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“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo


Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica

ACTIVIDAD 02
Curso:

Sistemas Energéticos

Profesor:

Ing. Martin Nombera Lossio.

Alumnos:

Bautista Idrogo Ricardo Alexander


Gil Terrones Joel Pablo
Jibaja Garcia Edinson
Odar Briceño Bruno Fabrizzio
Teque Pasache José Benjamín

SEMESTRE 2021 – II
LAMBAYEQUE 18 DE ENERO DE 2022

Actividad 02
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

2.1 Investigar sobre la energía eólica en el mar y los parques Eólicos

2.1.1.- La energía eólica en el mar :


La energía eólica marina es aquella fuente de energía limpia y renovable que se obtiene al
aprovechar la fuerza del viento marítimo, donde este alcanza una velocidad mayor y más
constante debido a la inexistencia de barreras.

Ventajas:

● Es un tipo de energía renovable, inagotable y no contaminante.


● El recurso eólico que existe en el mar es mayor que en tierra (hasta el doble que en un
parque terrestre medio).
● Al ubicarse mar adentro, el impacto visual y acústico es muy pequeño, por lo que se
pueden aprovechar superficies muy extensas. Gracias a esto, los parques eólicos
marinos suelen tener varios cientos de megavatios de capacidad instalada.
● La facilidad del transporte marítimo que posee pocas limitaciones respecto a la carga
y las dimensiones en comparación con el terrestre ha hecho posible que en el mar los
aerogeneradores alcancen potencias unitarias y tamaños mucho mayores que en tierra.
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Funcionamiento de un parque eólico marino

Tipos de parques eólicos marinos:

Por el tipo de anclaje del aerogenerador, distinguimos dos tipos:


“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Aerogeneradores marinos con cimentación fija:

Se caracterizan por tener una estructura de apoyo con cimentación fija sobre el suelo marino.
Este tipo de cimentación, a su vez, puede ser distinta: con monopilote (la torre se cimenta
sobre un gran cilindro de acero empotrado en el fondo marino); de apoyo por gravedad
(requiere una plataforma de hormigón o acero de gran masa y superficie que se apoya
directamente sobre el lecho marino que se prepara previamente); y usando jackets
(estructuras de acero reticulares con tres o cuatro puntos de anclaje en el fondo marino). La
tecnología actual de cimentaciones fijas se utiliza actualmente en emplazamientos de hasta 60
m de profundidad.

Tipos de cimentación en aerogeneradores marinos

Aerogeneradores marinos sobre plataforma flotante:

Este tipo de emplazamientos abren la puerta a parques más alejados de la costa en zonas de
gran profundidad. Las bases flotantes permiten desplegar aerogeneradores en extensas áreas
marinas con gran potencial de viento. Con este tipo de técnica, la restricción de profundidad
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

viene marcada por el tendido de las infraestructuras eléctricas submarinas de evacuación,


capaces de llegar a cientos de metros de profundidad.

Según el sistema de anclaje al fondo marino se clasifican como: monopilar flotante o spar,
plataforma semisumergible y plataforma de apoyo en tensión.

Tipos de cimentación en aerogeneradores marinos flotantes

Hywind Scotland Pilot Park:


“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Considerado como el primer parque eólico flotante instalado en 2017.

Las unidades WTG se ensamblaron en un área terrestre de aguas profundas frente a la costa
oeste de Noruega y se transportaron al sitio para su instalación. Cada unidad está amarrada al
fondo marino por un sistema de amarre y anclaje de tres puntos.

Vista de los aerogeneradores flotantes Instalación de los aerogeneradores

El parque eólico Hywind Pilot Park se extiende sobre un área de 4 km² en profundidades de
agua entre 95 m y 120 m. El lugar es testigo de una velocidad media del viento de 10 m/s.

El parque eólico incluye cinco unidades de generador de turbina eólica flotante (WTG) de
accionamiento directo SWT-6.0-154 de 6MW. Cada turbina de 258 m de altura tiene una
altura de buje de entre 82m y 101m, así como un diámetro de rotor de 154 m.

Las turbinas están ubicadas a una distancia de entre 720 y 1600 m y están conectadas por
cables entre arreglos. La electricidad generada por el parque eólico se transporta a tierra en la
costa de Peterhead a la red eléctrica local a través de un corredor de cable de exportación. El
voltaje de transmisión de los cables entre arreglos y de exportación es de 33 kV.

Tecnología Hywind:

Hywind es un diseño de aerogenerador flotante basado en una sola boya de mástil cilíndrica
flotante amarrada con cables o cadenas al lecho marino. Su subestructura está lastrada para
que toda la construcción flote en posición vertical. Hywind combina tecnologías familiares de
las industrias de energía eólica y marina en un nuevo diseño.
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Diagrama esquemático y mapa de Hywind Scotland

Hywind utiliza un diseño de catenaria con balasto con tres cables de amarre con pesos de 60
toneladas que cuelgan del punto medio de cada cable de anclaje para proporcionar tensión
adicional.
El software de control a bordo monitorea constantemente el funcionamiento de la turbina
eólica y altera el paso de las palas para amortiguar de manera efectiva el movimiento de la
torre y maximizar la producción. La electricidad producida se lleva a tierra a través de cables.
Después de 8 años de probar un prototipo a gran escala en la costa de Karmøy en Noruega, se
ha demostrado que la demostración de Hywind funciona bien en todas las condiciones de
viento y olas.

Subestructura
La estructura flotante consta de un cilindro de acero lleno de agua de lastre y roca o mineral
de hierro. El diámetro en la línea de flotación es de unos 9-10 m, mientras que el diámetro de
la sección sumergida de la boya es de 14-15 m.

Fabricación:
El ensamblaje en tierra reduce el tiempo y el riesgo de las operaciones en alta mar. Las
subestructuras de Hywind Scotland se transportaron en posición horizontal al sitio de
ensamblaje en tierra en Stord, en la costa oeste de Noruega. Allí, las estructuras de vigas
gigantes se llenaron con cerca de 8000 toneladas de agua de mar para que se mantuvieran en
pie. Finalmente, se llenaron con alrededor de 5500 toneladas de lastre sólido mientras se
bombeaba aproximadamente 5000 toneladas de agua de mar para mantener el calado.
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Construcción en tierra firme

Transporte de las turbinas

Sistema de amarre:
La estructura se amarra al fondo marino mediante un sistema de amarre convencional de 3
cabos. En el diseño de un parque eólico, se pueden utilizar puntos de anclaje comunes, lo que
reduce el número de anclajes por unidad. Las líneas de amarre actualmente están hechas de
cadenas de acero. Hywind Scotland, utiliza anclas de succión.

Historia completa de Hywind Scotland - Primera granja flotante de turbinas eólicas


https://www.youtube.com/watch?v=PUlfvXaISvc&t=14s

Parques eólicos marítimos más grandes del mundo:


“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

1. Walney Extension. 659 MW. Reino Unido

2. London Array. 630 MW. Reino Unido

3. Gemini Wind Farm. 600 MW. Holanda


“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

4. Gode Wind 1 y 2. 582 MW. Alemania

5. Gwynt y Môr. 576 MW. Reino Unido


“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

2.1.2.- Los parques Eólicos:

2.1.2.1.- A nivel nacional:

El Perú cuenta con 7 centrales eólicas que suman una capacidad instalada de 408 megawatts
(MW) y, entre enero y septiembre del presente año, aportaron el 3.1% de la producción de
energía eléctrica a nivel nacional.

Las tres centrales de mayor capacidad se encuentran en la región Ica (Tres Hermanas, Wayra
I y Parque Eólico Marcona), luego viene Cajamarca con las dos centrales eólicas inauguradas
por el presidente de la República Pedro Castillo y después La Libertad (Cupisnique) y Piura
(Talara).

Además hay tres proyectos eólicos (Wayra Extensión, Parque Eólico San Juan y Punta
Lomitas) que cuentan con concesión definitiva, suman una capacidad instalada de 499 MW y
representan una inversión conjunta de aproximadamente 600 millones de dólares.
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

1. Central eólica Marcona (32 MW)

La central se ubica en las proximidades de la localidad de Marcona el departamento


de lca, esta central de 32 MW de potencia instalada, consta de once (11) aerogeneradores
SIEMENS, ocho (8) de 3,15 MW y tres (3) de 2,3 MW.

Cada aerogenerador está conformado por la torre de 80 m, sala de máquinas y rotor,


equipados con: tren de mando, caja multiplicadora y generador, buje formado portres
(8) palas de 53 metros de longitud, instaladas en ángulo de 120*. En la parte inferior
de la torre existe una caseta de transformación de 0,69/20 kv, que está ubicada al
exterior.

Aerogeneradores y línea de transmisión Transformador de potencia (20/220 kV -34


MVA)

Vista de los aerogeneradores del parque eólico Marcona


“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

2. Central eólica Cupisnique (83.15 MW)

La central se ubica en las proximidades de la localidad de Pacasmayo en el departamento de


la Libertad, esta central de 83,15 MW de potencia instalada nominal consta de cuarenta y
cinco (45) aerogeneradores marca VESTAS, de 1,8 MW cada uno.

Cada aerogenerador está conformado por la torre de 80 m, sala de máquinas (Nacelle)


y rotor, equipados con tren de mando, caja multiplicador, generador, transformador y buje
formado por 3 palas de 43 metros en ángulo de 120”, En el interior de la torre, en el Nacelle,
se tiene un centro de transformación de 0,69/30 kV.

El proyecto incluye una subestación y línea de transmisión 220 KV, de 27,87 km de


longitud que se conecta al SEIN en la S.E Guadalupe 220 kV.

L.T 220 kV Cupisnique-Guadalupe Banco de condensadores

Aerogeneradores Transformador 35 MVA - 220 kV


“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

3. Central eólica Talara (30.86 MW)

La central se ubica al lado de la carretera Panamericana Norte casi al ingreso de la localidad


de Talara en Piura, esta central de 30,86 MW de potencia instalada nominal consta de
diecisiete (17) aerogeneradores marca VESTAS de 1,8 MW cada uno.

Cada aerogenerador está conformado por la torre de 80 m, sala de máquinas (Nacelle) y rotor,
equipados con tren de mando, caja multiplicadora, generador, transformador y buje formado
por 3 palas de 43 metros en ángulo de 120”, En el interior de la torre, en el Nacelle, se tiene
un centro de transformación de 0,69/30 kV.

El proyecto incluye una subestación y línea de transmisión 220 KV, de 0,37 km de longitud
que se interconectará al SEIN en la S.E Pariñas (Talara).

Condensadores y transformador 32 MVA Montaje de polos del seccionador


tripolar

Tableros de control y protección Aerogeneradores de la central


eólica Talara
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

4. Central eólica Tres Hermanas

Esta central se ubica en el distrito de Marcona, provincia de Nazca, en el departamento


de Ica, la central consta de un conjunto de treinta y tres (33) aerogeneradores que se
disponen en siete (7) circuitos independientes, agrupados en unas barras colectoras
de media tensión.

Los circuitos eléctricos de media tensión del parque eólico se proyectan en 34,5 kV y
conectan directamente los transformadores de cada aerogenerador con el nuevo
embarrado de 34,5 kV de la S.E. Tres Hermanas 220/34,5/20 kV.

Vista interior de una torre Nacelle 3.15 MW

Transformador de potencia 110 MVA Vista de los aerogeneradores

5. Central eólica Wayra I

La central está ubicada en el distrito de Marcona, provincia de Nazca, departamento


de Ica, la central tiene una potencia instalada de 132,3 MW y se instalarán 42
aerogeneradores.
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

La central tendrá una producción anual aproximada de 573 GWh

Transformador de potencia 150 MVA Aerogeneradores

Patio de llaves subestación Poroma Subestación Poroma

6. Central eólica Duna y Huambos (2021)

El Gobierno inauguró el proyecto eólico Duna y Huambos, en la provincia de Chota, región


Cajamarca, que se constituye como la primera central eólica en instalarse en la sierra del
Perú y tiene como propósito producir energía eléctrica a partir de fuentes renovables, que
será integrada al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN).
La ceremonia de inauguración del proyecto de Grenergy ( responsable del proyecto) fue
encabezada por el presidente de la república, Pedro Castillo, y en ella participó el
viceministro de Electricidad, Martín Dávila, en representación del ministro de Energía y
Minas, Eduardo González Toro; además de autoridades regionales y representantes de la
empresa Grenergy
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Estos parques eólicos son infraestructuras formadas por autogeneradores, que convierten las
corrientes de aire en energía eléctrica, con lo cual insertan 36 megavatios de energía limpia
al sistema interconectado. La concesión es por veinte años.
La empresa instaló un transformador de potencia de seis megavatios en este parque eólico
para brindar confiabilidad a las poblaciones de los distritos de Huambos, Querocoto,
Querocotillo y Cochabamba, asegurando que no habrá interrupciones del servicio eléctrico.

Vista de los parques eólicos

Inauguración de las centrales eólicas


“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

PROYECTOS EÓLICOS

Hay tres proyectos eólicos (Wayra Extensión, Parque Eólico San Juan y Punta Lomitas) que
cuentan con concesión definitiva, suman una capacidad instalada de 499 MW y representan
una inversión conjunta de aproximadamente 600 millones de dólares.

● El proyecto de ‘Punta Lomitas’:

Liderado por la compañía Engie, contará con una capacidad de 260 MW y se estima que
empiece a funcionar el primer trimestre de 2023.

Se estima será el parque eólico más grande del Perú, ubicado entre los distritos de Ocucaje y
Santiago en la región Ica. En dicho proyecto, Nexans Indeco participará como uno de los
actores clave en su realización, estando a cargo de la red de media tensión y puesta a tierra
del parque eólico, a través del suministro de cables de media tensión de aluminio y cables de
cobre desnudo, obras eléctricas en las que participa con la empresa Cosapi. Estos cables
conectarán el parque eólico, a lo largo de sus 60 kilómetros, con el Sistema Eléctrico
Interconectado Nacional (SEIN).

● Proyecto central eólica Parque San Juan:

El Ministerio de Energía y Minas (Minem) otorgó la concesión definitiva para desarrollar la


actividad de generación de energía eléctrica con recursos energéticos renovables en la central
eólica Parque Eólico San Juan de 131.1 MW, ubicada en la región Ica, la misma que aportará
energía limpia y eficiente al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) para atender
la demanda de electricidad de todo el país.
La inversión para la ejecución de este importante proyecto supera los 500 millones de soles y
el inicio de obras está previsto para el 1 de abril del 2022; mientras que la puesta en
operación comercial (POC) será, a más tardar, el 31 de diciembre del 2024, de acuerdo con el
calendario de ejecución de obras que forma parte del contrato.

● Proyecto Huayra extensión:

El MINEM otorgó a favor de ENEL GREEN POWER PERÚ S.A.C. La concesión


definitiva para desarrollar la actividad de generación de energía eléctrica con Recursos
Energéticos Renovables, con una potencia instalada de 108 MW.
El proyecto contempla implementar la barra en el lado de 220 kV de la SE. Flamenco 220
kV, donde se conectará el transformador elevador de la Central Eólica. Según el cronograma
de ejecución de obras, el inicio de obras se encuentra previsto para el 14.12.2021 y la
POC para el 30.12.2022.

2.1.2.2.- A nivel internacional:


“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Parque eólicos terrestres más grandes del mundo:

1. El parque eólico de Gansu (China)


También llamado de Jiquan, por ser una importante ciudad de la provincia (Gansu) en la que
está situado principalmente. Se trata sin duda del parque eólico más grande del mundo, a
enorme distancia de los demás.

De hecho, es tan masivo que se extiende por Mongolia Interior, Hebei, Xinjiang, Jiangsu y
Shandong. Con una capacidad planeada de 20.000 MW para 2020 y una capacidad actual de
más de 7.000 MW, se ha construido por fases debido a lo enorme que es, añadiendo cada día
más molinos.

2. Parque eólico de Alta (Estados Unidos)


En una pugna constante por el segundo puesto, el parque eólico de Alta, también llamado de
Mojave, está situado en California y tiene una potencia instalada de 1548 MW.

Iniciado en 2011 y completado en 7 fases, presenta turbinas de varios tipos. Esta es una
muestra de cómo la tecnología avanza a grandes pasos en las energías renovables.

3. Parque eólico de Muppandal (India)


El tercer parque eólico más grande del mundo es para el cuarto país más importante en
potencia eólica instalada, la India.

Muppandal, con 1.500 MW de potencia instalada, consiste en un grupo de granjas eólicas


situadas en el distrito de Kanyakumari. El área donde se sitúa es una tierra muy poco fértil,
pero que recibe vientos de gran potencia durante 9 meses al año. Eso convirtió a la región en
un terreno ideal donde se instalaron turbinas de todo tipo y marcas.

4. Parque eólico de Jaisalmer (India)


El cuarto parque eólico más grande del mundo también corresponde a la India, con una
potencia instalada muy similar a la de Muppandal.

De hecho, debido a que los parques eólicos no dejan de crecer y se reinvierte en ellos,
Jaisalmer está en pugna con Muppandal y Alta por el segundo puesto, produciendo alrededor
de 1500 MW.

5. Parque eólico de Shepherd Flats (Estados Unidos)


El quinto parque eólico más grande del mundo se encuentra de nuevo en Estados Unidos,
concretamente cerca de Arlington (Oregon Este).

Más de 48 kilómetros cuadrados de superficie están cubiertos por 338 turbinas GE2.5XL de
2,5 MW cada una. En total, 845 MW de potencia instalada. Financiado en 2009, comenzó sus
operaciones en 2012 y resiste entre los parques eólicos más poderosos.
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Lo que tienen en común todos estos parques eólicos más grandes del mundo es que están
situados en tierra. Sin embargo, también hay una importante construcción de parques eólicos
en el mar. ¿Cuál es el más grande del mundo de este tipo?

Referencias:

CJR RENEWABLES,(2021). Parque Eólico de Duna Y Huambos.


https://www.cjr-renewables.com/es/parque-eolico-duna-huambos/

Revista Energiminas, (2021). Inauguran primera central eólica de la sierra: Duna y Huambos,
en Cajamarca
https://energiminas.com/inauguran-primera-central-eolica-de-la-sierra-duna-y-huambos-en-
cajamarca/

Perú Construye, (2021). Siete centrales eólicas ayudan a atender la demanda eléctrica del país
con energías limpias
https://peruconstruye.net/2021/11/24/siete-centrales-eolicas-ayudan-a-atender-demanda-
electrica-con-energias-limpias/

Andina, 2021,Otorgan concesión definitiva para construcción de central eólica Parque San
Juan en Ica
https://andina.pe/agencia/noticia-otorgan-concesion-definitiva-para-construccion-central-eoli

Osinergmin, (2020). CENTRALES DE GENERACIÓN ELÉCTRICA CON RECURSOS


ENERGÉTICOS RENOVABLES
https://issuu.com/osinergmin/docs/compendio_proyectos_generacion_rer?
e=14826589/30428715

Osinergmin, (2021). CENTRAL EÓLICA WAYRA EXTENSIÓN (108 MW)


https://www.osinergmin.gob.pe/seccion/centro_documental/electricidad/Documentos/
PROYECTOS%20GFE/Acorde%C3%B3n/Generaci%C3%B3n/3.5.1.pdf

Historia completa de Hywind Scotland - Primera granja flotante de turbinas eólicas


https://www.youtube.com/watch?v=PUlfvXaISvc&t=14s

National Geographic, (2021). Conoce el primer parque eólico flotante del mundo surcando
las olas
https://www.nationalgeographicla.com/ciencia/primer-parque-eolico-flotante-del-mundo

Equinor, (2022). What we do floating wind.


https://www.equinor.com/en/what-we-do/floating-wind.html
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

Equinor, (2022). How Hywind works.


https://www.equinor.com/en/what-we-do/floating-wind/how-hywind-works.html

Iberdrola, (2020). Cómo funciona la energía eólica marina


https://www.iberdrola.com/sostenibilidad/como-funciona-la-energia-eolica-marina

Energía Verde,(2019). Los mayores parques eólicos del mundo


https://www.energyavm.es/los-mayores-parques-eolicos-del-mundo/

José A., (2018). Los 10 mayores parques eólicos marinos del mundo: Walney Extension da
un vuelco a la clasificación
https://elperiodicodelaenergia.com/los-10-mayores-parques-eolicos-marinos-del-mundo/

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