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DTU Wind Energy, Technical University of Denmark
El Atlas Eólico Mexicano (AEM): Descripción del proyecto y resultados preliminares
Andrea N Hahmann ([email protected]) Wind Energy Department, Technical University of Denmark Agradecimiento especial a mis colegas: Ricardo Saldaña Flores (IIE), Jens Carsten Hansen, Hans Jørgensen y Alfredo Peña
Mexico WindPower, 25 Febrero 2016
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Introducción • En 2014, los gobiernos de Dinamarca y México
firmaron un acuerdo de colaboración bilateral dentro del Programa de Energía y Mitigación del Cambio Climático
• Dentro de este programa se creó el proyecto Atlas Eólico de México (AEM)
• El proyecto está enfocado en la planeación de la energía eólica y la identificación con mayor detalle de los lugares en los cuales se pueden desarrollar futuros proyectos de generación eolo-eléctrica en pequeña, mediana y gran escala.
24 Febrero 2016
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Participantes y financiamento • El proyecto AEM cuenta con la participación de un
grupo multidisciplinario: – Gerencia de Energías Renovables del Instituto
de Investigaciones Eléctricas (GER-IIE), – Gerencia de Estudios de Ingeniería Civil de la
CFE (GEIC- CFE), – Instituto de Geografía de la Universidad
Nacional Autónoma de México (IG-UNAM), y – el apoyo técnico de la Universidad Técnica de
Dinamarca (DTU Wind Energy) • El proyecto es financiado por parte del Fondo para
la Transición Energética y el Aprovechamiento Sustentable de la Energía (FOTEASE) y el Gobierno Danés.
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Fundamentos y principios rectores • Datos en el dominio publico • Metodología trazable y transparente • Usa el standard de la industria • Incluye una estimación de la incertidumbre • Es una plataforma para desarrollo futuro
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El AEM sigue estos principios: Datos (observaciones y modelos), métodos, reportes y guías de uso estarán disponibles online con acceso gratis Los primeros datos observacionales estaran disponibles a mas tardar este año.
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El proyecto AEM (cont) El proyecto AEM cuenta con 8 actividades de trabajo:
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A1 Inventario de datos de observaciones y modelaciones A2 Análisis de datos y verificación de modelación
preliminar del modelo WRF. A3 Campañas de medición A4 Estudios de resolución a mesoescala. A5 Atlas de viento numérico. A6 Atlas de viento observacional. A7 Atlas de viento extremo (alcance de los trabajos). A8 Entrenamiento y educación
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Qué es un atlas eólico? Es mucho más que un simple mapa que contiene la velocidad media del viento (o la energía cinética) para una región de la tierra. Requisitos de un atlas eólico: • verificado con observaciones • incluye información direccional y a varias alturas • es una base de datos que permite hacer otros cálculos más detallados
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Atlas eólico numérico – los pasos del “downscaling”
G
Global
Local
Global wind resources
Regional
Modelaje de mesoescala KAMM/WAsP, MM5,
WRF, etc.
Modelaje de microescala (WAsP, otros modelos
lineales o no-lineales)
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Los datos de modelos globales de gran escala son usados para forzar modelos de mesoescala (“Weather models” con resolución espacial de 50-1 km) de una forma continua (describiendo la situación de la atmósfera y su evolución por un periodo largo)
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Los resultados de la simulación WRF En realidad no sólo son imagenes como estas sino una colección enorme de números
Velocidad de viento simulado a 100 m Promedio Oct 2005- Sep 2015
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Sin embargo…
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La resolución es clave!
vel. viento (m/s)
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Simulaciones con un modelo de microscala aumentando la resolución del terreno
Parque de 5 turbinas de 2 MW
AEP = 39 GWh
AEP = 55 GWh
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Resultados preliminares del proyecto AEM • Modelaje de mesoscala con el modelo WRF • Compilación de observaciones de mástiles para verificación de la
simulación del modelo • Comparaciones preliminares entre los resultados de WRF y las
observaciones • Los resultados del WRF y las observaciones son usados para
priorizar regiones para instalación de mástiles
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WRF Model configuration • WRF Version 3.5.1 • 3 domains:
– 148 x 115 at 45 km – 337 x 238 at 15 km – 688 x 391 at 5 km
• 41 vertical levels • Rotated to best cover
Mexico • ERA Interim reanalysis;
1/12 x 1/12 degree sea surface temperatures
• October 2005 – September 2015
• Hourly output
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Inner domain 5 km x 5 km
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Etapas para verificación
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Observaciones de viento de un mástil
Simulaciones con el modelo WRF
Detalles de terreno y rugosidad de la superficie
Terreno, rugosidad y estabilidad en el modelo WRF
Climatologia del Viento observado generalizado
Climatologia del Viento simulado generalizado
WAsP WRF downscaling
No comparables
≠
=
comparables
Observaciones 19 sitios IIE
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Dos exemplos de verificación TM02 – Francisco Villa (estación del IIE)
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Viento generalizado, h=50m, z0=0.03 m Modelaje WAsP con las observaciones (2006-12)
Viento generalizado, h=50m, z0=0.03 m Modelaje WRF (2005-15)
Buena correspondencia entre modelo y observaciones
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Dos exemplos de verificación TM02 – El Progresso (estación del IIE)
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Viento generalizado, h=50m, z0=0.03 m Modelaje WAsP con las observaciones (2006-2007)
Viento generalizado, h=50m, z0=0.03 m Modelaje WRF (2005-2015)
WRF sobrestima el viento en este sitio probablemente debido a la complexidad del terreno y errores en modelaje de mesoescala
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Cuatro días en la vida del viento en México
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Conclusiones • Introducimos el Atlas Eólico Mexicano (AEM) • Trabajamos en las actividades A1-A2 • La verificación preliminar de las simulaciones con WRF muestra
buena correspondencia: – Los sitios con bajo viento anual también tienen vientos bajos
en los resultados de WRF – Los errores están en la faja 10-30% en los vientos
generalizados en las 19 estaciones – La verificación en algunos sitios no es tan buena; entender
porqué es el objetivo del resto del proyecto • Todavía mucho trabajo adelante • Los resultados preliminares de las simulaciones seran usadas
para priorizar regiones para instalación de mastiles
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