una

producción anual sumamente alta. Pero si esto se realizara, se tendría que hacer una

construcción sumamente robusta y elegir un generador muy potente, lo cual conllevaría a

que nuestra instalación de energía eólica sea excesivamente pesada y costosa.

Asimismo, el periodo de trabajo a máxima carga resultaría pequeño, lo cual se puede

observar a partir de las curvas de repetitividad de la velocidad del viento. Por otro lado, la

energía necesaria para el usuario es una cantidad casi constante e igual todos los días;

en consecuencia, la máxima energía que está en posibilidades de dar la central eléctrica

en el corto tiempo (cuando se produzcan estos vientos) pueda ser, en general, no

aprovechada por nadie. Finalmente, el aerogenerador diseñado para trabajar a vientos

tempestuosos tendría una eficiencia muy baja cuando la velocidad del viento disminuya.

Por eso, la velocidad del viento para el cálculo es la velocidad promedio anual en el lugar

de la central eléctrica. A continuación mostramos la clasificación de las velocidades de

viento, la cual usaremos para determinar el aerogenerador más conveniente.

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Page 19: Estudio de Factibilidad 90

Los aerogeneradores escogidos en esta oportunidad provienen de la empresa alemana

Enercon y de la empresa Vestas, cuyo origen fue en Dinamarca, pero ahora tiene una

gran influencia en el mercado latinoamericano. Las posibilidades geográficas, entre las

cuales se encuentra que el nivel de aire óptimo está en el rango de los 80 m. Haremos

una comparación entre dos aerogeneradores de la empresa Enercon y un aerogenerador

de la empresa Vestas:

Características E-42 E-70 V112

Potencia nominal

(25m/s): 800 kW 2.300 kW 3.300 kW

Diámetro del rotor: 48 m 71 m 112 m

Altura de buje en metros 50 m / 60 m / 76 m57 / 64 / 74 / 85 /

98 / 11384 / 94

Clase de viento (IEC): IEC/NVN IIAIEC/EN IA e

IEC/EN IIAIEC IIA

7 m/s 180 kW 400 kW 900 kW

8 m/s 275 kW 626 kW 1300 kW

9 m/s 400 kW 892 kW 1900 kW

10 m/s 555 kW 1223 kW 2500 kW

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Page 20: Estudio de Factibilidad 90

También vamos a realizar una comparación entre tres aerogeneradores de eje vertical,

que, si bien no son muy usados en la industria actual, presentan ciertas ventajas frente a

los aerogeneradores de eje horizontal, y pueden ser útiles en ciertas situaciones:

No necesitan sistema de arranque o sistema de frenado.

La velocidad mínima es, generalmente, 1 m/s, mientras que los aerogeneradores

de eje horizontal es de 3 m/s.

Requieren un mantenimiento mínimo y de mayor facilidad.

Presentan un menor ruido.

Se integran con mayor facilidad en medios urbanos y aislados, debido a su poco

espacio geográfico.

Son respetuosos con la fauna, sin riesgo para las aves.

Características Zibo CatWind KliuxEnergies Aeolos-V 10kW

Potencia nominal: 5 kW 4 kW 10 kW

Diámetro del rotor: 4 m 2.36 3 m

Altura de buje en

metros11 m 10 m 14 m

Clase de viento (IEC): IEC/NVN IA IEC/NVN IA IEC IA

Voltaje de salida 220/380 V 230 V 300/380 V

7 m/s 2.5 kW 1.103 kW 6.552 kW

8 m/s 2.9 kW 1.684 kW 7.24 kW

9 m/s 3.2 kW 2.394 kW 8.53 kW

10 m/s 4.35 kW 3.22 kW 9.74 kW

Respecto al primer gráfico, se observa que en el segundo aerogenerador hay un mayor

rango de altura, el cual varía de 57 a 113 m, en el primero su altura máxima es de 76 m, y

en la turbina V112 su altura máxima es de 94 m. Para esta característica el segundo

aerogenerador es más versátil, ya que los estudios del viento varían, para un estudio más

profundo se podría encontrar que el viento más aprovechable está por encima de los 100

m.

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Page 21: Estudio de Factibilidad 90

Otro factor importante es la potencia generada de acuerdo a la velocidad del viento. En

esta característica se observa que el de mayor desempeño es el aerogenerador de la

empresa Vestas, el cual daría entre 1300 y 1900 kW, ya que la velocidad promedio está

entre los 8 y 9 m/s. Un factor que desfavorece al V112 es el hecho que el diámetro del

rotor sea de 112 m el cual ocuparía bastante terreno, así mismo, su costo de fabricación

es más elevado que el del E-40 y E-70. Un factor de ventaja para el E-70 es que puede

estar entre los rangos de viento IEC IA y IEC IIA, lo cual lo haría rentable en días de poco

viento, a diferencia de los otros dos aerogeneradores que solo son óptimos en IEC IA.

Para el segundo cuadro, podemos observar que la potencia generada y el voltaje

necesario son mucho menores que los producidos en los generadores de eje horizontal.

Observamos que las dimensiones son menores, los cuales pueden ser una gran ventaja

debido al menor espacio geográfico necesario.

ÁREA A OCUPAR POR LOS AEROGENERADORES

Los principales componentes de un proyecto eólico son:

Uno o varios aerogeneradores, eventualmente con trasformadores separados.

Cables internos subterráneos entre los aerogeneradores y hasta el punto de

conexión a la red eléctrica o subestación.

Transformador o subestación eléctrica.

Caminos de acceso.

Caseta de control.

Estación meteorológica con uno o más equipos de monitoreo de viento.

Nuestro proyecto eólico va a estar configurado por más de un aerogenerador, los cuales

deben estar colocador a una distancia adecuada los unos de los otros, para que no se

interfieran entre si, desde el punto de vista aerodinámico y para optimizar el uso del

terreno disponible en función de la exposición al viento.

Como norma general, y en la medida que la topografía lo permita, la separación entre

aerogeneradores en un parque eólico es de 5 a 9 diámetros de rotor en la dirección de los

vientos dominantes, y de 3 a 5 diámetros de rotor en la dirección perpendicular a los

vientos dominantes.

20

Page 22: Estudio de Factibilidad 90

Si bien el área total de los parques puede ser significativa, solo entre el 1% y el 3% de

dicha área es ocupada por los aerogeneradores, pudiéndose desarrollar otras actividades

en el resto del área, tales como agricultura o ganadería.

De acuerdo a este esquema, y considerando que buscamos 10 MW de potencia en el

bosque eólico, para el E-40 necesitaríamos 36 aerogeneradores, con el E-70

necesitaríamos 16 turbinas, y para el V-112 necesitaríamos 8 aerogeneradores.

Vamos hacer el estudio del E-70 y del V-112, ya que el E-48 queda descartado por el gran

número de aerogeneradores, lo cual implica una mayor inversión. Para el V-112 hacemos

una formación de 2 filas de aerogeneradores, con cuatro en cada una, lo cual ocupa 98D2,

lo cual sería unas 124 hectáreas aproximadamente, incluido la subestación. Para el E-70

hacemos una formación similar al ejemplo, tres filas de aerogeneradores, la primera y la

tercera con 5 y la segunda con 6 turbinas, que ocupa 280D2, y serían 142 hectáreas

incluida la subestación. Con estos datos el aerogenerador ideal sería el V-112.

CONSIDERACIONES DE CONSTRUCCIÓN

Por su parte, por medio de cables subterráneos, los aerogeneradores se encuentras

conectados a un transformador o subestación eléctrica desde la cual el parque se conecta

21

Page 23: Estudio de Factibilidad 90

al sistema eléctrico donde se entre la energía. La necesidad de una subestación para el

parque eólico dependerá del tamaño del parque y de las características de la red eléctrica

a la cual se conecta, siendo más probable su requerimiento en grandes parques eólicos.

A continuación mostramos una subestación eléctrica:

Una consideración especial que se tiene que evaluar es el impacto en la fase de

construcción, a continuación mostramos ciertos impactos de carácter temporal:

Emisiones de polvo por la construcción de caminos o fundaciones de los

aerogeneradores y el transporte.

Emisiones de material particulado, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y

monóxido de carbono por el aumento del uso de vehículos.

Pérdida de vegetación y alteración de fauna por la construcción de caminos de los

aerogeneradores. Se debe evaluar la necesidad de compensar este impacto.

Generación de residuos sólidos (madera, escombros, papel, plásticos, etc.), los

cuales tendrán que ser adecuadamente reciclados o removidos para no generar

contaminación.

Generación de ruido durante la construcción, por lo tanto es necesario evaluar la

legislación respectiva y qué tan lejos de la población se encuentra el proyecto.

Impacto vial por el traslado de los equipos en camiones de gran envergadura.

Para la etapa de construcción es necesario tener en consideración lo siguiente:

22

Page 24: Estudio de Factibilidad 90

Es necesario disponer de un acceso adecuado al lugar de emplazamiento, y eso

considera el mejoramiento o creación de los accesos que se requieran.

El número de viajes que deben hacer los camiones para el montaje de un

aerogenerador depende del procedimiento de montaje y del tamaño del

aerogenerador. En general, para aerogeneradores mayores se puede suponer: 1

viaje para cada aspa, 1 viaje para el buje, 1-2 viaje para la góndola y el generador,

2-3 viajes para una torre de acero de hasta 70 m, 4-5 viajes para una torre de

acero entre 70-90 m y 5-7 viajes para una torre de acero entre 80-110 m.

El montaje de los aerogeneradores se realiza a través de grúas móviles cuyo

tamaño depende de la dimensión del aerogenerador. A modo de referencia, para

un aerogenerador de 1800 kW se requiere de una grúa principal que debe tener

una capacidad aproximada de entre 300-400 toneladas y una grúa adicional de

aproximadamente 120 toneladas. Para nuestro caso, que es una turbina de 3300

kW, necesitaríamos una grúa de 500 toneladas.

Es importante señalar que la cimentación sobre la cual se establezca la torre debe

resistir las fuerzas en condiciones adversas, como por ejemplo en tormentas,

donde la velocidad del viento aumenta.

23

Page 25: Estudio de Factibilidad 90

CONCEPTO DE PROYECTO

Soluciones:

1. Usar aerogenerador E-70, de 2300 KW, generando de 400 a 890 KW en el rango

de velocidades de 7 a 9 m/s.

2. Usar aerogenerador V-112 de 3300 KW, generando de 900 a 1900 KW en el rango

de velocidades de 7 a 9 m/s.

3. Usar aerogenerador E-42 de 800 KW, generando de 180 a 400 KW en el rango de

velocidades de 7 a 9 m/s.

4. Usar 2 aerogeneradoresSWT-2.3-108 de 2300 KW y 2 - SWT-3.15-108.

5. Usar aerogeneradores HW77 de 1500 kW, con un sistema de control tipo PLC.

6. Usar aerogeneradores de eje vertical Zibo CatWind, KliuxEnergies, Aeolos-V 10

Se usarán transformadores de 0,69kV/20kV para cualquier de los casos de

aerogeneradores.

ANALISIS FISICO

A. Potencia generada por aerogenerador: Este criterio compara la potencia

nominal de los aerogeneradores.

B. Conocimiento técnico: Este criterio analiza si se cuenta con el conocimiento

necesario para poder realizar esta solución.

C. Equipos necesarios para su fabricación: Este criterio filtra las alternativas

analizando si la empresa o institución cuenta con la maquinaria suficiente para

ejecutar el proyecto.

D. Facilidad de construcción: Este criterio evalúa si la empresa cuenta con el

personal capacitado para la elaboración del producto.

E. Facilidad de servicio de mantenimiento:Si los aerogeneradores pueden recibir

mantenimiento fácilmente o requiere de servicios especiales.

F. Necesidad de un especialista:Este criterio analiza si la empresa necesita

contratar a un especialista para poder desarrollar la tecnología no conocida.

24

Page 26: Estudio de Factibilidad 90

G. Velocidad nominal del viento: Este criterio analiza y compara el rango de

velocidades en las que están diseñadas.

H. Cantidad de aerogeneradores a usar: Este criterio compara cuantitativamente

los aerogeneradores a usarse.

I. Disponibilidad de materiales en el mercado nacional:Este criterio evalúa las

soluciones desde el punto de vista de que se pueda trasladar los materiales con

relativa facilidad al Perú.

J. Disponibilidad de una puesta a tierra: Aquí se ve si la estructura a construir

cuenta con un sistema de puesta a tierra acorde con la norma respectiva.

CRITERIOS SOLUCIONES

S1 S2 S3 S4 S5 S6

A 4 5 2 5 4 1

B 3 4 4 4 4 3

C 3 3 3 3 3 3

D 4 4 4 4 4 4

E 3 2 3 2 3 3

F 1 3 2 4 3 3

G 3 4 4 4 4 3

H 4 5 1 5 5 1

I 3 3 4 3 4 3

J 4 4 4 4 4 4

  3.2 3.7 3.1 3.8 3.8 2.8

25

Page 27: Estudio de Factibilidad 90

SOLUCIONES A USAR

S2: Usar aerogenerador V-112 de 3300 KW, generando de 900 a 1900 KW en el rango de

velocidades de 7 a 9 m/s. Fabricante: VESTAS

S4: Usar 2 aerogeneradores SWT-2.3-108 de 2300 KW y 2 - SWT-3.15-108.

Fabricante: Siemens

S5: Usar aerogeneradores HW77 de 1500 kW, con un sistema de control tipo PLC.

Fabricante: Hewind

IMPACTO AMBIENTAL

Los sistemas de energías renovables en general son de mucho beneficio debido a que no

hay subproductos de gases contaminantes como es el caso de las plantas de energía

convencionales. Se muestra en la siguiente tabla una equivalencia en la producción de

gases contaminantes para dos tipos de plantas de generación de energía, a base de

carbón y gas, con los sistemas eólicos.

Gas

contaminanteCarbón Gas

Turbinas

eólicas

Óxidos de azufre 1.2 0.004 0

Óxidos de

nitrógeno2.3 0.002 0

Sólidos 0.8 0 0

Dióxido de

carbono865 650 0

Producción de gases contaminantes en kg/MW-h

Sin embargo, en el caso de sistemas eólicos, existen efectos nocivos sobre el medio

ambiente no relacionados con la emisión de gases contaminantes. El impacto negativo

sobre el medio ambiente de las turbinas eólicas puede ser clasificado en las siguientes

categorías:

26

Page 28: Estudio de Factibilidad 90

• Interacción con aves

• Impacto visual sobre el paisaje

• Ruido producido

INTERACCIÓN CON AVES

Las aves colisionan a menudo con líneas aéreas de alta tensión, mástiles, postes y

ventanas de edificios. Sin embargo, rara vez se ven molestadas por los aerogeneradores.

Estudios de radar en Tjaereborg, en la parte occidental de Dinamarca, donde hay

instalado un aerogenerador de 2 MW con un diámetro de rotor de 60 metros, muestran

que las aves (bien sea de día o de noche) tienden a cambiar su ruta de vuelo unos 100-

200 metros antes de llegar a la turbina, y pasan sobre ella a una distancia segura. En la

figura inferior se muestran estadísticas de decesos de aves. El único emplazamiento

conocido en el que existen problemas de colisión de aves está localizado en Altamont

Pass, en California. Las colisiones no son comunes ahí, aunque la preocupación es mayor

dado que las especies afectadas están protegidas por ley.

Estadística de deceso de aves

27

Page 29: Estudio de Factibilidad 90

IMPACTO VISUAL SOBRE EL PAISAJE

Comparado con los otros efectos sobre el medio ambiente, el impacto visual es el menos

cuantificable pues depende en gran medida de la situación geográfica del emplazamiento.

Algunos factores a tener en cuenta para el diseño del emplazamiento son el orden, la

armonía con el paisaje, la continuidad en los contornos de la geografía, color.

En áreas llanas suele ser una buena idea situar las turbinas en una distribución

geométrica simple, fácilmente perceptible por el espectador. Las turbinas situadas

equidistantemente a lo largo de una línea recta es una buena solución. Sin embargo,

existen límites a la utilidad de ser dogmáticos sobre la utilización de patrones simples. En

paisajes con fuertes pendientes, rara vez es viable la utilización de un patrón simple, y

suele ser mejor hacer que las turbinas sigan los contornos de altitud del paisaje, o

loscercados u otras características del paisaje.

RUIDO PRODUCIDO

El ruido producido es uno de los efectos de los aerogeneradores que más se ha

estudiado, el ruido se define de manera práctica como sonido no deseado y sus efectos

pueden clasificarse en 3 categorías generales:

• Efectos subjetivos que incluyen intranquilidad e insatisfacción.

• Interferencia con actividades como conversar, dormir, atender clases, etc.

• Efectos fisiológicos como ansiedad permanente y pérdida de la capacidad auditiva.

En la mayoría de los casos, los niveles de ruido asociados al medio ambiente producen

efectos en las dos primeras categorías. Sólo para casos de trabajadores en plantas

industriales o personal que labora cerca de aviones pueden experimentar efectos en la

tercera categoría de no tomar las previsiones debidas. Las turbinas de viento

normalmente están situadas en lugares aislados y lejos de grandes concentraciones

urbanas, sin embargo en el caso de pequeños sistemas cercanos a personas los efectos

28

Page 30: Estudio de Factibilidad 90

del ruido pueden ser nocivos y debe tenerse en cuenta el nivel de ruido como parámetro

de diseño para pequeñas turbinas de viento.

La principal fuente de ruido en los aerogeneradores proviene de las puntas de los álabes

los cuales generan turbulencia y en consecuencia un ruido constante que se incrementa

con la velocidad. La otra fuente principal procede del generador, la caja multiplicadora y

las conexiones, y puede ser fácilmente reducido mediante técnicas convencionales.

Diferentes formas de disminuir el ruido incluyen diseños especiales para las transmisiones

en la parte de los dientes y un adecuado diseño aerodinámico de los álabes para

disminuir la turbulencia inducida por el movimiento.

Mapa de ruido de un aerogenerador

Para el caso de nuestra central eólica, el objetivo va a ser construirla lejos de la población

de Marcona.

29

Page 31: Estudio de Factibilidad 90

ANALISIS ECONÓMICO:

Para realizar el análisis económico analizaremos cada solución seleccionadas en

el análisis físico.

El cálculo de costos parte del análisis de 3 gastos, que son:

El precio del aerogenerador que depende la marca y el número de unidades a

usar.

El precio de la obra civil que incluye:

La construcción de caminos, pistas para el traslado de equipos y maquinaria.

Plataformas de montaje para situar las grúas y acopios junto a las torres para

la evaluación de equipos.

Cimentación para la base de concreto armado de los aerogeneradores.

El precio de las obras electromecánicas que incluye la construcción de zanjas

subterráneas para los cables eléctricos entre las torres y la subestación

transformadora, también la construcción de un adecuado sistema de puesta a

tierra.

1. Precio del aerogenerador:

Los aerogeneradores que se usarán en el parque eólico en Ica son del tipo rotor

tripala, los cuales producen una potencia nominal diferente para cada solución.

Están diseñados para operar a temperaturas ambientales exteriores

comprendidas en el rango -20°C y +40°C que fácilmente pueden trabajar en la

zona del desierto de Ica. Además son capaces de operar en condiciones de

humedad relativa del 95 % de forma continuada.

Solución 1:

30

Page 32: Estudio de Factibilidad 90

Usar 4 aerogeneradores V-112 de 3300 KW. Fabricante: VESTAS –

Dinamarca.

Los aerogeneradores VESTA V-112 de dimensiones:

Torre de 94 metros de altura y 4.2 metros de diámetro

Rotor de 112 metros de diámetro

Nacelle de 14 metros de longitud

Se encontró que el costo por cada unidad es:

Precio unitario Precio global

Aerogenerador (US$) 5221540.5 20886162

Solución 2:

Usar 2 aerogeneradores SWT-2.3-108 de 2300 KW y 2 SWT-3.15-108.

Fabricante: SIEMENS – Alemania

31

Page 33: Estudio de Factibilidad 90

Los aerogeneradores SIEMENS SWT-2.3 de dimensiones:

Torre de 80 metros de altura y 3.6 metros de diámetro

Rotor de 108 metros de diámetro

Nacelle de 13.5 metros de longitud

Se encontró que el costo por cada unidad es 3639255.5 Dólares

Los aerogeneradores SIEMENS SWT-3.15 de dimensiones:

Torre de 92 metros de altura y 4 metros de diámetro

Rotor de 112 metros de diámetro

Nacelle de 13.8 metros de longitud

Se encontró que el costo por cada unidad es 4984197.8 Dólares

Precio unitario Precio global

Aerogenerador SWT-2.3 (US$) 3639255.5 7278511

Aerogenerador SWT-3.15 (US$) 4984197.8 9968395.6

Total 17246906.6

Solución 3:

32

Page 34: Estudio de Factibilidad 90

Usar 7 aerogeneradores HW77 de 1500 KW, con un sistema de control PLC.

Fabricante: Hewind – China

Los aerogeneradores Hewind HW77 de dimensiones:

Torre de 70 metros de altura y 3 metros de diámetro

Rotor de 77 metros de diámetro

Nacelle de 12 metros de longitud

Se encontró que el costo por cada unidad es 2373427.5 Dólares

Precio unitario Precio global

Aerogenerador (US$) 2373427.5 16613992.5

2. Precio de la obra civil:

El precio total de la obra civil se puede dividir en gastos fijos como la

construcción de caminos para el transporte de equipos y maquinaria y

construcción de plataformas para grúas; en otro lado el gasto variable es el

costo de la cimentación para la torre que depende de la altura y el diámetro de

ésta.

Cálculo del gasto fijo:

33

Page 35: Estudio de Factibilidad 90

Caminos y pistas de acceso y viales interiores:

Los caminos viales internos tendrán un ancho mínimo necesario de 6 m y

una longitud de aproximadamente 30 km, incluyendo los viales interiores y el

camino de acceso al parque.

El radio mínimo de curvatura será de 35 m siendo precisa, en algunos radios,

la realización de sobre anchos en el camino que posibiliten el paso de los

componentes. Tendrán una pendiente máxima 14%.

Los viales requerirán en cada caso excavación o relleno de terraplén y

relleno con espesor mínimo de 10-25 cm. De esta forma, se asegura que

tanto la pendiente longitudinal como la pendiente lateral sean adecuadas

para el tránsito de los camiones que llevarán los equipos.

34

Page 36: Estudio de Factibilidad 90

Se estimó que el costo para la construcción de pistas es de 1 millon de dólares

Plataformas para situar las grúas:

Junto a cada generador se prevé construir un área de maniobra de

aproximadamente 40 x 30 m, a la que se denominará plataforma de montaje,

necesaria para la ubicación de grúas y camiones empleados en el izado y

montaje del aerogenerador.

Para el diseño de las plataformas de montaje de los aerogeneradores se han

seguido las prescripciones del fabricante de los mismos, que vienen

determinadas por las dimensiones de los vehículos, la maniobrabilidad de los

mismos y la necesidad de superficie libre para el acopio de los materiales.

35

Page 37: Estudio de Factibilidad 90

Se calculó que el costo para la construcción de plataformas es de 800 mil

dólares.

Cálculo del gasto variable:

La cimentación de las torres depende del diámetro y la altura de esta, el cálculo

de este gasto se puede aproximar de la siguiente manera:

Costo=155∗n∗Ltorre∗Dtorre2

36

Page 38: Estudio de Factibilidad 90

Donde:

Costo en dólares

N: Número de torres

Ltorre: Longitud de la torre en metros

Dtorre: Diámetro de la torre en metros

37

Page 39: Estudio de Factibilidad 90

Solución 1:

Usar 4 aerogeneradores V-112 de 3300 KW.

n=4 ; L=94m;D=4.2m

Costo

Cimentación (US$) 1028059.2

Solución 2:

Usar 2 aerogeneradores SIEMENS SWT-2.3

n=2; L=80m;D=3.6m

Usar 2 aerogeneradores SIEMENS SWT-3.15

n=2; L=92m;D=4m

Costo

Cimentación SWT-2.3(US$) 321408

Cimentación SWT-3.15(US$) 456320

Total 777728

Solución 3:

38

Page 40: Estudio de Factibilidad 90

Usar 7 aerogeneradores HW77 de 1500 KW

n=7 ; L=70m;D=3m

Costo

Cimentación (US$) 683550

Finalmente el costo por obra civil es:

Costo obra civil (US$)

Solución 1 2828059.2

Solución 2 2577728

Solución 3 2483550

3. Precio de obras electromecánicas:

Dado que todas las soluciones se cuentan con el mismo voltaje de salida

(690V), el costo por obras electromecánicas será el mismo para cada caso.

Este gasto se divide en :

Construcción de Zanjas:

Las zanjas tendrán por objeto alojar las líneas subterráneas de media tensión

a 20 kV, el cable de fibra óptica para las comunicaciones y la línea de tierra.

Esta red de zanjas se tenderá en general en paralelo a los viales en el lado

más cercano a los aerogeneradores, para facilitar la instalación de los cables

y minimizar la afección al entorno. En las zonas de plataformas, discurrirán

por el borde de la explanación.

Las zanjas tendrán una anchura mínima de 0,60 m y máxima de 1,20 m

(variable en función delnúmero de circuitos eléctricos que discurran por la

misma). Poseerán un lecho de arena lavada de 0,10 m sobre el que

descansarán los cables para evitar su erosión durante el tendido.

Los cables se cubrirán con 0,30 m de arena silícea de río y una placa de

protección mecánica. La zanja se tapará con relleno de tierras procedente de

la excavación con una baliza de señalización (cinta plástica) a cota –0,30 m.

39

Page 41: Estudio de Factibilidad 90

Para el cruce de viales, se prevé la protección de los cables mediante su

instalación bajo tubo de PVC de 200 mm de diámetro y posterior refuerzo

con concreto. Se colocarán arquetas a ambos lados de los pasos reforzados.

Sistema de protección:

El sistema de protección a ser implementado deberá cumplir con los

requisitos mínimos para los sistemas de protección del SEIN, establecidos

por el Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional

(COES).

Sistema de medición y control:

40

Page 42: Estudio de Factibilidad 90

Se implementará un sistema de medición principal en la subestación de

Parque Eólico, el cual estará equipado de la siguiente manera:

Contador de energía electrónico, multifunción, con clase de precisión 0.2,

para medición de energía activa (kWh), energía reactiva (kVArh), máxima

demanda, doble tarifa como mínimo, bidireccionales, con memoria de masa

para registro y con accesorios para acceso remoto (módem).

Sistema de alumbrado:

Se deberá instalar un sistema de alumbrado normal y otro de emergencia,

mediante proyectores ubicados y distribuidos de manera de obtener un nivel

de iluminación de acuerdo con las normas aplicables.

Los circuitos de alumbrado normal y de emergencia serán alimentados de los

servicios auxiliares en corriente alterna y continua correspondientes.

La subestación deberá contar con iluminación perimetral general. Para la

iluminación localizada en el patio de llaves se deberá prever que esta sea

realizada por medio de proyectores.

La subestación deberá contar con un sistema de alumbrado de emergencia

por medio de luminarias con lámparas incandescentes alimentadas desde el

sistema de 110 Vcc.

Subestación eléctrica y conexión al SEIN:

Los circuitos eléctricos de media tensión del parque eólico se proyectan en

20 kV y conectan directamente los transformadores de cada turbina con la

subestación eléctrica del parque, llamada SET PE Marcona 220/20 kV.

Dichos circuitos irán enterrados en zanjas dispuestas, en general, en paralelo

a los caminos del parque para minimizar el impacto a la hora de realizar la

instalación.

Líneas de alta tensión

41

Page 43: Estudio de Factibilidad 90

Para el P.E. Marcona se instalará una línea de transmisión de 220 kV y 27

km de longitud que conectará la subestación eléctrica del parquecon la

subestación Marcona.

Se instalará un total de 102 torres de alta tensión, separadas cada 300 m.

Las torres que se colocarán tendrán una altura de entre 42 y 52 m y un área

basal de 25 m2 (5 x 5). La altura mínima sobre el suelo de los cables de

conducción será mayor a 7 m. La faja de servidumbre será de 25 m por línea

o cable (12.5 m a cada lado).

Las características principales de la línea de transmisión son:

Tensión: 220 kV

Nº de circuitos: 01

Longitud total: 27 km

Conductor activo: ACAR 481 mm²

Estructuras: Torres de celosía de acero galvanizado

Aislamiento: Aisladores de porcelana tipo suspensión anti neblina

Puesta a tierra: Conductor de acero recubierto con cobre de 35 mm2,

varilla de acero recubierto con cobre de 16mmΦ x 2,4 m

Finalmente el costo de las obras electromecánicas asciende a 5 millones de

dólares

Resultado:

Finalmente, luego del análisis económico los costos de cada solución son:

Costo obra civil (US$)

Solución 1 28714221.2

Solución 2 24824634.6

Solución 3 24097542.5

42

Page 44: Estudio de Factibilidad 90

Calculo del costo del kWh generadoSOLUCIONES 1 2 3

Inversion (US$) 28714221.2 24824634.6 24097542.5

Potencia Generada (kW) 10000 10000 10000

TIR 5.8 7.6 8

Costo de capital anualizado 246.29 245.37 245.44

costos de operación y mantenimiento(US$) 229.716 198.60 192.78

tiempo en horas (h) 8760 8760 8760

factor de capacidad 0.4 0.4 0.4

Costo de generación (cUS$/kWh) 13.58 12.67 12.51

43

Page 45: Estudio de Factibilidad 90

Estudio Financiero

Analizaremos ahora si el proyecto es factible económicamente hablando. La

rentabilidad de proyecto se estudia en base a la determinación del valor actual

neto VAN, tasa interna de rentabilidad TIR conceptos ampliamente aceptados en

la valoración de inversiones.

Primero ordenaremos los costos que se generaran en la ejecución del

proyecto de la Central Eólica en Ica.

Al análisis económico donde se estimó los costos de inversión agregaremos el

costo de licencias y permisos. Y se hizo el siguiente cuadro:

OPCIONES Generadores

V112

SWT 2.3-108 y SWT

3.15-108

Generadores

HW

COSTOS

De los generados

(US$)

20886162.00 17246906.60 16613992.50

De obra civil (US$) 2828059.20 2577728.00 2483550.00

De distribución (US$) 5000000.00 5000000.00 5000000.00

De licencias y permisos

(US$)

720000.00 720000.00 720000.00

Costo de Inversión Total 29434221.20 25544634.60 24817542.50

Ahora, después de averiguar en el mercado y apoyándonos en bibliografías como

proyectos de generación eólica. Encontramos valores como el costo de energía, el

consumo de energía anual, los gastos operación y mantenimiento,

Consumo de energía eléctrica anual: 49459.33 MWh

Perdidas por transmisión: 5%

44

Page 46: Estudio de Factibilidad 90

Gastos de operación y mantenimiento anuales:

- 4 Generadores V-112 300 000 US$

anuales

- 2 Generad. SWT2.3-108 y 2 Generad. SWT3.15-108 240 000 US$

anuales

- 7 Generadores HW77 400 000 US$

anuales

Costo de la energía eléctrica: 0.06552 US$/kWh

Carga social:

- 4 Generadores V-112 25 000 US$

anuales

- 2 Generad. SWT2.3-108 y 2 Generad. SWT3.15-108 19 000 US$

anuales

- 7 Generadores HW77 28 000 US$

anuales

Generadores

V112

SWT 2.3-108 y

SWT 3.15-108

Generadore

s HW

Consumo de energía

eléctrica anual49459.33 49459.33 49459.33

Perdidas por transmisión

(5%)2472.97 2472.97 2472.97

Precio de venta de energía

eléctrica anual (US$)3078546.54 3078546.54 3078546.5

Ahora pasaremos a elaborar el flujo de cajas para cada una de las tres

opciones, para luego calcular el TIR y el VAN.

El parque eólico se proyecta para una vida útil de 20 años en cada uno de las 3

opciones.

45

Page 47: Estudio de Factibilidad 90

A. Para la Planta de Generación Eólica con 4 generadores tipo V-112 de 3300

KW Fabricante: VESTAS – Dinamarca.

año 0 año 1 año 2 … año 19 año 20

INGRESOS

Energía vendida 0.00 3,078,546.54 3,078,546.54 … 3,078,546.54 3,078,546.54

EGRESOS …

Costo de los

generadores17,246,906.60 - - … - -

Costo de obra civil 2,577,728.00 - - … - -

Costo de distribución 5,000,000.00 - - … - -

Costo de licencias y

permisos720,000.00 - - … - -

Gastos de operación y

mantenimiento- 300,000.00 300,000.00 … 300,000.00 300,000.00

Carga social 25,000.00 25,000.00 … 25,000.00 25,000.00

Impuestos 550,709.31 550,709.31 … 550,709.31 550,709.31

Flujo neto-

29,434,221.202,527,837.23 2,527,837.23 … 2,527,837.23 2,527,837.23

46

Page 48: Estudio de Factibilidad 90

año 0 año 1 año 2 … año 19 año 20

INGRESOS

Energia vendida 0.00 3,078,546.54 3,078,546.5

4

… 3,078,546.5

4

3,078,546.54

EGRESOS …

De los generados 20,886,162.00 - - … - -

De obra civil 2,828,059.20 - - … - -

De distribución 5,000,000.00 - - … - -

De licencias y

permisos

720,000.00 - - … - -

Gastos de

operación y

mantenimiento

- 300,000.00 300,000.00 … 300,000.00 300,000.00

Carga social 25,000.00 25,000.00 … 25,000.00 25,000.00

Impuestos 550,709.31 550,709.31 … 550,709.31 550,709.31

Flujo neto 29,434,221.20 2,527,837.23 2,527,837.2

3

… 2,527,837.2

3

2,527,837.23

Determinamos la TIR en base a nuestro flujo de caja neto.

Para poder calcular la TIR usamos la siguiente formula

0=−IO+F 1

(1+TIR )+ F 2

(1+TIR )2+ F3

(1+TIR )3+…+ F 19

(1+TIR )19+ F20

(1+TIR )20

47

Page 49: Estudio de Factibilidad 90

Donde:

IO=29,434,221.20

Reemplazando los datos del flujo de caja tenemos:

TIR=5 .819%

Para calcular el VAN asumiremos una tasa de interés de acuerdo a las

tasas de interés a plazo fijo que ofrecen los bancos.

Viendo las tasas de interés a plazo fijo, una taza lógica podría ser 5%. Para

este interés calculamos el VAN del proyecto:

VAN=−29,434,221.20+ 2,527,837.23(1+i )

+2,527,837.23(1+i )2

+ 2,527,837.23(1+i )3

+…+ 2,527,837.23(1+i )19

+ 2,527,837.23(1+i )20

VAN=US$2,068,218.07

B. Para la Planta de Generación Eólica con 2 aerogeneradores SWT-2.3-108

de 2300 KW y 2 SWT-3.15-108. Fabricante: SIEMENS – Alemania.

  año 0 año 1 año 2 … año 19 año 20

INGRESOS

Energía

vendida0.00

3,078,546.5

4

3,078,546.5

4…

3,078,546.5

4

3,078,546.5

4

EGRESOS …

Costo de los

generadores

20,886,162.0

0- - … - -

Costo de obra

civil2,828,059.20 - - … - -

Costo de

distribución5,000,000.00 - - … - -

Costo de 720,000.00 - - … - -

48

Page 50: Estudio de Factibilidad 90

licencias y

permisos

Gastos de

operación y

mantenimient

o

- 300,000.00 300,000.00 … 300,000.00 300,000.00

Carga social 25,000.00 25,000.00 … 25,000.00 25,000.00

Impuestos 550,709.31 550,709.31 … 550,709.31 550,709.31

Flujo neto

-

25,544,634.6

0

2,527,837.2

3

2,527,837.2

3…

2,527,837.2

3

2,527,837.2

3

Determinamos la TIR en base a nuestro flujo de caja neto.

Para poder calcular la TIR usamos la siguiente formula

0=−IO+F 1

(1+TIR )+ F 2

(1+TIR )2+ F3

(1+TIR )3+…+ F 19

(1+TIR )19+ F20

(1+TIR )20

Donde:

IO=25,544,634.60

Reemplazando los datos del flujo de caja tenemos:

TIR=7 .652%

Para calcular el VAN asumiremos la misma tasa de interés que en el caso

A para que así sea posible comparar los resultados.

VAN=−25,544,634.60+ 2,527,837.23(1+i )

+2,527,837.23(1+i )2

+ 2,527,837.23(1+i )3

+…+ 2,527,837.23(1+i )19

+ 2,527,837.23(1+i )20

49

Page 51: Estudio de Factibilidad 90

VAN=US$5,957,804.67

C. Usar 7 aerogeneradores HW77 de 1500 KW, con un sistema de control

PLC. Fabricante: Hewind – China

año 0 año 1 año 2 … año 19 año 20

INGRESOS

Energía vendida 0.00 3,078,546.54 3,078,546.54 … 3,078,546.54 3,078,546.54

EGRESOS …

Costo de los

generadores

16,613,992

.50 - - … - -

Costo de obra

civil

2,483,550.

00 - - … - -

Costo de

distribución

5,000,000.

00 - - … - -

Costo de

licencias y

permisos 720,000.00 - - … - -

Gastos de

operación y

mantenimiento - 300,000.00 300,000.00 … 300,000.00 300,000.00

Carga social - 25,000.00 25,000.00 … 25,000.00 25,000.00

Impuestos - 550,709.31 550,709.31 … 550,709.31 550,709.31

Flujo neto

24,817,542

.50 2,527,837.23 2,527,837.23 … 2,527,837.23 2,527,837.23

Determinamos la TIR en base a nuestro flujo de caja neto.

Para poder calcular la TIR usamos la siguiente formula

0=−IO+F 1

(1+TIR )+ F 2

(1+TIR )2+ F3

(1+TIR )3+…+ F 19

(1+TIR )19+ F20

(1+TIR )20

50

Page 52: Estudio de Factibilidad 90

Donde:

IO=24,817,542.50

Reemplazando los datos del flujo de caja tenemos:

TIR=8 .038%

Para calcular el VAN asumiremos la misma tasa de interés que en el caso

A para que así sea posible comparar los resultados.

VAN=−24,817,542.50+ 2,527,837.23(1+i )

+2,527,837.23(1+i )2

+ 2,527,837.23(1+i )3

+…+ 2,527,837.23(1+i )19

+ 2,527,837.23(1+i )20

VAN=US$6,684,896.77

Según el análisis financiero llegamos a la conclusión que si usamos la

tercera opción del proyecto (7 aerogeneradores HW77 de 1500 KW, con un

sistema de control PLC) obtendremos la mayor rentabilidad con un TIR y un

Van como se muestra en el siguiente cuadro. Descartando las otras dos

opciones.

Columna1 TIR (%) VAN (US$)

Generadores V112 5.819 2,068,218.07

SWT 2.3-108 y SWT

3.15-108 7.652 5,957,804.67

Generadores HW 8.038 6,684,896.77

El capital de trabajo será financiado en un 100% con inversión privada,

puesto que nuestro grupo no cuenta con capital propia.

CONCLUSIONES

51

Page 53: Estudio de Factibilidad 90

- De acuerdo al impacto ambiental, este proyecto afectara mínimamente al

ambiente y a la población, ya que está situada lejos de las ciudades,

además es un lugar que está desierto, habitando poca cantidad de

animales se aprovecharan los recursos que existen.

- Según el análisis financiero llegamos a la conclusión que si usamos la

tercera opción del proyecto (7 aerogeneradores HW77 de 1500 KW, con un

sistema de control PLC) obtendremos la mayor rentabilidad con un TIR de

8.04 % y un Van de US$ 6 684 896.77. Descartando las otras dos opciones.

- El costo total de generación de la solución aceptada es de 0.125 US$ por

kWh siendo el costo más bajo en comparación con las otras soluciones.

- Para nuestro análisis financiero se tomo en cuenta un financiamiento del

100 % dando como resultado un TIR de 8% lo cual es un valor aceptable.

- En conclusión el proyecto es factible tanto físicamente como

económicamente.

52

Page 54: Estudio de Factibilidad 90

RECOMENDACIONES

- Los costos se han tomado en base a valores referenciales que involucran

mano de obra, recursos naturales, y precio dado por las empresas; sin

embargo, es muy probable que estos valores se modifiquen en el futuro, por

lo que se recomienda actualizar la base de datos respectiva.

- En el informe presentado consideramos una variación mínima de los

recursos usados, haciéndolo factible para los siguientes 5 años.

- En este estudio no se considero una fuente de generación alternativa para

casos en los que no se abastezca completamente la demanda, por lo que

se recomendaría en un futuro estudio considerarlo.

- Actualizar cada año los datos de la demanda de energía eléctrica para a

futuro realizar una ampliación en la central.

- Actualizar los valores de la competencia correspondiente en la distribución

eléctrica.

53

Page 55: Estudio de Factibilidad 90

BIBLIOGRAFIA

Páginas web:

http://dger.minem.gob.pe/AtlasEolico/atlaseolicolibro/mapas/dptal/ica.pdf

http://dger.minem.gob.pe/atlaseolico/PeruViento.html

http://www.enercon.de/es-es/catalogos.htm

http://www.vestas.com/

http://www.energy.siemens.com/us/pool/hq/power-generation/renewables/wind-power/

wind%20turbines/Siemens%20Wind%20Turbine%20SWT-2.3-108_EN.pdf

http://www.thewindpower.net/turbine_es_705_hewind_hw77-1.5-mw.php

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