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NREL’s windturbine design cost and scaling model (I): Introducción

6 julio, 2010

Para la estimación del coste de un aerogenerador en una fase de diseño preliminar puede emplearse el informe titulado Wind Turbine Design Cost and Scaling Model, publicado en Diciembre de 2006 y desarrollado por el National Renewable Energy Laboratory y encargado por el Department of Energy de EEUU (DOE). El documento es libre y puede obtenerse en el siguiente enlace: http://www.nrel.gov/wind/pdfs/40566.pdf

FUENTES DEL ESTUDIO

Este estudio está realizado usando tres fuentes principales de información:

1. Los estudios realizados por la Universidad de Sutherland para el Department of Trade & Industry del Reino Unido.

2. Los proyectos WindPACT (Wind Partnership for Advanced Component Technology) y LWST (Low Wind Speed Technology) encargados por el DOE estadounidense.

3. Los estudios realizados por empresas como LM Glasfiber y TPI Composites.

OBJETIVO DEL ESTUDIO

El objetivo del modelo desarrollado por el NREL es doble, por un lado pretende hacer una previsión fiable de las masas y los costes de un aerogenerador con una configuración concreta (mediante la determinación del COE o Coste de la Energía) y por otro, pretende medir la influencia de indicadores económicos como el PIB o el PPI (Producer Price Index) en el coste del mismo.

CONFIGURACIONES DE ESTUDIO

El estudio distingue entre aerogeneradores de tierra y marinos. Para el desarrollo del modelo, el NREL supone un aerogenerador perteneciente a un campo eólico de 500 MW, con 3 palas, situado a barlovento, con control de paso y velocidad variable, pero haciendo distinción entre configuración de tierra o marina, un amplio rango de potencias y tamaños, dos configuraciones distintas para el material de las palas y de la torre (básico y avanzado), y cuatro tipos de planta de potencia (multiplicadora de tres etapas planetaria helicoidal con generador de alta velocidad, multiplicadora unietapa con generador magnético permanente de velocidad media, multiplicadora múltiple con varios generadores y, por último, drive directo, es decir, sin multiplicadora).

Para la configuración marina, el estudio se ha desarrollado a partir de un campo eólico marino de 500 MW, de 167 aerogeneradores de 3 MW, caracterizadas por tener un diámetro del rotor de 90 m, una altura de buje de 80 m, estar instalados en un lecho marino situado a una profundidad de 10 m y a 5 millas de la costa, estar espaciados 7 diámetros de rotor entre sí, y por último, estar fabricados con materiales de configuración básica.


CONFIGURACIONES DE MATERIALES BÁSICA Y AVANZADA. El estudio define dos tipos de configuraciones de material para las palas y para la torre y las llama BÁSICA Y AVANZADA.

La configuración básica de material para las palas, consiste en un 60% en peso de fibra de vidrio, un 23% de adhesivos vinílicos, un 8% de remaches y tacos y un 9% de otros materiales, mientras que la configuración avanzada aumenta a un 61% la fibra de vidrio y a un 27% el contenido en adhesivos vinílicos, disminuyendo a un 3% el peso de remaches y tacos.

La configuración básica para la torre consiste en acero con peores características estructurales y de mayor peso que en el caso de  la configuración avanzada.

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