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NREL’s windturbine design cost and scaling model (II): Estimación del coste de la energía en el diseño preliminar de un aerogenerador.

7 julio, 2010

El principal objetivo del modelo WindPACT de diseño de costes es la obtención de una estimación del COE, que es el máximo indicativo del coste de la producción de la energía eólica producida por el aerogenerador, y que se realiza a partir de la estimación de las masas y de los costes de cada uno de sus componentes principales, para cada una de las configuraciones posibles consideradas en el estudio.

El coste de la energía producida por el aerogenerador (COE)

El COE (en unidad monetaria por kWh), se define con la siguiente ecuación:

COE = (FCR*ICC/AEPnet) + AOE

En la ecuación anterior, el FCR representa la tasa fija de gastos, el ICC, el coste inicial de capital, el AEPnet, la producción de energía neta anual y el AOE los gastos de operación por kWh producido.

FCR (Tasa fija de gastos)

La tasa fija de gastos anuales se mide en la inversa de la unidad de tiempo (año-1) y representa la cantidad anual por dólar de Coste Inicial de Capital (ICC) necesario para cubrir costes fijos como gastos de financiación, impuestos y seguros. Su valor es fijo según el modelo e igual a 11.58% del ICC.

ICC (Coste de capital inicial)

El coste de capital inicial se mide en la unidad monetaria, y se obtiene como suma del Turbine Capital Cost (TCC) y el Balance of the Station (BOS).

ICC = TCC + BOS

TCC representa el coste de capital asignado al aerogenerador como máquina y el BOS representa lo que cuesta la construcción de la estación donde éste se ubica.

TCC (Coste de capital del aerogenerador)

El TCC representa los gastos de los componentes principales del aerogenerador, es decir, del rotor (palas, buje, mecanismo y cojinetes del sistema de paso, y cono); de la góndola (eje de baja velocidad, cojinetes, multiplicadora, freno mecánico, generador, electrónica de control de velocidad, cojinetes y mecanismo de orientación, carcasa, conexiones eléctricas y sistemas hidráulicos y de acondicionamiento); de los componentes del sistema de control; y de los componentes de la torre.

BOS (Balance de la estación)

El BOS engloba los gastos principales de la estación, es decir, los gastos de cimentación y de la estructura de soporte; los gastos de transporte; los gastos de carreteras y de trabajo civil; los gastos de montaje e instalación; y los gastos de interfaces y de conexiones eléctricas.

AEPnet (Producción de energía neta anual)

El AEP neto se mide en kWh/año, y se obtiene como producto de las horas equivalentes de producción de energía del aerogenerador proyectado por la potencia nominal del mismo.

AEPnet = Heq* PN

AOE (Gastos anuales de operación)

El gasto anual de operación engloba los gastos relacionados con la operación del aerogenerador y se expresa en $/kWh. El AOE se define mediante la siguiente ecuación:

AOE = (LLC + LRC + O&M)/AEPnet

Donde:

LLC o Land Leasing Cost (BLC o Bottom Leasing Cost, en configuración marina) o coste de arrendamiento del terreno o del fondo del océano (unidad monetaria/año), se refiere a los gastos anuales de dichos alquileres. El modelo fija el LLC como un 0,108% del  AEPnet, tanto para configuración de tierra como marina.

LRC o coste global medio anual de sustitución (unidad monetaria/año), que incluye los gastos anuales medios de reemplazo de los componentes principales del aerogenerador. El LRC se obtiene como el producto de la potencia nominal del aerogenerador por un factor, distinto para los casos de configuración terrestre o marina, ascendiendo a 10,7 y 17 respectivamente (en las unidades correspondientes).

O&M o coste de operaciones y mantenimiento (unidad monetaria/año), coste que incluye los gastos anuales de: mano de obra, de componentes y recambios previstos para el mantenimiento del aerogenerador y los no previstos; gastos de componentes y recambios para el mantenimiento de las instalaciones y equipos; y gastos de la mano de obra administrativa y de soporte. El modelo también distingue entre el coste de O&M para configuración marina o de tierra, siendo en el caso terrestre de 0,7% del AEPnet y en el caso marino, de 2% del AEPnet.

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