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ESTUDIO DE VIABILIDAD DE LA
CONSTRUCCIÓN DE UN PARQUE
EÓLICO EN L’ALT EMPORDÁ MASTER TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION GEOGRAFICA.
Alberto Órpez Milán MTIG 2015-2016
1 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
INDICE Introducción 2
Objetivos y situación de la zona 3
Estado de la energía eólica 4
Aerogeneradores 5
Metodología 6
Software utilizado 6
Modelización y análisis del terreno 7 Preparación de los datos 8
Creación del TIN 8
Creación del modelo MDE matricial 9
Factores influyentes en el cálculo del potencial eólico 11 Conceptos principales 12
Calculo de la rosa de los vientos 12
Calculo de la rosa de rugosidad 13
Calculo de la velocidad del viento en altura 1 4
Estimación del impacto visual 15 Consideraciones previas 16
Determinación del ángulo visual 16
Calculo cuenca visual 17
Obtención del factor de impacto visual 18
Conclusiones 19
Escenario 3D 21
Análisis de redes 23
Análisis de coste 27
Análisis multicriterio 31 Procedimientos 33
Conclusiones 33
Bibliografía 35
2 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
1. Introducción
3 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Objetivos y situación de la zona
En el presente informe se pretende estudiar y proponer la ubicación
de un parque eólico en L’alt Emporda, el cual consta de 9
aerogeneradores, modelo Nordex N43 de 600kw. Se presentan 20
situaciones posibles repartidas por toda la comarca. Aunque este
informe se centra en el estudio de la construcción del
emplazamiento de Portbou, Puig Calpe, para posteriormente ser
comparado y valorado conjuntamente con los demás
emplazamientos.
ID Municipio Nombre X_UTM Y_UTM Z (m)
1 Colera Colera 507750 4694165 580
2 Figueres Figueres 496000 4680000 40
3 Masarac Altrera 497227 4688890 163
5 Portbou Puig Clapé 513643
4696616 236
7 Roses Puig Alt 2 520260 4681256 580
8 Roses Mas d'en Causà 2 513708 4685660 655
11 Port de la Selva Carbonera 517063 4688123 117
14 Llers Puig Ventós 492000 4684000 180
16 Roses Roses 515145 4680035 24
20 Espolla Espolla 500699 4692660 83
El estudio de viabilidad que ha sido desarrollado se presenta como
un multi-estudio en el que se analizan diferentes consideraciones
que han de ser tenidas en cuenta a la hora de construir y explotar un
parque eólico. Para ello se ha llevado a cabo una valoración de la
modelización del terreno, obtención y cálculo de datos
meteorológicos, aspectos ecológicos y energéticos y se han
desarrollado análisis de accesibilidad y coste.
Toda esta información ha sido implementada en un análisis de
multicriterio para así poder elegir la ubicación más idónea en la que
desarrollar el proyecto.
La zona de estudio se emplaza cercana al término municipal de
Portbou, cuyo territorio municipal se extiende por las laderas
orientales de la sierra de la Albera, teniendo como límite en el norte
la frontera con Francia, por el este con el mar y por el sur con el
municipio de Colera.
La ubicación para la construcción del parque eólico que se pretende
construir se encuentra en la sierra Puig de l’Ossetera.
4 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Los aerogeneradores estarán situados en la carena de la sierra y
orientados hacia el norte, para así poder aprovechar de manera más
eficientemente la energía del viento resultante de la zona.
Esta zona geográfica se caracteriza por los fuertes y predominantes
vientos de Tramontana. Lo cual es indicador de que puede ser una
zona interesante para implantar un aprovechamiento energético-
eólico.
Estado de la energía eólica
España viene desarrollando de forma destacada la energía eólica y
no resulta aventurado suponer que esta fuente de energía pase a
aportar una parte nada desdeñable de la demanda eléctrica
nacional.
A finales del año 2000 había instalados en España 2.270,1 MW, lo
cual supone una producción equivalente al 2,2% de la demanda
eléctrica del Estado. Estudios recientes del sector hablan de que
podría instalarse potencia eólica suficiente hasta el año 2014 para
cubrir en esa fecha el 20% de la demanda.
El desarrollo tecnológico y la utilización progresiva de las energías
renovables en España han sido apoyados desde la Administración
Española mediante la elaboración de Planes Nacionales con objetivos
específicos para cada una de las áreas.
Tecnología eólica
El nivel tecnológico español puede compararse al de los países más
avanzados en el sector. En la actualidad, puede afirmarse que se ha
adquirido la suficiente experiencia en todas las actividades que
intervienen en el mismo, incluyendo la evaluación del potencial
eólico en emplazamientos determinados, los proyectos de
ingeniería, la fabricación de máquinas, su instalación y su
explotación, como para competir con suficientes garantías en el
ámbito internacional. La tecnología existente en España tanto deo
origen nacional como la proveniente de la transferencia tecnológica,
es claramente madura para máquinas de media potencia, en el
entorno de 600 kW.
La innovación tecnológica en esta área, deberá orientarse por un
lado a disminuir los costes de kW instalado y los asociados al
manteniento de las instalaciones, y por otro, a impulsar el desarrollo
de máquinas nacionales en la gama de un megavatio.
En el ámbito de los promotores e inversores, se observa un creciente
interés en participar en el sector. Las buenas condiciones que este
mercado presenta por su potencialidad, y la regulación de las
condiciones de venta y acceso a la red eléctrica etc., han animado la
proliferación de iniciativas, algunas de ellas sin grandes posibilidades
de prosperar ya que se sitúan en localizaciones con menos viento del
necesario, para hacerlas rentables con la tecnología que pretenden
instalar.
El plan de futuro en la
energía eólica en Cataluña
El Plan de la energía de
Cataluña 2006-2015 ha
establecido un techo eólico,
teniendo en cuenta el
5 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
potencial existente y las zonas incompatibles con la energía eólica
por cuestiones ambientales y de protección del patrimonio cultural.
Así, se ha estimado que alcanzará una potencia de 3.300 MW en el
año 2015 que supondrá una producción de 7.921 GWh.
Aerogeneradores
Fabricante
Nombre: NORDEX
País: Alemania
Sitio Web: http://www.nordex-online.com
Datos generales
Modelo: N43/600
Potencia: 600 kW
Diámetro/Altura buje: 43/40 m
Offshore: NO
Datos técnicos
Área de barrido: 1452.20120412 m2
Densidad de potencia: 0,03 m2/kW
Numero de palas: 3
El tipo de cimentación ha de ser un factor a tener en cuenta puesto
que según la naturaleza del suelo, su coste será mayor o menor.
Por ello en la fase de costes es necesario incluir la variable tipo de
suelo, como posteriormente se podrá comprobar.
6 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Análisis
multicriterio
Metodología
La realización del estudio se ha basado principalmente en la
utilización de Sistemas de Información Geográfica (SIG), puesto que
esta tecnología nos permite combinar datos alfanuméricos y
espaciales simultáneamente, así como crear un modelo virtual del
proyecto facilitando su valoración sin necesidad de su construcción.
Esta herramienta ha sido utilizada para la modelización del terreno,
cálculo de cuencas visuales, elaboración de escenarios 3D y análisis
de redes y coste.
Software utilizado
Para la realización del proyecto el software utilizado ha sido el
siguiente:
Modelización del terreno
Potencial eólico
Impacto visual
Escenario 3D
Análisis de redes
Análisis de coste
7 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
2. Modelización y análisis del
terreno
8 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Preparación de los datos
Para poder realizar las fases del proyecto hay que procesar y analizar
previamente los datos que poseemos. Contamos con los siguientes
datos:
Altimetría: Curvas de nivel y cotas
Costa: Línea de costa (cota cero), zona de mar, delimitación
islotes Cap de creus.
Hidrografía: embalse, red hidrológica
Límite: Área límite de zona de estudio
Estos datos son necesarios para construir el modelo digital de
elevaciones. El modelo TIN ha de tener introducidas todas las
estructuras auxiliares disponibles.
Clasificación y definición de los datos:
Tema Tipo Elevación Estructura (SFType)
Curvas Líneas Si (campo Z) Mass point
Cotas Puntos Si( Z) Mass point
Línea de costa Línea Campo Z BreakLines
Cotes isla Puntos Z Masspoint
Contorno islas Líneas Z breaklines
Mar Polígono Z Replace (Hardplace)
Embalses Polígono z Replace (hardplace)
Ríos Líneas Breaklines (softline)
Área de estudio Polígono softclip
Creación del TIN
Para crear el TIN de manera correcta hay que atender al orden de
carga de las coberturas según el tipo de superficie que utilicemos.
Este paso es realmente importante porque el TIN será la base para
los siguientes procedimientos del estudio.
El orden que hemos seguido es el siguiente:
9 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Características del TIN obtenido:
Generalmente, las estructuras TIN se calculan a partir del algoritmo
de Delauny, resultando ser una de las mejores formas existentes
para representar y trabajar con formas irregulares como la superficie
terrestre. Los modelos TIN tienen una enorme ventaja sobre las
estructuras de datos raster, puesto que permiten la incorporación de
líneas de ruptura de las pendientes (ríos, acantilados…). Lo cual da a
lugar una mayor precisión al cálculo del relieve.
La forma en la que se construyen los triángulos hace que estos se
adosen de manera que pueden adaptarse a la superficie con
diferente grado de detalle.
Creación del modelo MDE matricial
Una vez elaborado el modelo en formato TIN, se realiza la creación
de un modelo digital de elevaciones (MDE) a partir de los datos, éste
servirá de base para el resto del estudio, agilizando así los procesos
de análisis. En este modelo MDE la variable que se representa es la
elevación del terreno.
En la elaboración del MDE hay que tener presente dos variables
importantes, como son el método de interpolación y el tamaño del
pixel. En esta ocasión se ha elegido el método de interpolación lineal,
puesto que no es necesario trabajar con tanta información y cálculos
como realiza el método de vecindad, y a parte agiliza mucho los
procesos de ejecución.
En cuanto al tamaño del pixel existen varios métodos para
establecerlo, a continuación se muestra una tabla resumen del
estudio Finding the right pixel size (Tomislav Hengl et al.)
Para este estudio se ha escogido el método de la escala de trabajo, la
cual es 1:50000, por tanto el tamaño de pixel calculado se establece
de la siguiente manera:
𝑊𝑆 = 𝑆𝑁 ∗ 0.0005 = 50000 ∗ 0.005 = 25
donde WS (working scale) y SN (Scale Number)
10 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
11 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
3. Factores influyentes en el
cálculo del potencial eólico
12 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Conceptos principales
En esta fase del proyecto se pretende determinar el potencial eólico
en la zona de estudio. Para ello se van a analizar los datos
meteorológicos en relación al viento obtenidos por la estación
meteorológica más próxima (debe de estar a <10 km). Por eso para
cada emplazamiento se proporciona una estación meteorológica
diferente. En el caso que se analiza posteriormente, los datos
meteorológicos pertenecen a la estación de Portbou, Puig Calpé.
Para efectuar los cálculos correctamente es necesario calcular la
velocidad del viento a la altura del rotor (10 m.) teniendo en cuenta
la rugosidad del terreno. Con estos datos, es posible calcular la
potencia eólica teórica que se podría obtener de los
aerogeneradores y la energía anual que se podría extraer si se
realizase la construcción del parque eólico en señalada zona.
Conceptos necesarios:
- Rosa de los vientos: permite estimar la energía potencial y la
futura disposición de un parque eolico. Para obtenerla es
necesario conocer las frecuencias relativas de los vientos y su
velocidad media.
- Rugosidad del terreno: indica el frenado que experimenta el
viento por el contacto con la superficie del suelo. Es necesario
considerarlo para calcular la velocidad del viento en altura.
- Rosa de rugosidad: es el cálculo de la rugosidad media
ponderada por los diferentes sectores, en función de la
cobertura del suelo y la estructura superficial del terreno.
Calculo de la rosa de los vientos
Para analizar los datos meteorológicos se utiliza ArcMap para
colocar sobre la estación meteorológica las distintas direcciones
de componentes del viento (sectores). Posteriormente, tras su
cálculo, se otorga a cada sector la velocidad media que se efectúa
en cada componente del viento.
Para calcular la rosa de los vientos en nuestra zona de estudio
necesitamos los datos de frecuencia relativa y la velocidad del
viento. Para ello se utilizan las herramientas de cálculo de
Windpower.
13 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Una vez procesado este cálculo en la herramienta de Windpower se
genera la rosa de los vientos para nuestro caso de estudio.
Se observa como la componente norte posee la mayor potencia y
frecuencia. Por tanto será interesante que el parque eólico que se
desea construir esté orientado hacia el sector N, puesto que posee
los valores más altos en frecuencia y potencia para el lugar de
estudio.
La ubicación del parque debe de estar en las cadenas montañosas
para maximizar estos valores y aprovecharlos eficientemente.
También sería interesante aprovechar el efecto pasillo de las
cadenas montañosas, si es posible en la zona.
Calculo de la rosa de rugosidad
Para el cálculo de la rugosidad es necesario analizar el uso del suelo
en cada sector y posteriormente ponderarlo en función del tipo de
uso de suelo.
De esta manera mediante la herramienta ArcMap se produce la
siguiente imagen, en la que se muestra la rugosidad media en cada
sector.
14 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Calculo de la velocidad del viento en altura
Para obtener datos correctos en el estudio de la velocidad del viento
a la altura del buje es necesario partir de la velocidad del viento a 10
m. de altura y de la rugosidad media.
freq(%) Vel (m/s) sector
rug Sector V ref
Z ref Zo Z Vref*LN(Z/Zo) LN(Zref/Zo)
vent a 40 m
N 52,0 6,1 1 2,25 6,1 10 0,00390 40 56,3375149 7,84936382
7,17733516
NE 14,6 5,2 3 1,88 5,2 10 0,00036 40 60,4150871 10,2319916
5,90452859
E 1,4 1,2 5 1,71 1,2 10 0,00033 40 14,0463568 10,319003
1,36121259
SE 3,5 2,8 8 1,53 2,8 10 0,00054 40 31,3958984 9,82652651
3,19501488
S 11,5 5,0 7 1,77 5,0 10 0,03813 40 34,7781668 5,569339
6,2445771
SO 12,5 6,5 6 2,26 6,5 10 0,11123 40 38,2527249 4,49874024
8,50298592
O 0,5 2,7 4 2,45 2,7 10 0,10720 40 15,9892339 4,53564412
3,52523996
NO 2,2 4,1 2 2,49 4,1 10 0,09363 40 24,8348639 4,67098953
5,31683143
Calmas 1,8 0,0
Una vez obtenida la velocidad a 40m en altura teniendo en cuenta la
rugosidad media del terreno, es posible calcular la potencia
disponible
N NE E SE S SO O NO Calmas
Viento a 40 m
(m/s) 7,177335157 5,904529 1,3612 3,195 6,244577 8,50299 3,525 5,3168 0,0
Frecuencia (%) 52,0 14,6 1,4 3,5 11,5 12,5 0,5 2,2 1,8
Potencia (W/m2) 226,5 126,1 1,5 20,0 149,1 376,5 26,8 92,1
Potencia rotor
(kW) 313,8 174,7 2,1 27,7 206,6 521,7 37,2 127,5
horas/año de
viento 4555,2 1279,0 122,6 306,6 1007,4 1095,0 43,8 192,7
energía anual
(kWh) 1429196 223412 262 8486 208164 571246 1628 24580
TOTAL ENERGÍA
ANUAL 2466974 kWh
Parque de 9 torres 49,3 GWh > 10 viable
15 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
4. Estimación del impacto
visual
16 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Consideraciones previas
En esta fase del estudio se pretende establecer la ubicación del
futuro parque eólico, así como la disposición de los
aerogeneradores. Esto no es una tarea sencilla puesto que hay que
valorar el impacto visual y ecológico de los aerogeneradores, así
como que la ubicación sea idónea desde un punto de vista
meteorológico. Por tanto es necesario realizar un estudio detallado
de ambos requerimientos.
Los aerogeneradores han de estar situados siguiendo la línea de
carena de las zonas montañosas y en posición perpendicular al
sector de mayor potencia de viento, además ha de haber una
separación de 200m entre uno y otro. Esto hace que determinar su
ubicación sea una tarea complicada puesto que las líneas de carena
montañosas no siempre permiten una disposición regular y linear de
los aerogeneradores, aumentando así el impacto visual de éstos
sobre los núcleos urbanos adyacentes.
En este estudio se analizan dos posibles ubicaciones para el parque
eólico:
Determinación del ángulo visual
Una de las herramientas utilizada para minimizar el impacto visual
del parque eólico sobre la población ha sido determinar el ángulo
visual, es decir, un objeto a un determinado ángulo sobre la línea
visual deja de ser perceptible al ojo humano conforme aumentamos
la distancia entre el objeto y el observador. De tal manera aunque se
perciba visualmente la situación del parque, éste llegara a estar
integrado en la línea de paisaje a una cierta distancia desde el
observador.
La ubicación de ambas situaciones propuestas se ha tenido en
cuenta esta propiedad entre el ángulo visual y la distancia. Para
poder realizar los cálculos adecuadamente se ha de tener en cuenta
la sobreelevación que los aerogeneradores tienen sobre la línea de
superficie, así como el diámetro de sus aspas, para el presente
estudio se ha calculado que dicha sobreelevación es de 61 m.
Por lo que se ha establecido que una distancia cercana a los 3000m
sería óptima para integrar el parque eólico en la línea de paisaje,
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
alfa (º)
d (m)
Angulo visual vs distancia
17 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
minimizando de esta manera su impacto visual conforme a la
distancia desde el observador.
Cálculo cuenca visual
Para determinar la cuenca visual de las ubicaciones propuestas se ha
tenido en cuenta:
- Sobreelevación de los aerogeneradores sobre el terreno
- Radio de análisis
- Numero de torres visibles desde las zonas urbanas adyacentes y
principales vías de comunicación.
Se define como OBSERVADOR a los aerogeneradores y como
objetivo el resto de zonas, así podremos ver las zonas afectadas por
impacto visual de los nucleos urbanos.
Se establece un OFFSET A de 61m., esto indica la distancia vertical
que ha de ser añadida a la Z conocida del punto de observación.
También se añade el factor RADIUS 2, este parámetro limita la
distancia de análisis cuando se identifican las áreas visibles para cada
uno de los puntos de observación, por tanto los puntos que estén
más alejados de esta distancia será excluidos del análisis puesto que
se observarán los aerogeneradores de una manera integrada en el
paisaje con bajo impacto visual. Para este campo se ha establecido
un valor de 2900 m.
18 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Además se ha llevado a cabo otros análisis complementarios que
generan mayor cantidad de información al estudio. Más
concretamente se ha realizado un Line of Sight para conocer la línea
visual aerogeneradores-nucleos urbanos.
Siendo la parte verde de la línea la zona de visibilidad y la roja la no
visible. Con esta herramienta podemos observar que el parque 1
(puntos en verde) cumple con el radio de análisis que hemos
impuesto al inicio del análisis de visibilidad, esto quiere decir que
aunque los aerogeneradores son visibles desde las zonas urbanas
adyacentes, éstos están integrados en la línea del paisaje y no tienen
un impacto visual significativo.
Obtención del factor de impacto visual
Para poder obtener el factor de impacto visual es necesario saber el
número de aerogeneradores visibles desde los núcleos urbanos, las
zonas urbanas donde los aerogeneradores son visibles se les
otorgará una ponderación de peso según el número de
aerogeneradores visibles.
Este problema teórico ha sido desarrollado en la práctica del
siguiente modo:
Como resultado, obtenemos un ráster urbano cuyos pixeles están
simbolizados por el número de aerogeneradores visibles en cada
pixel.
URBANO
Feature class
Urbano
Raster
Atributos
Raster Cuenca visual
Cuenca visual Raster
Asignación de
Ponderación de los pixeles de urbanización por el número de aerogeneradores visibles
19 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Con el color rojo se simbolizan los pixeles urbanos en los que son
visibles dos aerogeneradores como máximo. Los demás
aerogeneradores se encuentran ocultados por la topografía del
terreno. Esto significa que desde un punto de vista de impacto visual
es un lugar muy óptimo para la construcción del parque.
El impacto visual relativo se calcula ponderando los resultados por el
número de celdas que tienen cada categoría, es decir por el número
de pixeles en los que se observan x (de 0 a 9) aerogeneradores. Los
resultados obtenidos muestran que el impacto visual relativo es
menor para el parque 1, siendo este menos visible desde las zonas
urbanas.
Resultados de la visibilidad ponderada del parque 1, parque 2= 1,89.
Conclusiones
En resumen, en esta fase se ha analizado diversos factores de
impacto visual sobre la zona de estudio. Algunos como la
determinación del ángulo visual, cálculo del impacto visual sobre los
núcleos urbanos y el cálculo de la cuenca visual determinada a la
instalación de los 9 aerogeneradores proyectados. Como
información adicional se ha analizado si existe ocultación
topográfica para ambos emplazamientos propuestos.
El factor de impacto visual obtenido es realmente bajo,
principalmente debido a que en las zonas escogidas existe una
ocultación topográfica importante. Esto se traduce en un impacto
visual bajo desde los núcleos cercanos al emplazamiento. Además, el
ángulo visual que se ha escogido es de menos de α= 10, para esto el
emplazamiento del parque estará a aproximadamente 3000m de las
zonas urbanas más importantes de la zona.
20 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Tras este análisis realizado en esta fase del estudio se determina que
el emplazamiento 1 tiene un impacto visual menor, incluso como se
podrá comprobar próximamente en este mismo estudio, su coste de
accesibilidad también es menor. Por todo esto, la continuación de
este informe se centrará exclusivamente en la situación 1.
21 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
5. Escenario 3D
22 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Escenario 3D
La generación de un escenario 3D permite simular un escenario real
del área de estudio. Esto permite visualizar si existen posibles
errores en la ubicación propuesta, si los aerogeneradores han sido
ubicados en sitios correctos y, también, permite visualizar el impacto
visual del proyecto. De esta manera es posible obtener una idea más
real del futuro escenario que causaría la construcción del parque
eólico propuesto y su impacto visual.
Los datos que se han utilizado en esta presentación 3D han sido el
MDE, ortofotos 1:50000 (fuente ICC), shapes de ubicación de los
aerogeneradores y núcleos urbanos. A la hora de la simbolización se
ha tenido que llevar a cabo una sobreelevación de algunos
elementos para poder visualizar mejor el escenario. Y, así, poder
analizar con mayor facilidad el impacto visual de nuestro proyecto.
Procedimiento
Carga de datos >> Generación 3D a partir del MDE >> Sobreelevación>> Simbolización
23 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
6. Análisis de redes
24 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Análisis de redes
Durante la fase de construcción de un parque eólico se produce un
tránsito de vehículos pesados, por ello, es necesario conocer la
accesibilidad a la ubicación donde se va a producir la construcción
del parque eólico, con la finalidad de disminuir el impacto originado
por el transporte de los materiales necesarios y elementos de los
aerogeneradores, elaborando un trayecto de mínimo coste.
Para conocer el alcance del impacto originado en la fase de
construcción del parque eólico, es necesario:
- Determinar las impedancias: costos asociados a los arcos de la
red viaria. Estos pueden expresarse en unidades de longitud,
tiempo, monetarias…
- Calculo de los índices de accesibilidad. Análisis de accesibilidad.
• Accesibilidad absoluta
• Accesibilidad relativa
• Accesibilidad media
- Calculo de rutas óptimas y análisis de rutas. Camino de mínimo
esfuerzo de desplazamiento, el cálculo de la ruta óptima se
basa en algoritmos de optimización de costos acumulados.
25 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Como se puede observar tiempo de accesibilidad cuando analizamos
con los datos ponderados es mayor. Pero lo realmente interesante al
analizar diferenciando entre datos ponderados o no es que si
analizamos con impedancia=longitud, el sistema de información
geográfica propone una ruta diferente a cuando se analiza con la
impedancia ponderada como se puede observar en la imagen
siguiente.
Calculo de la matriz de coste OD
- Ponderación del tiempo según usos del suelo
- Crear Network Dataset (Atributos de coste: T, T ponderado
usos y distancia)
Accesibilidad media
Ac_med=ac_abs/nodos
Accesibilidad absoluta
Suma de las impedancias acumuladas
para cada nodos destino desde su
origen
Accesibilidad relativa
𝑎𝑐𝑟𝑒𝑙 =𝑎𝑐_𝑎𝑏𝑠 − 𝑎𝑐_𝑎𝑏𝑠𝑚𝑖𝑛
𝑎𝑐_𝑎𝑏𝑠𝑚𝑎𝑥 − 𝑎𝑐_𝑎𝑏𝑠𝑚𝑖𝑛
Red viaria
Calculo de impedancias
Cat_ccat Descripción Velocidad
A Autopista 80
N C.Nacional 50
C C.Comarcal 30
L C.Local 20
P Pista 10
X Camino 5
C
Calculo de impedancias (T)
T(min)= Longitud /
((Velocidad*1000)/60)
saf
Calculo Rutas óptimas
26 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
27 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
7. Análisis de coste
28 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Análisis de coste
En esta fase se pretende realizar un análisis de coste de la
construcción de una futura línea eléctrica que conecte el parque con
las subestaciones más cercanas de la red básica. Por tanto, se busca
encontrar el trayecto con menor coste de construcción.
Para ello hay que analizar que variables pueden afectar a la
construcción de tal línea eléctrica y al medio ambiente. Es necesario
dar una ponderación al valor de éstas, puesto que algunas variables
son más influyentes que otras en el proceso de construcción. En el
caso de este estudio se proponen como variables:
Variables Ponderación Coste-Criterio
Pendiente 25 % Mayor coste a mayor pendiente
Litología 10 % Mayor coste a mayor dureza del suelo
Parques naturales 35 % Moralidad y legislación ecológica
Distancia a núcleos 5 % Razones legislativas
Usos del suelo 20 % Distintos usos del suelo, distintos costes
Distancia a viario 5 % Razones legislativas
Se considera que la distancia a los parques naturales es la variable
que tiene mayor peso, debido a la obligación moral y legislativa de
tener que preservar los espacios naturales de la zona. La pendiente
es la segunda variable con mayor peso debido a que en zonas de
elevadas pendientes el coste de construcción es muy elevado. Así
como, en el presente estudio se ha incluido la litología, ya que la
naturaleza de los suelos no siempre es la misma. En la ponderación
de la litología se ha aplicado un valor diferente a cada tipo de suelo,
de manera que los suelos con mayor dureza también tienen un
mayor coste para implantar los cimientos de las torres, y en suelos
blandos y poco estables el coste de mantenimiento de esta
cimentación también es mayor. Por todo esto, a los suelos más duros
y a los poco estables se les ha otorgado mayor peso en la
ponderación.
Otra variable importante a tener en cuenta es los usos del suelo,
debido que el mosaico de usos en dicha zona es muy diverso. Por lo
que habrá que tomar medidas y decisiones diferentes.
La distancia a núcleos y al viario son variables registradas
legislativamente, para los núcleos se pide una distancia de 100m y
para las carreteras de 25 a 50m.
Procedimiento
Todos los datos de las distintas variables utilizadas tenían un origen
shapefile, por tanto se ha llevado el mismo procedimiento para cada
una, el cual ha sido:
Un ejemplo de este proceso se muestra con la variable de espacios
naturales por ejemplo:
Variable.shp Raster
Reclass Ponderación
29 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Después de darle valor a cada espacio natural según su grado de importancia ecológica se transforma a
raster.
Una vez ponderadas cada variable, se realiza la suma de todas ellas
mediante procedimientos de combinación, como pueden ser Algebra
de Mapas / weight overlay, para obtener la superficie de coste total,
que servirá como base para crear las rutas optimas de menor coste.
Este proceso se simplifica con el siguiente gráfico:
30 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Superficie de coste total
Capa de costos
DISTANCIA
Capa de costos
DIRECCIONES
Rutas óptimas
Elección de la ruta más óptima
31 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
8. Análisis multicriterio
32 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Análisis multicriterio
Procedimiento
En esta fase se ha tenido en cuenta los resultados de los demás
estudios realizados para las 12 estaciones meteorológicas de la
comarca de l’Alt Empordá.
Como su nombre indica, en un análisis multicriterio se analizan
varios criterios para llevar a cabo la evaluación. Los criterios que se
proponen para este caso son 3 y tienen como norma que se cumplan
determinados valores:
Accesibilidad A(min): < 90 min.
Energía potencial E(Gwh): > 10 Gwh
Impacto visual relativo(IV): ---
En el impacto visual relativo se ha estimado que el valor ideal sería
0, pero eso es prácticamente imposible, por lo tanto se ha propuesto
que cuanto mayor sea este índice mayor será la penalización en la
valoración final.
Para proceder de manera correcta en el análisis multicriterio, hay
que aplicar unos limitantes a los resultados, posteriormente
normalizarlos, obtener el punto ideal y, finalmente, obtendremos el
valor de idoneidad.
- Limitantes: define si un factor es limitante o no, es decir, si
restringe la idoneidad de la ubicación.
- Normalización: permite comparar los factores en un rango igual
para todos.
- Punto ideal: es la ponderación en función de los pesos
asociados a cada factor.
- Idoneidad: generación de un intervalo de idoneidad, a partir del
valor del punto ideal.
En el apartado de los limitantes, se puede apreciar las ubicaciones
que a priori son potencialmente buenas y las que se han de
desechar por incumplir alguno de los 3 factores condicionantes
que se establecieron al principio de esta fase.
En el punto ideal se desechan las ubicaciones que incumplen con
algún criterio y solo se trabaja con las válidas. Aquí se aplican los
pesos en función de la importancia que se le ha dado a cada
factor. En este análisis se han aplicado los siguientes pesos:
33 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Conclusiones
Una vez efectuado los cálculos anteriores y comparados todas las
ubicaciones es posible generar cartografía que se muestra de gran
utilidad para mostrar de manera gráfica las conclusiones observadas.
Debido a que anteriormente se propuso unos factores limitantes
como son la energía y la accesibilidad, se ha generado una
cartografía booleana de los lugares posibles o no, además de
cartografías de visibilidad y energía en explotación.
Para finalizar se mostrará una mapa final de los lugares idóneos para
construir el parque eólico de todas las zonas propuestas. Es decir, los
lugares en los que sería viable su construcción.
Para una mejor observación y comparación de la ubicación
propuesta en este informe se representa con un punto de mayor
tamaño respecto a las otras ubicaciones. Se podrá observar como la
ubicación propuesta en este estudio cumple con garantías en todos
los escenarios y factores propuestos en común para todas las demás
ubicaciones.
Factores limitantes. Energía y accesibilidad
Las ubicaciones en la zona 1, son ubicaciones que cumplen con los
valores de los factores limitantes, y los que están en la zona 0
incumplen con los requisitos mínimos impuestos.
34 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Potencia energética de las ubicaciones propuestas
Índice de visibilidad en cada zona de estudio
Emplazamientos idóneos
Una vez combinado todos los factores limitantes podemos obtener
una cartografía global de los emplazamientos idóneos. Y analizando
conjuntamente todas las características particulares de los
emplazamientos idóneos se puede proponer un emplazamiento
prioritario a construcción de la lista de las 20 posibles zonas de las
que partimos al inicio del estudio.
35 Estudio de viabilidad de la construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà
Con ayuda de este mapa y los datos obtenidos sobre la idoneidad de
cada emplazamiento se pone de manifiesto que la ubicación de
Portbou (Puig Calpè) es el lugar más favorable e idóneo para la
construcción de un parque eólico en l’Alt Empordà.
Se trata de un lugar con fuertes rachas de viento, fácil accesibilidad y
con un valor de idoneidad de 0,85, siendo este el valor más alto
entre todas las zonas estudiadas.
Bibliografía
Windpower.
http://ligit0.uab.es/mtig/intranet/Projectes/analisi/windweb/es
/core.htm
http://icaen.gencat.cat/es/pice_ambits_tematics/pice_energies
_renovables/pice_eolica/lenergia_eolica_a_catalunya
ICC.
http://www.icc.cat/cat/Home-ICC/Mapes-escolars-i-
divulgacio/Diccionaris/Interpolacio-espacial
Finding the right pixel, Tomislav Hengl.
http://ligit0.uab.es/mtig/intranet/Projectes/analisi/pixelsize.pdf
