Tesis doctoral de José Castro Mora
El alto y creciente coste de los recursos energéticos fósiles ha servido de incentivo para que la casi totalidad de los gobiernos hayan desarrollado programas para incentivar el uso de las energías renovables. Como consecuencia de estas políticas, la energía eólica ha conseguido unos niveles de desarrollo tecnológico e industrial enormes. el diseño de una instalación eólica destinada a la generación de energía eléctrica es una tarea extraordinariamente compleja y multidisciplinar en la que intervienen las más diversas áreas del conocimiento. La complejidad del problema se deriva, entre otras causas, de la gran cantidad de variables interdependientes y de restricciones que intervienen. Esto hace que la solución se obtenga generalmente de forma heurística, tras varios ciclos de prueba y error, y fuertemente basada en la experiencia previa del equipo proyectista. en la práctica, el problema del diseño global del parque eólico suele separarse en dos subproblemas desacoplados y, en consecuencia, más fácilmente abordables. Por un lado, el subproblema del emplazamiento individual de las turbinas y, por otro, el subproblema del diseño y configuración de la red eléctrica del parque. Ello se justifica por la estructura de costes de un parque eólico. De forma simplificada, casi las tres cuartas partes de la inversión inicial corresponden al coste de adquisición de las turbinas y el resto a los costes de la infraestructura eléctrica y a la obra civil. Por ello, el subproblema del emplazamiento individual de las turbinas es el más significativo y, además, juega un papel determinante en la producción anual de energía eléctrica, es decir, en el retorno de la inversión. el subproblema del diseño de la infraestructura eléctrica del parque, aún con menor relevancia económica en cuanto a inversión inicial, no es un problema trivial y afecta también a la producción neta anual del parque, ya que las pérdidas en la instalación no estarán disponibles para su venta. Lo habitual es que el propio problema se vuelva a separar en dos partes y se diseñe la instalación interna de distribución, por un lado y, por otro, la subestación y la línea de evacuación en alta tensión. en este trabajo se ha desarrollado una herramienta de ayuda, basada en el uso de algoritmos evolutivos, que permite abordar la optimización global del parque eólico, considerando conjuntamente la implantación y la infraestructura eléctrica de forma integral, como partes de un único problema global. El algoritmo propuesto considera los costes de adquisición y montaje de los equipos y también tiene en cuenta las pérdidas de producción a lo largo de toda la vida útil, principalmente debidas al efecto de las estelas y a las pérdidas por efecto joule en la instalación eléctrica. la herramienta desarrollada permite tanto el tratamiento desacoplado de los problemas, pudiéndose emplear para la obtención de las soluciones subóptimas de los subproblemas parciales de emplazamiento e infraestructura eléctrica (solución óptima global secuencial), como el tratamiento integral del diseño del parque eólico (solución óptima global completa). el algoritmo propuesto evalúa las potenciales soluciones en base a su rentabilidad económica (van) a lo largo de todo el período productivo del parque, proporcionando una información económico-financiera muy útil para los potenciales promotores. en resumen, el algoritmo propuesto supera ampliamente las limitaciones y carencias de los trabajos publicados hasta ahora. Utiliza un modelo de costes con una estructura mucho más realista y compleja, similar al del estudio económico de un proyecto, en conjunción con un algoritmo evolutivo que, generación tras generación, va guiando la configuración integral del parque eólico hacia su óptimo global.
Datos académicos de la tesis doctoral «Optimización global de parques eólicos mediante algoritmos evolutivos«
- Título de la tesis: Optimización global de parques eólicos mediante algoritmos evolutivos
- Autor: José Castro Mora
- Universidad: Sevilla
- Fecha de lectura de la tesis: 05/12/2008
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Jesús Manuel Riquelme Santos
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Antonio Gómez expósito
- Juan Manuel Carrasco solís (vocal)
- José Luis Martinez ramos (vocal)
- Francisco Jurado melguizo (vocal)