Modelación y evaluación del potencial eólico como una fuente de generación de energía eléctrica en la zona costera de Cartagena

Abstract

En este trabajo se estudió el recurso eólico en la zona costera de Cartagena de Indias durante los años 2006 a 2010, a través de la modelación matemática y simulación de la producción de energía eléctrica generada a partir del viento, utilizando datos de velocidad y dirección del viento, temperatura y humedad del aire recolectados por la estación meteorología del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM), ubicada en el Aeropuerto Rafael Núñez. Además se elaboró la evaluación económica de la implementación de turbinas eólicas para determinar su rentabilidad, con el fin de suplir la gran demanda energética del sector e impulsar el progreso hacia una fuente de energía renovable. A partir del análisis de los datos se usó el modelo probabilístico de mezcla de dos componentes de Weibull, ya que representó adecuadamente la distribución del recurso eólico en la zona, con errores de ajuste menores al modelo probabilístico de Weibull. Los resultados indican que en la zona costera de Cartagena es posible generar energía entre 11.09 y 2214.09 MWh/año, dependiendo de la capacidad del aerogenerador usado en la simulación (entre 50 y 3000 KW) y su altura de ubicación (entre 10 y 110 metros). El análisis económico indica que el aerogenerador Vestas de 3000 KW, presentó el más bajo costo de generación con 190.43 $/KWh y una producción anual cerca de 2214.09 MWh, por lo cual se consideró para los indicadores financieros del proyecto. Si la energía se comercializara a 329 $/kWh (Precio de venta de la energía en Cartagena, por parte de la empresa Electricaribe E. S. P. para un domicilio de estrato 4) el valor presente neto (VPN) sería de $ -2,030,430,181.09, con una tasa interna de retorno (TIR) de 7.579% y el tiempo de recuperación de la inversión (TRI) de 73 años, lo que indica que el proyecto no es rentable bajo estas condiciones. Si se esea hacer el proyecto atractivo, se debe aumentar el precio de la energía, por ejemplo para 650 $/KWh el VPN sería de $ 4,766,476,326.17, la TIR de 18.11% y el TRI de casi 10 años