Wind profile prediction using linear Markov chains: A linear algebra approach

To predict the future wind speed and wind direction is of relevance to the wind industry to maximize the power generation. In this regards, this article describes a methodology for the construction of predictive models based on linear Markov chains under linear algebra point of view. The model analyzes the direction and speed of the wind obtained from a meteorological station. This Model allows making a precise study of wind direction and speeding data; figure out the stability, the most common direction or speed, its behaviour depending on the hours or seasons.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Energía eólica y paisaje. Identificación y cuantificación de paisajes afectados por instalaciones eólicas en Andalucía

Este artículo analiza la distribución territorial y paisajística de los parques eólicos en Andalucía, identificando y cuantificando las superficies afectadas por cambios paisajísticos como consecuencia de la implantación de estas infraestructuras. Ello se lleva a cabo a partir de la generación de una geodatabase de energías renovables que recoge información espacial detallada de estas infraestructuras, con un nivel de precisión hasta el momento inédito en Andalucía. El uso de las capacidades analíticas de los Sistemas de Información Geográfica permite la definición y generación de nuevos indicadores paisajísticos relacionados con las instalaciones de energía eólica, no aplicados previamente para la Comunidad Autónoma Andaluza.This article analyzes the spatial and landscape distribution of wind farms in the region of Andalusia, Spain, and identifies and quantifies the surface area affected by landscape changes resulting from the implementation of this type of infrastructure. This is done by creating a geodatabase of renewable energies that includes detailed spatial information of these infrastructures with a scale of accuracy that is unprecedented in Andalusia. By using the analytical abilities of Geographical Information Systems it has been possible to define and create new landscape indicators linked to the installation of wind farms that have not been applied previously in the Andalusian Autonomous Community

Microstructural optimization of unalloyed ductile cast irons with a ferritic matrix used in the manufacture of wind turbine rotors

The aim of this work was the microstructural optimization of cast irons with nodular graphite for the manufacture of wind turbine hubs, paying preferential attention to the geometry and distribution of graphite spheroids to ensure the required mechanical properties for this application. The target was pursued based upon microstructure-properties correlation, in an environment of great competitiveness and exigency marked by current international standards. The methodology followed consisted of the generation of knowledge from tailor-made industrial castings, followed by the analysis of their microstructures, in order to extract valuable conclusions for the production process through the use of statistical analysis. The approach method employed was a Fractional Design of Experiments (DOE) with 7 factors, 16 experiments and resolution IV. The samples from each experiment were cubes of identical geometry, and designed to match a surface-to-volume module equal to 4 cm (1.57 in) found as the highest values in real hubs of 3 MW power wind turbines. It is concluded that the use of nodulizers with traces of lanthanum favour the reduction of the volume fraction of pearlite, although La has proved not to promote the spherical shape of primary graphite. The negative effect of pre-inoculants containing SiC on the spheroidal morphology of graphite has also been verified, and also that low-Mn bearing scrap favours graphite formation and the reduction of the volume fraction of pearlite, in spite of being a carbide forming element. The whitening effect of Mn was minimized with low carbon equivalent melts

Optimización de la generación de un parque eólico considerando efectos de estela

El objetivo de este trabajo es verificar la hipótesis de que operar los diferentes aerogeneradores de un parque a velocidades específicas distintas de la óptima tiene como resultado un aumento en la velocidad del viento en las estelas y que éste comporta un aumento de la generación eléctrica total del parque. Para ello se hace un repaso de la teoría aerodinámica de aerogeneradores necesaria, se establece un caso de estudio y se simula. A partir de los resultados favorables se establece un sistema de operación que haga uso de este efecto para así mejorar la producción energética del parque en su conjunto

Estudio de las interacciones de las estelas de los aerogeneradores en un parque eólico

Un aerogenerador extrae la energía cinética del viento con el fin de convertirla en energía eléctrica. Esta extracción de la energía conlleva la creación de una estela por detrás del aerogenerador. Un déficit de velocidad aparece entre el anverso y el reverso del aerogenerador. Los aerogeneradores se organizan en parques eólicos con el fin de extraer la máxima cantidad de energía posible de una zona con unas condiciones propicias para ello. El objetivo de nuestro proyecto es estudiar las interacciones entre las estelas de los aerogeneradores en un parque eólico. En concreto, el parque que llevaremos a estudio es uno situado al sur de Francia. Pertenece a la empresa EDF (Electricidad de Francia) y son ellos quienes han encargado un ensayo en túnel de viento al instituto PRISME cuyas oficinas se encuentran anejas a la Universidad Politécnica de Orleans. Estos ensayos nos permitirán cuantificar los efectos de la interacción entre las estelas de los aerogeneradores. La siguiente foto nos muestra el parque eólico estudiado. EDF ha pedido que el estudio se realice sobre un viento proveniente de una dirección concreta, oeste-suroeste, que es aquella que deja a los tres primeros aerogeneradores alineados y en la que se presenta una mayor interacción entre las estelas de los aerogeneradores.Ingeniería Industria

Yaw system protection strategy optimization

Este proyecto surge de la necesidad de dar continuación al proyecto OPYS iniciado el año 2013 en la empresa innogy Spain SAU. Este proyecto establece una estrategia de protección para el sistema de orientación de las turbinas de Bancal y Siglos, parques pertenecientes a la empresa, debido al alto número de roturas de motores y reductoras que se presentan a causa de las intensas condiciones de viento. La finalidad de este proyecto es realizar una modificación de la estrategia definida para reducir el número de roturas en estos parques. Para ello, se definen unas variables consideradas como causas probables, siendo estas las causas ambientales, y se realiza un análisis de las activaciones de las alarmas relacionadas a este tipo de incidencias para establecer una relación entre estas y las roturas. A través de los resultados obtenidos no se puede establecer una relación directa entre las causas y las roturas y, por tanto, se proponen modificaciones concretas en una serie de turbinas y posibles vías de acción para el futuro desarrollo del proyecto, el cual se ha dotado con nuevas herramientas de análisi

Análisis de fallos de parques eólicos

En el presente proyecto se va a estudiar el comportamiento de tres parque eólicos durante los años 2013, 2014 y 2015. El objetivo será ver cuales han sido los principales fallos en cada parque eólico y con cuánta frecuencia se han producido para posteriormente poder crear líneas de trabajo que ayuden a la mejora del mantenimiento de estos parques, así como para evaluar su correcto funcionamiento en función del emplazamiento, las condiciones ambientales, etc. Cada parque eólico será analizado de forma individual para después generar una comparativa entre parques, y así poder estudiar los principales fallos de cada parque y las condiciones en las que se encuentran.Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de las Tecnologías Industriale

Análisis de un sistema híbrido solar eólico para suministro de energía eléctrica

El panorama socioeconómico actual ha propiciado un gran auge en el uso de energías renovables. El importante crecimiento de estas energías, también se debe en gran medida a la preocupación social por los impactos medioambientales de las denominadas energías no renovables. Hay casos en los que se tiene que acometer el suministro de energía eléctrica a instalaciones donde, o bien no existe una línea eléctrica cercana, o bien su implantación supone un coste elevado. Bajo estas circunstancias, es especialmente adecuado el uso de energías que puedan obtenerse directamente de la naturaleza y en el mismo lugar donde se van a consumir. En este ámbito, a continuación se describe una instalación que usa la energía del viento y la energía del sol como fuentes primarias de producción de energía eléctric

Estudio técnico-financiero sobre la construcción de un parque eólico marino flotante en el litoral español

RESUMEN El objetivo del trabajo es analizar, desde un punto de vista financiero, las diversas soluciones técnicas para un emplazamiento “tipo” en aguas profundas en el litoral español. Se examinará exhaustivamente los elementos que intervienen en el diseño, construcción, instalación, operación, mantenimiento y desmantelamiento de dicha infraestructura, optando por aquellas soluciones que se estimen óptimas tanto técnica como económicamente. Además se analizarán todos aquellos aspectos referentes a los buques necesarios para dar el soporte logístico al parque. Para ello se plantearán diversos escenarios, considerando buques de nueva construcción, transformación de buques y buques fletados bajo las distintas modalidades de flete, estudiando el impacto que representan las distintas opciones en la totalidad de los costes y de esta forma poder definir la viabilidad del parque. ABSTRACT The goal of this paper is to analyze, from a financial point of view, several technique solutions for a deep water standard location in Spanish littoral. All the elements concerning to design, build, installation, operation, maintenance and dismantle of the offshore wind mill farm will be examinated deeply, focusing on those optimum solutions as technically as financially way. Besides we will take into account those aspects refer to different vessels in order to offer the offshore logistic support. Several scenarios will be raised, considering new vessel, conversion vessel and charter vessel, studying their impacts in all costs and enabling to define the offshore wind mill farm viabilit

Diseño de un aerogenerador doméstico

Este proyecto trata sobre el diseño de un aerogenerador de eje horizontal de 0,8 kW de potencia nominal destinado al uso doméstico, en el que se fija como objetivo principal que produzca más de la mitad de la energía consumida por una vivienda en la localidad de Portbou. Actualmente en el mercado existen muchos tipos de soluciones para un gran número de aplicaciones. El proyecto se plantea para encontrar un diseño sencillo y eficaz del tren de potencia de un aerogenerador de eje horizontal, con el fin de reducir el mantenimiento y los costes asociados al mismo. Además, se ha verificado la rentabilidad económica del proyecto y el impacto ambiental que conllevaría la instalación de un aerogenerador de características similares. Primero, se ha realizado el estudio energético de una vivienda para conocer cuánta energía deberá producir el aerogenerador a diseñar. Este estudio determinará las dimensiones que tendrán el rotor y las palas. Tras el análisis, se ha escogido un diámetro de rotor de 2 m y se ha hecho un estudio de qué configuraciones debe adoptar el sistema de transmisión para ser lo más óptimo posible en base a los objetivos marcados. Finalmente, los resultados obtenidos en el estudio energético muestran que el aerogenerador produce un 58 % de la energía consumida bajo las condiciones explicadas con un pay-back de 3,2 años. El presupuesto total del aerogenerador es de 1562,08 € con una estimación de ahorro anual de 525,60 €. Se estima que se reducen las emisiones de CO2 equivalente en 1224 kg, generando un impacto ambiental favorable