! TRABAJO!FIN!DE!GRADO!EN!INGENIERÍA!EN!TECONOLOGÍAS!INDUSTRIALES! ESTUDIO!DE!LA!REPOTENCIACIÓN!DEL!PARQUE! EÓLICO!"MAZORRAL!Y!RAJOLA"!SITUADO!EN!LA! COMARCA!DEL!ALTO!PALANCIA.!! VIABILIDAD!ECONÓMICA!Y!ESTUDIO!DE! IMPACTO!AMBIENTAL! ! AUTOR:!GRANDE!RAMÍREZ,!JORGE! ! TUTOR:!GALLARDO!BERMELL,!SERGIO! ! ! ! ! ! Curso!Académico:!2015/2016! ! ! ! Estudio!de!la!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la! comarca!del!Alto!Palancia! ! ! ! ! ! ! ! Estudio!de!la!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la! comarca!del!Alto!Palancia! AGRADECIMIENTOS! A!mi!tutor,!el!profesor!Sergio!Bermell!Gallardo!por!ayudarme!en!la!realización!de!este!trabajo!y! despertar!en!mí!el!interés!por!la!energía!eólica!y,!en!concreto,!el!campo!de!estudio!que!aquí!se! aborda.! ! A!mis!amigos,!por!estar!siempre!animándome!y!hacer!menos!duras!las!horas!en!la!biblioteca.! ! Y!sobretodo,!a!mi!familia,!por!creer!en!mí!en!los!buenos!y!en!los!malos!momentos,!por!alegrarse! por!cada!aprobado!y!apoyarme!en!cada!suspenso.!Sin!ellos!nada!de!esto!hubiera!sido!posible,! todo!lo!que!soy!es!gracias!a!ellos.! ! ! ! ! ! Estudio!de!la!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la! comarca!del!Alto!Palancia! RESUMEN! Este!Trabajo!de!Fin!de!Grado!tiene!el!objetivo!de!estudiar!la!repotenciación!del!parque!eólico! “Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la!comarca!del!Alto!Palancia,!utilizando!aerogeneradores!de! mayor!potencia!unitaria.!Se!basa!en!el!estudio!del!recurso!eólico!actual!y!el!aprovechamiento! que!hace!el!parque!de!él!desde!el!punto!de!vista!energético.!Se!caracteriza!la!comarca!y!la! ubicación!de!los!aerogeneradores!del!actual!parque,!argumentando!la!necesidad!de!repotenciar! dicha!instalación.!Se!utiliza!la!herramienta!del!Atlas!Eólico!para!la!caracterización!del!recurso! eólico!existente,!y!así!estimar!la!producción!actual!de!energía,!el!número!de!horas!equivalentes! del!parque!y!el!factor!de!carga!de!cada!una!de!las!ubicaciones.!Posteriormente,!se!elige!una!serie! de!aerogeneradores!con!características!aptas!para!la!zona!de!estudio.!Así!mismo,!se!estudia!toda! el!área!donde!se!localizan!los!actuales!aerogeneradores!y!encontrar!ubicaciones!con!mayor! recurso!eólico.!Se!calcula!la!producción!neta!de!energía!en!puntos!representativos!de!la!zona!y! se!escoge!el!que!mayor!factor!de!carga!obtiene.!A!continuación,!se!proponen!varias!alternativas! para!la!configuración!del!nuevo!parque,!respetando!las!limitaciones!propias!de!un!parque!eólico,! minimizando!las!pérdidas!por!efecto!parque.!Se!estima!la!producción!de!energía!y!se!propone! un!diseño!de!instalación!eléctrica.!Para!escoger!la!alternativa!idónea!se!elabora!un!estudio!de! viabilidad!económica!mediante!la!herramienta!informática!RETScreen.!Para!la!estimación!de!los! costes!del!proyecto!se!utiliza!como!referencia!el!documento!PER!del!IDAE.!Finalmente!se!elabora! un!estudio!de!Impacto!Ambiental!y!un!presupuesto!del!nuevo!parque.! Palabras! clave:! parque! eólico,! energías! renovables,! repotenciación,! impacto! ambiental,! viabilidad!económica.! ! ! ! ! ! ! ! ! Estudio!de!la!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la! comarca!del!Alto!Palancia! RESUM! Aquest!Treball!de!Fi!de!Grau!té!l’objectiu!d’estudiar!la!repotenciació!del!parc!eòlic!“Mazorral!y! Rajola”!situat!a!la!comarca!de!l’Alt!Palància,!utilitzant!aerogeneradors!de!major!potència! unitària.!Es!basa!en!l’estudi!del!recurs!eòlic!actual!i!l’aprofitament!que!fa!d’ell!el!parc!des!del! punt!de!vista!energètic.!Es!caracteritza!la!comarca!i!la!ubicació!dels!aerogeneradors!de!l’actual! parc!eòlic,!argumentant!la!necessitat!de!repotenciar!aquesta!instalhlació.!S’utilitza!la!ferramenta! de!l’Atles!Eòlic!per!a!la!caracterització!del!recurs!eòlic!existent,!i!així!estimar!la!producció!actual! de!energia,!el!nombre!d’hores!equivalent!del!parc!i!el!factor!de!càrrega!de!cadascuna!de!les! ubicacions.!Posteriorment,!es!tria!una!sèrie!d’aerogeneradors!amb!característiques!aptes!per!a! la!zona!d’estudi.!Així!mateix,!s’estudia!tota!l’àrea!on!es!localitzen!els!actuals!aerogeneradors!i! trobar!ubicacions!amb!major!recurs!eòlic.!Es!calcula!la!producció!neta!de!energia!en!punts! representatius!de!la!zona!i!es!tria!el!que!major!factor!de!càrrega!obté.!A!continuació,!es! presenten!vàries!alternatives!per!a!la!configuració!del!nou!parc,!respectant!les!limitacions! pròpies!d’un!parc!eòlic,!minimitzant!les!pèrdues!per!efecte!parc.!S’estima!la!producció!d’energia! i!es!proposa!un!disseny!d’!instalhlació!elèctrica.!Per!a!escollir!l’alternativa!idònia!s’elabora!un! estudi!de!viabilitat!econòmica!mitjançant!la!ferramenta!informàtica!RETScreen.!Darrerament! s’elabora!un!estudi!d’Impacte!Ambiental!i!un!pressupost!del!nou!parc.! ! Paraules!clau:!parc!eòlic,!energies!renovables,!repotenciació,!impacte!ambiental,!viabilitat! econòmica.! ! ! ! ! Estudio!de!la!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la! comarca!del!Alto!Palancia! ABSTRACT! These!Final!Project!aims!to!study!the!repowering!of!the!“Mazorral!y!Rajola”!wind!farm!which!is! located!in!the!Alto!Palancia!region,!using!higher!unitary!power!wind!turbines.!It!is!based!on!the! current!wind!resource!and!the!exploitation!made!by!the!current!farm,!from!an!energetic!point! of!view.!The!region!and!location!of!the!current!farm!are!characterized!arguing!the!repowering! needed.!Moreover,!the!Wind!Atlas!of!Spain!is!used!to!characterize!the!current!wind!resource! and!thus!estimate!the!current!power!production,!the!farm’s!equivalent!number!of!hours!and! the!load!factor!from!each!location.!Furthermore,!a!set!of!wind!turbines!are!to!be!chosen!with! suitable!characteristics!that!fit!with!the!study!area.!Likewise,!the!nearby!area!where!the!current! wind!turbines!are!located!is!studied!in!order!to!find!higher!wind!resource!locations.!Net!energy! production!has!been!calculated!on!several!representative!points!from!the!area!in!order!to! choose!the!higher!load!factor!wind!turbine.!Then,!several!alternatives!of!the!farm!configuration! are!shown,!all!of!them!attending!the!typical!wind!farms!restrictions!and!requirements!in!order! to!minimize!park!effect!losses.!As!a!result,!energy!production!is!estimated!and!an!electric! installation!design!is!proposed.!A!study!of!economic!viability!has!been!made!to!choose!the! suitable!alternative,!using!the!computer!tool!RETScreen.!Last!but!not!least,!an!Environmental! Impact!feasibility!study!and!a!Budget!are!made.! ! Key!words:!wind!farm,!renewable!energies,!repowering,!environmental!impact,!economic! ! viability. ! ! ! ! Estudio!de!la!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la! comarca!del!Alto!Palancia! ÍNDICE! DOCUMENTOS!CONTENIDOS!EN!EL!TFG!! Memoria!! Presupuesto! Anexos! ! ÍNDICE!DE!LA!MEMORIA!! 1.! Objeto!del!Trabajo!de!Fin!de!Grado!!................................................................................!! 1!! 2.! Justificación!!.....................................................................................................................!! 2!! 3.! Normativa!aplicable!!........................................................................................................!! 3! ! 3.1.!Normativa!internacional!!..........................................................................................!! 3! ! 3.2.!Normativa!comunitaria!!............................................................................................!! 3! ! 3.3.!Normativa!nacional!!..................................................................................................!! 3! ! 3.4.!Normativa!autonómica!!............................................................................................!! 4! 4.! Introducción!!....................................................................................................................!! 5! ! 4.1.!Situación!actual!de!la!Energía!Eólica!en!España!!.......................................................!! 5! ! 4.2.!Contexto!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!!......................................................!! 5! ! 4.3.!Potencial!eólica!de!la!comarca!del!Alto!Palancia!!.....................................................!! 7! ! 4.4.!Instalaciones!eólicas!de!la!comarca!del!Alto!Palancia!!..............................................!! 7! ! 4.5.!Necesidad!de!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!!......................!! 9! 5.! Caracterización!del!recurso!eólico!en!el!Alto!Palancia!!....................................................!!10! ! 5.1.!Introducción!!.............................................................................................................!!10! ! 5.2.!Atlas!Eólico!Español!!..................................................................................................!!10! ! 5.3.!Caracterización!del!recurso!eólico!en!el!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!!...........!!11! ! 5.4.!Distribución!de!Weibull!!............................................................................................!!15! ! 5.5.!Rugosidad!del!terreno!!..............................................................................................!!17! ! 5.6.!Perfil!del!viento!!........................................................................................................!!18! ! 5.7.!Caracterización!del!aerogenerador!!..........................................................................!!20! ! Estudio!de!la!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la! comarca!del!Alto!Palancia! ! 5.8.!Producción!de!energía!en!el!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!!..............................!!21! ! 5.9.!Número!de!horas!equivalentes!y!Factor!de!Carga!!...................................................!!23! ! 5.9.1.!Pérdidas!por!“efecto!parque”!!..........................................................................!!25! 5.9.2.!Pérdidas!por!disponibilidad!!..............................................................................!!26! 5.9.3.!Pérdidas!eléctricas!!...........................................................................................!!26! 5.9.4.!Pérdidas!varias!!.................................................................................................!!26! ! 5.10.!Rosa!de!Vientos!!......................................................................................................!!26! 6.! Elección!del!aerogenerador!!............................................................................................!!!29! ! 6.1.!Introducción!!.............................................................................................................!!29! ! 6.2.!Elección!de!aerogeneradores!!...................................................................................!!29! ! 6.3.!Estudio!de!la!zona!del!Alto!del!Mazorral!y!el!Cerro!Rajola!!.......................................!!31! 7.! Configuración!del!parque!!................................................................................................!!41! ! 7.1.!Introducción!!.............................................................................................................!!41! ! 7.2.!Limitaciones!en!la!configuración!del!parque!!............................................................!!41! ! 7.3.!Estudio!de!alternativas!!.............................................................................................!!42! ! 7.3.1.!Alternativa!1:!Mantener!la!potencia!instalada!en!el!parque!!...........................!!43! ! 7.3.2.!Alternativa!2:!Aumentar!la!potencia!del!parque!!..............................................!!46! ! 7.4.!Instalación!eléctrica!del!parque!................................................................................!!!49! ! 7.4.1.!Cálculo!de!intensidades!nominales!!..................................................................!!49! 7.4.2.!Niveles!de!aislamiento!del!cable!!......................................................................!!50! 7.4.3.!Elección!de!la!sección!del!conductor!!...............................................................!!51! 7.4.3.1.!Dimensionamiento!de!conductores!por!criterio!térmico!!...................!!51! 7.4.3.2.!Características!del!cable!elegido!!........................................................!!56! 7.4.3.3.!Dimensionamiento!de!conductores!por!criterio!de!caída!de!tensión!.!57! 7.4.4.!Subestación!transformadora!!............................................................................!!61! 8.! Viabilidad!económica!!......................................................................................................!!62! ! 8.1.!Introducción!!.............................................................................................................!!62! ! 8.2.!Viabilidad!económica!de!la!Alternativa!1!!.................................................................!!63! 8.2.1.!Renta!Anual!de!la!Alternativa!1!!........................................................................!!64! 8.2.2.!Análisis!financiero!de!la!Alternativa!1!!..............................................................!!65! 8.3.!Viabilidad!económica!de!la!Alternativa!2!!.................................................................!!67! 8.3.1.!Renta!Anual!de!la!Alternativa!2!!........................................................................!!68! 8.3.2.!Análisis!financiero!de!la!Alternativa!2!!..............................................................!!68! ! Estudio!de!la!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la! comarca!del!Alto!Palancia! 8.4.!Conclusiones!!............................................................................................................!!71! 9.! Impacto!ambiental!!..........................................................................................................!!72! ! 9.1.!Necesidad!del!estudio!de!Impacto!Ambiental!!.........................................................!!72! ! 9.2.!Descripción!del!proyecto!!..........................................................................................!!73! ! 9.3.!Inventario!Ambiental!!...............................................................................................!!74! ! 9.4.!Factores!ambientales!afectados!!...............................................................................!!74! ! 9.5.!Valoración!de!impactos!!............................................................................................!!74! ! 9.6.!Interacciones!y!medidas!correctoras!!.......................................................................!!77! !9.6.1.!Fauna!!................................................................................................................!!77! 9.6.2.!Flora!!.................................................................................................................!!78! 9.6.3.!Factores!de!interés!estético!y!humano!!............................................................!!78! 9.6.4.!Geología!!...........................................................................................................!!78! 9.6.5.!Calidad!atmosférica!!..........................................................................................!!78! ! 9.7.!Conclusiones!!............................................................................................................!!78! 10.!!Conclusiones!!..................................................................................................................!!79! 11.!Bibliografía!!.....................................................................................................................!!80! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Estudio!de!la!repotenciación!del!parque!eólico!“Mazorral!y!Rajola”!situado!en!la! comarca!del!Alto!Palancia! ÍNDICE!DEL!PRESUPUESTO! Capítulo!01:!Aerogeneradores!!.............................................................................................!! 1! Capítulo!02:!Obra!civil!e!Ingeniería!!......................................................................................!! 1! ! Subcapítulo!02.1.!Ingeniería!!............................................................................................!! 1! ! Subcapítulo!02.2.!Movimientos!de!tierras!y!acondicionamiento!de!la!zona!!..................!! 2! ! Subcapítulo!02.3.!Cimentación!y!plataforma!de!montaje!!...............................................!! 2! Capítulo!03:!Instalación!eléctrica!!.........................................................................................!! 3! Capítulo!04:!Subestación!y!conexión!eléctrica!!.....................................................................!! 3! Resumen!Presupuesto!Repotenciación!!................................................................................!! 4! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !