Guia de Contenidos Minimos de Proyectos de Instalaciones Eolicas
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GUA DE PROYECTOS DE INSTALACIONES ELICAS
contenidos minimos en instalaciones RECEPTORAS DE GAS
ANEXO XIV
GUA DE contenidos mnimos de proyectos
de INSTALACIONES ELICAS
gobierno de canarias
consejera de INDUSTRIA, COMERCIO Y NUEVAS TECNOLOGAS
direccin general de industria y energa
91.MEMORIA DESCRIPTIVA
91.1.ANTECEDENTES Y OBJETO DEL PROYECTO
91.2.PETICIONARIO
101.3.EMPLAZAMIENTO
101.4.INSTALACIONES QUE CONSTITUYEN EL PARQUE ELICO
101.5.ELECCIN Y DESCRIPCIN DE LAS INFRAESTRUCTURAS ELICAS
101.6.REGLAMENTACIN
111.7.DESCRIPCIN DEL AEROGENERADOR
111.7.1.Caractersticas generales
111.7.1.1.Condiciones climticas
111.7.1.2.Distancia entre aerogeneradores
121.7.2.Elementos del aerogenerador
121.7.2.1.Rotor
121.7.2.2.Palas
121.7.2.3.Buje
131.7.2.4.Multipllicadora
131.7.2.5.Eje principal
131.7.2.6.Bastidor
131.7.2.7.Capota
131.7.2.8.Medida de viento
141.7.2.9.Sistema de control
141.7.2.10.Sistema y mecanismo de giro
141.7.2.11.Torre.
141.7.2.12.Generador
151.7.2.13.Cimentaciones
151.7.3.Parametros de diseo.
151.7.3.1.Condiciones del viento
171.7.3.2.Verificaciones de las condiciones del viento
181.7.4.Equipamiento de alta tensin.
181.7.4.1.Celda de media tensin
191.7.4.2.Transformador
191.7.5.Mantenimiento de aerogeneradores
191.7.5.1.Mantenimiento correctivo
201.7.5.2.Mantenimiento preventivo
201.7.5.3.Buje
201.7.5.4.Palas
201.7.5.5.Eje transversal, biela
201.7.5.6.Cilindro del pitch
211.7.5.7.Eje principal
211.7.5.8.Sistema de amortiguacin
211.7.5.9.Reductora
211.7.5.10.Frenos
211.7.5.11.Generador
221.7.5.12.Sistema hidrulico
221.7.5.13.Motor de orientacin
221.7.5.14.Sistema del rodamiento de orientacin
221.7.5.15.Gndola y corona
221.7.5.16.Carcasa
221.7.5.17.Torre tubular
221.7.5.18.Consumibles
231.7.6.Red interna del parque
231.7.6.1.Red de media tensin
231.7.6.2.Cable de comunicaciones
231.7.6.3.Canalizaciones de red interna
231.7.6.4.Sealizacin externa.
241.7.7.Centro de transformacin
251.7.8.Edificio de mando del parque
251.7.8.1.Introduccin
251.7.8.2.Descripcin general
251.7.8.3.Estancia de aparamenta elctrica
251.7.8.4.Estancia del ordenador de control
251.7.8.5.Almacn
261.7.8.6.Justificacin de las medidas contraincendios de la unidad edificatoria.
261.7.8.7.Justificacin del cumplimiento de las instalaciones elctricas interiores de baja tensin.
261.7.8.8.Otras infraestructuras del edificio de control.
261.7.9.Caminos internos y plataformas de montaje de los aerogeneradores.
261.7.9.1.Trazado de los caminos internos
271.7.9.2.Plataformas de montaje
272.MEMORIA DE CLCULO
272.1.Introduccin
272.2.Clculos elctricos
272.2.1.Clculo de la red interna de 20 KV.
272.2.1.1.Introduccin
282.2.1.2.Metodologa
282.2.1.3.Intensidad mxima admisible en el servicio permanente
282.2.1.4.Caida de tensin
292.2.1.5.Intensidad mxima admisible en cortocircuito
292.2.1.6.Calculo de la intensidad en cortocircuito en barras del edificio de mando
292.2.1.6.1.Aportacin de la red
302.2.1.6.2.Aportacin de los Aerogeneradores
312.2.1.7.Clculo de intensidad de cortocircuito en un punto interior de la red del parque
312.2.1.8.Comprobacin del embarrado de 20 kV
312.2.2.Clculo del centro de transformacin
312.2.2.1.Clculo justificativo
322.2.3.Clculo de las instalaciones elctricas del edificio de control.
322.2.3.1.Clculos luminotcnicos
332.2.3.2.Clculos elctricos.
332.2.3.2.1.Previsin de cargas
332.2.3.2.2.Clculo de las secciones
332.2.3.2.3.Clculo de las protecciones
332.2.3.2.4.Clculo de la compensacin del factor de potencia y seleccin del equipo
332.2.3.2.5.Clculo y caractersticas de los sistemas de proteccin contra contactos indirectos
332.3.CALCULO JUSTIFICACIN DE MEDIDAS CONTRAINCENDIOS DEL EDIFICIO DE CONTROL
332.3.1.Compartimentacin
342.3.2.Ocupacin del edificio
342.3.3.Evacuacin
342.3.4.Sealizacin
342.3.5.Comportamiento ante el fuego de elementos constructivos y materiales
342.3.6.Instalaciones de proteccion contra incendios
352.3.7.Clculo de estructuras del edificio de control
363.PLANOS
363.1.PLANOS DE SITUACIN Y EMPLAZAMIENTO
363.1.1.Planos de Distribucin en parcela. Situacin de equipos principales
373.1.2.Planos de elementos estructurales del aerogenerador
373.1.3.Planos de equipos electromecnicos del aerogenerador
373.1.4.Planos de cimentacin y toma de tierra del aerogenerador
373.1.5.Plano de diagrama de bloque del sistema de control
373.1.6.Plano de Esquema unifilar de la instalacin elctrica del aerogenerador
373.1.7.Planos del Centro de Transformacin
383.1.8.Planos del edificio o sala de control
383.1.9.Planos de detalles estructurales del edificio de control
383.1.10.Plano de trazado de las Lneas subterrneas de M. T.
383.1.11.Plano de Trazado de las Lneas subterrneas de B. T.
383.1.12.Plano de canalizaciones de la lnea subterrnea de M. T.
383.1.13.Plano de canalizaciones de la Lnea subterrnea de B. T.
394.PLIEGO DE CONDICIONES
394.1.PLIEGO DE CONDICIONES PARA LA OBRA CIVIL
394.1.1.Condiciones generales y normativa
394.1.2.Condiciones de Indole Tcnica y de Ejecucin
424.1.3.Condiciones de Indole Facultativa
434.1.4.Condiciones de Indole Econmica
444.1.5.Condiciones de Indole Legal
444.1.6.Libro de Ordenes
454.2.PLIEGO DE CONDICIONES PARA INSTALACIONES ELCTRICAS DE BAJA TENSIN
454.2.1.Calidades y caractersticas de los materiales empleados en la instalacin
454.2.2.Normas de ejecucin de las instalaciones
454.2.3.Pruebas, ensayos y verificaciones reglamentarias
454.2.4.Certificados y documentacin
454.2.5.Libro de rdenes
454.3.PLIEGO DE CONDICIONES PARA LNEAS ELCTRICAS SUBTERRNEAS DE ALTA TENSIN
454.3.1.Calidades y caractersticas de los materiales empleados
464.3.2.Normas de ejecucin de las obras y de las instalaciones
464.3.3.Pruebas, ensayos y verificaciones reglamentarias
464.3.4.Condiciones de uso, mantenimiento y seguridad
464.3.5.Certificados y documentacin
464.3.6.Libro de rdenes
464.4.PLIEGO DE CONDICIONES PARA CENTRO DE TRANSFORMACIN
464.4.1.Calidades y caractersticas de los materiales empleados
464.4.2.Normas de ejecucin de las obras y de las instalaciones
474.4.3.Pruebas, ensayos y verificaciones reglamentarias
474.4.4.Condiciones de uso, mantenimiento y seguridad
474.4.5.Certificados y documentacin
474.4.6.Libro de rdenes
475.MEDICIONES Y PRESUPUESTO
475.1.AEROGENERADORES Y SISTEMA DE CONTROL
475.2.OBRA CIVIL
475.2.1.Aerogeneradores
475.2.1.1.Cimentacin y puesta a tierra de los aerogeneradores
475.2.2.Edificio de mando
475.2.2.1.Cimentacin y losa
475.2.2.2.Estructura y cerramientos
485.2.2.3.Carpintera metlica
485.2.3.Remodelacion de accesos y acondicionamiento de la parcela
485.3.EQUIPAMIENTOS DEL EDIFICIO DE MANDO
485.3.1.Aparamenta e instalaciones de alta tensin
485.3.2.Aparamenta e intalaciones de baja tensin
485.3.3.Varios
485.4.RED ELCTRICA DEL PARQUE (MT O BT)
485.5.LNEA DE EVACUACIN A LA RED DE EVACUACIN
486.SEGURIDAD Y SALUD
486.1.OBJETO DEL ESTUDIO DE SEGURIDAD Y SALUD
496.2.DESCRIPCIN GENERAL DE LA ACTIVIDAD
496.3.RECURSOS CONSIDERADOS
506.4.IDENDIFICACIN Y VALORACIN DE RIESGOS
506.5.PLANIFICACIN DE LA ACCIN PREVENTIVA
516.6.NORMAS GENERALES DE SEGURIDAD. DISPOSICIONES MNIMAS
516.6.1.Consideraciones aplicables durante la ejecucin
516.6.2.Disposiciones mnimas a aplicar en las obras
526.7.TIPOS DE TRABAJO E INSTRUCCIONES
536.8.EMPLEO Y CONSERVACIN DEL MATERIAL DE SEGURIDAD
536.9.PRESUPUESTO DE LAS MEDIDAS DE PREVENCIN
537.ESTUDIO DE IMPACTO MEDIOAMBIENTAL.(SI PROCEDE)
548.ESTUDIO DE FLUJO DE POTENCIA
548.1.INTRODUCCIN
558.2.OBJETIVOS
558.3.FORMULACIN DEL ANLISIS DEL FLUJO DE POTENCIA
588.3.1.Programa informatico utilizado
1. MEMORIA DESCRIPTIVA1.1. ANTECEDENTES Y OBJETO DEL PROYECTOEl proyecto tiene como objeto primordial definir y proyectar todas las obras y actuaciones necesarias para la instalacin de un parque elico. Este objetivo implica:
La eleccin de un emplazamiento propicio para el parque.
La eleccin de una tecnologa de generacin elica adecuada al emplazamiento.
El diseo de las lneas de evacuacin del parque para la interconexin con la red pblica.
La eleccin del sistema de protecciones.
El diseo de la parcela y de la creacin o modificacin de accesos que sea necesarios para la correcta ejecucin de la obra.
Elaboracin de un estudio de potencial elico de la zona que permita la correcta modelizacin del mismo.
El diseo de un edificio de mando y control del parque que cumpla a la vez las funciones de almacn de los consumibles necesarios para el correcto funcionamiento del parque.
Prediccin de los vientos anuales a distintas alturas y la elaboracin de una estimacin del funcionamiento del parque.
Estudio de impacto ambiental del parque elico.
Estudio de Flujo de potencia de la red con la inclusin del parque.
Estudio econmico y de rentabilidad del parque.
1.2. PETICIONARIONombre y domicilio social del promotor o titular del parque elico proyectado. Puede ser una empresa o un particular.
1.3. EMPLAZAMIENTOIndicacin de la ubicacin del parque elico en cuestin, indicando el nombre de las parcelas, localidad y trmino municipal.
1.4. INSTALACIONES QUE CONSTITUYEN EL PARQUE ELICO Los elementos que integraran la instalacin son: Parque de Aerogeneradores.
Un edificio principal que albergar:
Centro de control y maniobra.
Transformador de servicios auxiliares.
El almacn de repuestos y herramientas necesarios para un buen mantenimiento del parque.
La oficina de control, mando y telemando del parque.
Red interna de baja o media tensin (B.T./M.T.) a la tensin de 400 o 20.000 V que conecte cada aerogenerador con el centro de transformacin correspondiente.
Red externa de media tensin (M.T.) a la tensin de 20.000 V que conecte el parque con la subestacin o centro de transfomacin de la red de distribucin pblica (cuando nicamente se trate de un parque no aislado).
1.5. ELECCIN Y DESCRIPCIN DE LAS INFRAESTRUCTURAS ELICASLa eleccin de un modelo de aerogenerador no es una decisin que se deba tomar a la ligera. Existe variedad de potencias, tecnologas, y curvas de funcionamiento en el mercado. En cada emplazamiento hay que estudiar cual de las mquinas existentes en el mercado, se adapta mejor a las condiciones especificas del emplazamiento y necesidades. Estas condiciones son varias, siendo las ms importantes el rgimen de vientos, las condiciones tcnico administrativas propias de la comunidad autnoma y las limitaciones de espacio de la parcela.
1.6. REGLAMENTACINIndicacin de la reglamentacin de aplicacin al Proyecto con expresin de nombres y fechas de aprobacin.1.7. DESCRIPCIN DEL AEROGENERADOR1.7.1. Caractersticas generales
Descripcin de las caractersticas fundamentales, siendo como mnimo las que se indican a continuacin:
Marca y modelo.
Tipo de rotor, dimensiones, palas y orientacin de funcionamiento (barlovento o sotavento).
Sistema de Orientacin.
Sistemas de Control.
Buje
Caractersticas Elctricas.
Multiplicadora.
Frenos
Gndola
Torre del Aerogenerador
1.7.1.1. Condiciones climticas
Indicacin de las caractersticas nominales climticas del diseo del aerogenerador:
Margen nominal de temperaturas ambiente de funcionamiento.
Margen nominal de humedad relativa de funcionamiento.
Proteccin contra corrosin.
1.7.1.2. Distancia entre aerogeneradores
Descripcin de las distancias de funcionamiento entre aerogeneradores en las dos direcciones perpendiculares de configuracin del parque elico.
1.7.2. Elementos del aerogenerador
1.7.2.1. Rotor
Descripcin de los siguientes parmetros:
Dimetro.
rea de Barrido.
Velocidad de rotacin de operacin.
Sentido de rotacin.
Orientacin.
ngulo de inclinacin.
Conicidad del rotor.
Nmero de palas.
Freno aerodinmico.1.7.2.2. Palas
Descripcin de las siguientes caractersticas tcnicas de las palas:
Longitud de pala.
Sistema pararrayos.
Distancia entre raz de las palas hasta el centro del buje.
Material de fabricacin y concepto estructural de las palas.
Perfiles aerodinmicos.
Torsin.
Peso.
Cuerda de la pala.
Conexin de palas.
Descripcin de la unin pala-rodamiento.
1.7.2.3. Buje
Descripcin de las siguientes caractersticas tcnicas de las palas:
Tipologa.
Material de fabricacin y estructura.
Accesibilidad.
Cono de la nariz.
Rodamientos de pala.
1.7.2.4. Multipllicadora
Caractersticas tcnicas de la multiplicadora.
Tipo.
Ratio.
Refrigeracin.
Calentador de aceite.
Dimensiones.
Peso.
1.7.2.5. Eje principal
Breve descripcin tcnica del elemento encargado en realizar la transmisin del par motor que provoca el viento sobre el rotor hasta la multiplicadora.
1.7.2.6. Bastidor
Somera descripcin de la estructura encargada de soportar sustentar la gndola y transmitir las cargas hasta la torre. La transmisin de estas cargas se realiza a travs del cojinete de la corona de orientacin.
1.7.2.7. Capota
Descripcin de la cubierta que protege los componentes del aerogenerador que se encuentran en la gndola, resaltando las siguientes caractersticas:
Material de fabricacin.
Aislamiento acstico logrado.
Espacio necesario en el interior de la gndola para realizar actuaciones de reparacin y mantenimiento.
Ventilacin.
Iluminacin (claraboyas).
Diseo seguro para el personal tcnico.1.7.2.8. Medida de viento
Indicacin del sistema y ubicacin del sistema de sensores para realizar las medidas de viento.1.7.2.9. Sistema de control
Descripcin del sistema de control, el cual monitoriza y gobierna todas las funciones del aerogenerador, intentando que las actuaciones sean ptimas en todo momento. El sistema de control debe registrar continuamente las seales de los distintos sensores del aerogenerador, y cuando detecta algn error realiza las acciones oportunas para subsanarlo. El sistema de control detiene el aerogenerador si el error detectado as lo requiere.1.7.2.10. Sistema y mecanismo de giro
Descripcin de la tipologa del sistema y mecanismo de giro, destacando el modelo de corona de orientacin, su velocidad de orientacin, elementos de friccin y motorizaciones del mecanismo de giro.
1.7.2.11. Torre.
Se debern especificar las siguientes caractersticas de las torres de los aerogeneradores:
Tipo.
Material.
Especificaciones de las Virolas.
Especificaciones de las bridas.
Tratamiento superficial.
Dimetro en la parte superior.
Dimetro en la parte inferior.
Altura del buje.
Longitudes y pesos de los tramos.
1.7.2.12. Generador
Se describirn los principales parmetros tcnicos del generador elctrico.
Tipo de rotor.
Potencia nominal.
Voltaje.
Frecuencia.
N de Polos.
Clase de proteccin (IP).
Velocidad nominal de rotacin.
Factor de Potencia.
Dimensiones.
Peso.1.7.2.13. Cimentaciones
Establecimiento de las bases del diseo de las zapatas de los aerogeneradores, las cuales deben ser capaces de soportar las cargas gravitacionales provocadas por la torre, la gndola, el transformador y todos los equipos que integran el aerogenerador. La zapata adems debe ser capaz de soportar las solicitaciones provocadas por la accin del viento y resistir al vuelco.
A continuacin se definen los datos principales de clculo para las cimentaciones de un aerogenerador:
Tensin admisible del terreno supuestas.
Cargas gravitatorias.
Cargas provocadas por la accin del viento.
Hormign a emplear.
Tipo de Acero para las armaduras.
1.7.3. Parametros de diseo.
1.7.3.1. Condiciones del viento
Las condiciones de viento para un emplazamiento se especifican normalmente por una distribucin de Weibull. Esta distribucin viene descrita por el factor de escala A y el factor de forma k. El factor A es proporcional a la velocidad media del viento y el factor k define la forma de la distribucin para diferentes velocidades de viento. La turbulencia es el parmetro que describe las variaciones o fluctuaciones a corto plazo del viento. En la Tabla 1 se muestra las condiciones de diseo de un aerogenerador.La curva de potencia (calculada para una turbulencia del 10 %) junto con las curvas Cp y Ct y la produccin anual del aerogenerador de ejemplo se adjuntan a continuacin en la Figura 1 y Figura 2 respectivamente.
ConceptoValorUnidadesComentarios
Clase IECIA-IEC 61400-1 Ed. 2
Velocidad media anual del viento10m/sReferido a altura del buje
Parmetro de forma
de Weibull, k2
Intensidad de turbulencia
a 15 m/s, I1518%
Viento de referencia
(10 min.)50m/sPeriodo recurrencia 50 aos
Viento de referencia
(3 seg.)70m/sPeriodo recurrencia 50 aos
Mx. aceleracin rfaga
de viento10m/s2
Velocidad de viento de parada / reinicio25/20m/sFiltrada a 100 segundos
Tabla 1: Condiciones de Diseo de un aerogenerador.
Figura 1: Curva de potencia.
Figura 2: Curva de potencia.1.7.3.2. Verificaciones de las condiciones del viento
Los aerogeneradores se pueden colocar bajo diferentes y variadas condiciones climticas: donde la densidad del aire, la intensidad de turbulencia, la velocidad media del viento y el parmetro de forma k son los parmetros a considerar. Si la intensidad de turbulencia es alta las cargas en el aerogenerador aumentan y su tiempo de vida disminuye. Por el contrario, las cargas se reducirn y su tiempo de vida aumentar si la velocidad media del viento o la intensidad de turbulencia o ambas son bajas. Por lo tanto, los aerogeneradores pueden colocarse en emplazamientos con alta intensidad de turbulencia si la velocidad media del viento es adecuadamente baja. Las condiciones climticas han de examinarse si lo prescrito es excedido.
En terreno complejo, las condiciones de viento sern verificadas sobre la base de medidas realizadas en el emplazamiento. Adems, habr que considerar el efecto de la topografa en la velocidad y perfil del viento, la intensidad de turbulencia y la inclinacin del flujo de viento sobre cada aerogenerador.
1.7.4. Equipamiento de alta tensin.
Exceptuando los aerogeneradores de pequea potencia, todos ellos disponen de un transformador elevador en seco dispuesto en la torre, a efectos de elevar la tensin de baja tensin del aerogenerador a una tensin que generalmente asciende a 20 kV. Este transformador es protegido mediante la correspondiente celda de proteccin del transformador ubicada en la base de la torre, junto con otras celdas o conexiones que permiten la conexin al anillo de media tensin del parque elico.
1.7.4.1. Celda de media tensin
Las celdas podrn ser modulares o compactas, y estarn equipada para realizar las funciones de proteccin del Transformador BT/MT y la conexin a los cables de la Red de MT.
TipoAparamenta aislada SF6
ServicioContinuo
InstalacinInterior
N de fases3
N embarrados1
Tensin nominal asignada24 kV
Tensin del servicio20 kV
Frecuencia nominal50 Hz
Intensidad nominal
Funcin de proteccin (P)200 A
Funcin de conexin a red (L)400 A
Nivel de aislamiento
Sobre distancia de Seccionamiento (frecuencia industrial / tipo rayo)60 kV / 145 kV
A tierra, entre polos y entre bornas (frecuencia industrial / tipo rayo)50 kV / 125 kV
Intensidad de cortocircuito
Admisible de corta duracin (1 s)16 kA
Nominal cresta40 kA
Voltaje24 kV
Medidas
Dimensiones Aproximadas1200 x 800 x 2090 (alto) mm3
Tabla 2: Carctersticas elctricas de las celdas. En la Tabla 2 se indican las caractersticas elctricas ms comunes de las celdas habitualmente empleadas.
1.7.4.2. Transformador
El transformador de BT/MT ser de tipo seco y aislado con materiales autoextinguibles. Las caractersticas mnimas a indicar son las que se muestran en el siguiente ejemplo (ver Tabla 3), que se trata de un transformador de 900 kVA empleado en algunos modelos de aerogeneradores.
TipoTrifsico, seco encapsulado
Relacin20 kV / 690 V
Potencia nominal900 kVA
Frecuencia50 Hz
Grupo de conexinDyn11n11
Tensin de cortocircuito