Calculul eficientei potentialului eolian pentru o ferma de vant - Studiu de caz

In figura de mai jos este prezentata amplasarea centralelor eoliene intr-o zona de munte, pe cuama unui deal.

1. Ipotezele de dimensionare

Caracteristicile meteorologice ale zonei considerate sunt urmatoarele:

inaltime circa 700 m;

viteza medie a vantului 10 m/s;

durata de functionare in sarcima maxima circa 3000 ore pe an;

durata de functionare in sarcina 50%, 4000 ore pe an;

durata de folosire in sarcina 25 %, 1500 ore an;

timpul de nefunctionare este de 260 ore (10 zile/an) pentru 6 turbine.

coeficient al efectului de colina 10%

densitatea aerului la 700 m - 1,2 kg/m³

zona amplasamentului - zona extraurbana    

Caracteristicile tehnice ale turbinelor sunt urmatoarele;

puterea nominala a turbinei 2,5 MW;

inaltimea turbinei 80 m;

nr. palelor rotorului - 3 buc.

Coeficientul de putere Cp - 44%

Parcul eolian este amplasat la o distanta de circa 6 km de o LEA de

distributie de 20 kV;

2. Costurile de investitie necesare

Valoarea de investitie necesara pentru realizarea parcului eolien se compune din:

investitia necesara achizitionarii terenului pentru centralele eoliene;

investitiea pentru executia unui racord aerian de 20 kV pana in reteaua de distributie (6 km);

investitia pentru construirea unei statii electrice de 20/0,4 kV proprii;

investitia necesara achizitionarii centraleleor eoliene (11 buc.);

La aceste costuri se aduga costuri suplimentare legate de :

proiectare;

avize acorduri;

despagubiri

Suprafata necesara pentru amplasarea centralelor este (avand in vedere ca centralele sunt puse in linie)

11x 2 ( H+L+3)² ~ 360 000 mp

Avand in vedere ca pretul terenului este de circa 8 euro/mp rezulta ca suma necesara achizitionarii terenului este de circa 3 000 000 Euro;

Investitia pentru achizitionarea centralelor eoliene (11 buc.) se ridica la valoarea de aproximativ 18,5 milioane Euro;

Avand in vedere ca pentru o LEA 20 kV dublu circuit valoarea de executie este de aproximativ 40 000 Euro/km (inclusiv obtinerea terenului), iar o statie electrica 20/0,4 kV cu toate echipamentele de comanda control se ridica la circa 1,5 milioane Euro investitia necesara pentru construirea parcului eolian este de circa 23,0 milioane Euro.

La aceste consturi se aduga costurile suplimentare legate de proiectare, avize etc care ridica valoarea investitiei la aproximativ 23,5 milioane Euro.

Un calcul exact nu se poate face in faza de Studiu de fezabilitate intrucat costul proiectului depinde de multe variabile care pot modifica in orice moment valoarea investitiei (costul terenului, echipamentelor, manoperei, modificari de legislatie).

Inca din faza de Studiu de fezabilitate s-au luat in calcul si pierderile anuale datorata energiei nelivrate care este de circa 1,2 Eurocenti/kWh nelivrat.

S-a considerat in faza de evaluare ca energia nelivrata este de circa 50% din puterea nominala a unei turbine.

In consecinta valuarea totala a energiei nelivrate este de circa:

11x2500x0,5x260x0,12 = 430 000 Euro/an.

Considerand ca valoarea de recuperare a investitiei este de circa 10-15 ani si adaugand costul energiei nelivrate ce trebuie suportat de producator, suma necesara pentru inceperea investitiei si care trebuie recuperata din costul de vanzare al energiei electrice este de

23,5+0,43*15 30,0 milioane euro.

3. Energia livrata

Potentialul eolian al ariei luate in calcul (2816 mp) considerand viteza medie a vantului de 15 m/s este:

E = * S² * V³ = 1,20*2816²*15³ = 32116 MW

Din aceasta numai o mica cantitate este turbionata de palele rotoarelor si transformata in energie electrica.

Sprafata ocupata de cele 3 pale ale turbinei este de aproximativ 68 m²

In consecinta energia electrica produsa de o centrala intr-un an de zile considerand viteze vantului si durate mai sus mentionate este:

E_el=((C_e AV³) *h_functionare )/2

4000+4,0³*1500))*10^-3/2 ~ 1 453 737 kWh/an

Energia totala produsa de cele 11 centrale eoliene este de 15 991 107 kWh/an.

Avand in vedere ca pretul de vanzare al energiei preconizat este de maxim 12 eurocenti/kWh rezulta ca perioada de recuperare a investitiei (considerand toate cheltuielile si pierderile) este de 15,9 ani 16 ani.

Concluzii

In cazul analizat rezulta ca perioada de recuperare a investitiei considerand pretul maxim de 12 eurocenti agreat pe piata pentru energia eoliana este de 16 ani se incadreaza in perioada analizata.

Dupa cum se observa pretul de investitie depinde foarte mult de:

pretul terenului;

pretul LEA ( cu cat racordul aerian este mai scurt cu atat timpul de recuperare a investitiei este mai mic);

este foarte important alegerea locului de amplasament. Cu cat vantul este mai puternic si durata de utilizare a puterii maxime este mai mare cu atat energia produsa este mai mare si durata de recuperare a investitiei este mai mica.

de asemenea este foarte importanta reducerea la maxim a timpului de indisponibilitate mai ales in perioada de utilizare a puterii maxime.