Una quantificació municipal de la força del vent aprofitable a Catalunya

Una quantificació municipal de la forsa del vent aprofitable a Catalunya Josep Puig i Boix Résumé/A bstract In the light of renewed interest aroused, in industrially developed societies, by the so-called 'new" sources of energy, which the author prefers to considerer both old sources (on account of their use at other periods of the history of humanity) and renewable sources (as opposed to fossil and fissil exhaustible ones), this study represents a contribution to the quantification of wind power in Catalonia. Calculations were not based on meteorological statistics compliled by the Regional Centres of the National Institute of Meteorology but rather on questionnaires carried out in all Catalan municipalities. From a single statistic, later equated to average wind speed, it was possible to calculate the function density of probability of wind speed for each municipality. At the same time, two Wind Energy Conversion Systems (WECS) with certain characteristics were selected and allocated values according to previously calculated wind distribution. Supposing (a) an adequate percentage of the area of each municipality dedicated to the capture of wind energy, and (b) a predetermined spatial distribution of the WECs, the aproximate wind energy potential was calculated on a municipal basis. Cet article apporte une contribution 5 la quantification de l'énergie éolienne en Catalogne. L'étude s'inscrit dans le cadre de l'interét réveillé dans les pays industrialisés envers ce qu'on appelle les nouve velles^ éner- gies, que I'auteur préfere appeler vieilles énergies (elles avaient déjI été utilisées tout au long de l'histoire de I'Humanité) et renouvelables (en les opposant aux sources d'énergie fossiles et fissiles, épuisables). Cet essai de quantification n'a pas été effectué en partant des données enregistrées par les centres régionaux de 1'Institut National de Météorologie mais ;n partant des réponses données I une enquéte réalisée dans toutes les communes de la Catalogne. On a estimé la fonction densité de probabilité de la vitesse du vent dans chaque commune en partant d'une seule donnée, assimilée I la vitesse n?oyennedu vent. On a d'ailleurs choisi deux Sistemes de Conversion d'Energie Eolienne (SCEE) ayant des caractéristiques données et ayant des dimensions en fonction d'une distribution du vent déterminée I I'avance. On a finalement réalisé une estimation du potentiel éolien de la Catalogne I 'partir de l'acceptation d'un pourcentage raisonnable de superficie communale consacrée au captage du vent et I partir de I'acceptation d'une distribution spatiale déterminée pour l'emplacement des SCEE. Per a qualsevol observador perspicac de la realitat energetica de molts pai'sos, sobretot des que s'ha obert l'anomenada ((crisis de l'energia, no pot passar desapercebut l'interes actual per les fonts d'energia velles (ja havien estat usades al llarg de tota la histbria de la humanitat) i renovables (per contraposició a les fbssils i físsils, no renovables). Aquest interes s'ha despertat en el si de la major part de.les societats anomenades industrialitzades, o en vies d'imitació del model industrialista, que han fonamentat el seu desenvolupament en la utilització dels combustibles majoritiriament no renovables i foranis. El motiu bisic pel qual s'ha desvetllat aquest interes pel sol, el vent, l'aigua i la vegetació ha estat en comprovar l'enorme fragilitat d'un dels pilars bisics sobre els quals s'ha fonamentat l'anomenat desenvolupament^^: les Fonts No Renovables d'Energia, el seu ús i abús. Paral-lelament s'ha donat un altre fet, a l'abast de qui estigui atent a la realitat energetica: moltes comunitats locals, que havien delegat naturalment les funcions de producció i subministrament d'energia a entitats forasteres sense cap mena d'arrelament a la comunitat, redescobreixen que les noves tecnologies per a aprofitar els recursos energetics locals obren una porta a la recuperació de l'autosufici2ncia i de l'autoabastiment energetic perduts. El treball de recerca que presentem aquí és una part d'un treball més ampli, el qual es va plantejar per demostrar que Catalunya és un pais moderadament ventós, en el qual s'havia donat en el passat una utilització considerable de la for~a del vent, i en el qual, basant-se en les dades que avui disposem, es podia realitzar una avaluació del seu potencial edlic, podent representar, en un futur, l'aprofitament de l'energia edlica, una aportació gens menyspreable a la balan~a energdtica de Catalunya (PUIG, J., 1982). Per poder dur a terme aquest treball va ser necessari construir dos tipus de Bases de Dades: una, l'anomenada Base de Dades Eblica Municipal i l'altra anomenada Base de Dades Tecnolbgica. En realitat aquesta darrera consta de dues Bases de Dades diferenciades, una referent als Molins de Vent de Catalunya i l'altre referent als Sistemes Conversors &Energia &lica, emprats durant la decada 1950-1960, i els desenvolupats o en fase de desenvolupament a partir de l'any 1973. El Model Matemltic que s'ha construi't per simular, en unes determinades condicions, una possible penetració futura de l'ús de l'energia eblica a Catalunya, ha estat possible grPcies als grans progressos que tebricament i prPcticament s'han efectuat al món des que l'aprofitament de la forca del vent torna a ésser tingut en compte seriosament. Té per objecte determinar la distribució de freqü?ncies del vent en un lloc donat, a partir del que he anomenat Codi Municipal de Vent, escollir un SCEE (Sistema Conversor dlEnergia Eblica) ajustat a aquelles condicions, imposar unes condicions d'ocupació superficial i determinar l'energia anyal produi'ble i el nombre de Sistemes Conversors a emprar. Aquest Model Matemitic de simulació ha estat construi't utilitzant el llenguatge de programació Basic, en versió de Digital, que és una gran ampliació dels llenguatges Basic emprats comunament, i que per la seva potencia el fa comparable a altres llenguatges tradicionalment més potents (Digital E.C., 1980b). El tractament informPtic del Model MatemPtic s'ha realitzat en l'ordinador VAX 11-780 del Centre de CPlcul de la Universitat Autbnoma de Barcelona. És un ordinador amb 2.500 Kb. de membria principal, el Sistema Operatiu del qual és el VMS-V.3. L'accés a l'ordinador s'ha realitzat a través d'un terminal DIGITAL VT-100 (pantalla i teclat) instal.lat al Departament de Geografia de la U.A.B. Per als cPlculs d'algunes funcions matemPtiques especifiques que hom ha precisat per al model, s'ha utilitzat el ((Scientific Subroutine Package - SSP>> (Digital E.C., 1980a). Per dibuixar les distribucions de la velocitat del vent la funció de potencia dels SCEE i les malles espacials d'ubicació dels SCEE s'ha utilitzat el Paquet de Programes VPLOT (GOOLEY, M., 1981) que permet fer treballar una impressora Printronix-300 a manera de aplotter* Calcomp-565. 2.1 Avaluació del potetlcial ecilic S'han utilitzat diferents metodes en diversos pafsos, i s'han realitzat diverses avaluacions, algunes fa ja bastants anys. Les més recents van comencar a la decada dels anys 70, que va significar la represa i el retrobament del vent com a recurs energetic . Al nostre país s'han iniciat amb molt de retard tímids treballs en aquest camp per part de l'administració pública, juntament amb empreses electriques. L'estimació de la forca del vent com a recurs energetic presenta problemes ben diferenciats de les estimacions dels recursos energetics no renovables, tant dels anomenats fbssils (carbó, petroli, gas natural) com dels fi'ssils (urani, tori). La quantitat d'energia disponible a partir del vent (QED) varia al llarg de l'any (d'un lloc a un altre) i en el transcurs del dia (d'una hora a una altra). Endemés, l'energia del vent és molt sensible a les condicions orogrPfiques del lloc o de la zona on vulgui fer-se la captació. La quantitat d'energia que hom pot extreure del vent (QEE) en un territori donat, és a dir la quantitat d'energia que pot ser produfda per una xarxa de Sistemes Conversors d'Energia Eblica (SCEE) depPn sobretot de les característiques específiques dels artefactes escollits, de l'al~ada on es fa la captació i de l'espaiat horitzontal de les miquines captadores de l'energia eblica (en el cas de realitzar la captació, no a partir d'un únic SCEE, sinó a partir d'un conjunt de SCEE agrupats en l'anomenat <<parc eblicn). Atesa la problemPtica específica que presenta l'avaluació del vent com a font d'energia, s'han proposat diferents metodes de estimació. De fet hom els pot agrupar en aquells que estimen l'energia disponible (ED) i aquells que estimen l'energia que hom pot extreure (EE). 2.2 Avaluació de l'energia disponible L'energia disponible en la forca del vent o també el subministrament natural d'energia eblica es pot definir com el flux energetic per unitat de temps i' per unitst de superfície exposada perpendicularment a la direcció del vent. De fet correspondria a un Sistema Conversor d'Energia Eblica (SCEE) que tingués una eficiPncia de conversi6 del 100 OJ, i una capacitat de generació energetica il.limitada. La potencia, o l'energia per unitat de temps, disponible a través d'una superfície S [m2] perpendicular a un flux eblic que es desplaca amb una velocitat V [m/s] ve donada per essent d la densitat de l'aire en [kg/m3]. Un metode de caracteritzar el potencial energetic de diferents llocs és a través d'estimar la mitjana de Potencia Disponible (PDM) per unitat de superfície. essent (V3) una velocitat mitjana durant un període de temps donat. Aquesta Potencia Disponible per unitat de superfície es mesura en w/m2. Un altre metode de representació de l'energia mitjana anyal disponible és en kWh/m2, és a dir transformant l'expressió anterior multiplicant-la per 8.760 horedany i convertint els W en kW. Aleshores: Cal dir que moltes vegades la potencia eblica per unitat de superfície perpendicular al vent és més elevada que la potencia solar per unitat de superfície horitzontal (ELDRIDGE, F.R., 1977). 2.3 Avaluació de l'energia que hom pot extreure La quantitat d'energia que hom pot extreure del vent deph, per una banda, de la quantitat d'energia disponible (o subministrament natural d'energia eblica) i, per altra banda, de les característiques operacionals de l'artefacte emprat per a realitzar la captació. Per tant, la potencia (mechica) d'un Sistema de Conversió d'Energia Eblica (SCEE) que capta un flux d'aire de densitat d (kg/m3) i velocitat V (m/seg) ve donada per: essent S (m2) la superfície de captació i CP l'anomenat Coeficient de Potencia. Hom pot expressar també el Coeficient de Potencia (CP) pel quocient entre la Potencia MecPnica obtinguda (PM) i la Potencia Disponible en el vent (PD). De fet el Coeficient de Potencia depen de la velocitat del vent i, més exactament, de la relació de velocitats entre la velocitat en la part més periferica de les pales i la velocitat lliure del vent. Hi ha estimacions de l'energia que hom pot extreure a partir de la mitjana de l'expressió anterior, és a dir traient la mitjana de la velocitat del vent (V) i el coeficient de potencia (CP). Aleshores: PMm = O.~XCP~X~XSX(V~) Una altra expressió per donar l'energia que hom pot extreure és l'anomenat capacity factor o factor de cPrrega (CF), que és el quocient entre la Potencia Meclnica (PM) i la Potencia Nominal (PN), essent la Potencia Nominal la corresponent a la velocitat Nominal (VN) del vent. També hi ha qui expressa l'energia que hom pot extreure del vent en unitats d'energia per unitat de potencia nominal (emprant 8.760 h/any vegades el factor de cPrrega, si es tracta d'un any, o el nombre d'hores d'un mes si es tracta d'un mes). 2.4 Les primeres avaluacions fetes en pa'isos diferents A I'URSS i sota la direcció de ]'Oficina Central d'Energia Eblica es va arribar a estimar que els vents que bufaven sobre la Unió Sovietica contenien una potencia de 10.000 milions de kW (ANONIM, 1933a). A partir de l'any 1920 en que es va fundar la British Electrical and Allied Industries Research Association, a Anglaterra, essent E.W. Golding el seu principal animador, aquesta entitat, conjuntament amb els ministeris d'Agricultura i dlEnergia i amb la col~laboració de la indústria electrica, realitzl un estudi sistemltic dels vents a la costa oest de les illes, i arribP a seleccionar possibles emplacaments per a ubicar-hi algun Sistema Conversor d'Energia Eblica (GOLDING, E.W., STODHART. A.H., 1952). El primer problema que es plantejaven era quants llocs ventosos hi havia al país: A la prlctica caldria determinar quanta energia podria ésser extreta si hom disposés comercialment de miquines ealiques modernes i eficients, de manera que un nombre suficient d'elles es poguessin emprar per interceptar els vents que bufen a la vora de la superficie de la terra. Avui no es poden donar xifres, donat que no coneixem quants emplacaments ealics tenim. (VENTERS. J., 1950). No obstant aixb, es realitzaren una serie d'estimacions a partir de deu emplacaments situats a Escbcia. Les investigacions fetes per Electrical Research Association des de l'any 1948, van mostrar que es podia obtenir 4.000 KWh/any per kW instal.lat, amb velocitats nominals de 13 m/s. S1instal.laren més de 100 estacions de mesura. De 65 emplacaments, situats a alcades entre 4 m i 850 m sobre el nivell del mar, 39 tenien velocitats mitjanes de vent per sobre de 9 m/s, donant, amb velocitats nominals de 13 m/s, entre 3.000 i 4.750 KWh/any per kW instal.lat (GOLDING, E.W., 1955a i 1955b). Des de la fundació de la Reich Wind Energy Research Association a Berlín, durant I'any 1944 es van realitzar tasques de recollida de dades del vent, sense que s'arribés perb a fer cap avaluació del potencial eBlic alemany (SIMMONS, D.M., 1975). L'any 1952, la Danske Elvearkers Forening (I'AssociaciÓ Danesa de Companyies Elsctriques) va fundar una Comissió d'Energia Eblica, la qual realitzi mesures dels parsmetres del vent a diferents llocs del país. Les seves conclusions foren: a la costa oest de la península de Jutlindia hom podia produir 1.000 kWh per metre quadrat de superfície escombrada per les pales, en tant que a les costes orientals de les illes es podien obtenir 100 kWh/m2 (SIMONS. D.M., 1975). També a Franca després de la segona guerra mundial es va dedicar un esforc considerable a conPixer I'estructura del vent des del nivell del sbl fins a 100 m. d'alcada (AILLERET, P., 1946 i 1948; LACROIX, G., 1949; SERRA, L., 1953). L'aportació més notable va ésser sens dubte el desenvolupament d'anembmetres especials, és a dir artefactes que mesuraven gairebé velocitats instantsnies (anembmetres de cilindre rugós, amb una constant de temps menor a 1/10 de segon) i energímetres que mesuraven directament I'energia eblica que produiria un aerogenerador per unitat de superfície escombrada (ARGAND, A., 1961; SALOMON. J., 1967). S'instai.íaren uns 350 apareiis de mesura repartits per tot ei territori frances (alguns fins i tot es van instal.lar en territori catals). En algunes zones hom va trobar que es podia recuperar tebricament una energia de 4.0005.000 kWh/m2 a I'any. Per exemple, a la costa NW de Bretanya, hom podia disposar de 5.000 kWh/m2 any. Un aerogenerador de 30 m de diimetre, escombrant una superfície de 700 m2 podria produir tebricament 3.5 GWh/any. A I'Estat Espanyol, la Comisión Nacional de Energías Especiales creada I'any 1953, sota la direcció de I'enginyer P. Blanco Pedraza, va dur a terme una callada tasca de prospecció de llocs escaients per a aprofitar la forca del vent. Després d'establir estacions de mesura repartides per tot I'estat, va aconseguir dibuixar un mapa de línies d'igual velocitat del vent, en el qual s'observen zones eblicament favorables a I'estret de Gibraltar, a Galícia, a Catalunya, a ambdues Castelles i a la vall de I'Ebre (BARASOAIN, J.A. i FONTAN, L., 1955 i 1961). 2.5 Avaluacioxls de la pot&xlcia disponible per unitat de superfície realitzades als Estats Uxiits dlAm&rica En aquell país americP es van realitzar tres avaluacions del potencial e6lic disponible, partint del metode d'estimar la Potencia Disponible per unitat de superfície. La primera avaluació referent a New México va ésser feta pels Laboratoris Sandia (REED. J.W. et al., 1974), i va ésser seguida per les avaluacions de la ERDA (Energy Research and Development Administration), (COTY, V.A., 1976 i GARATE, J.A., 1977). Tots aquests treballs van ser combinats en el primer mapa eblic (de potencia disponible per unitat de superfície) americi a través del treball realitzat en el Battelle Pacific Northwest Laboratories (ELLIOTT, D.L., 1977). De fet aquest mapa va resultar molt semblant als mapes de velocitats mitjanes del vent, obtinguts per P. Thomas (1945) per una banda i per l'altra el del National Climatic Centre (1974). També es dugué a terme una avaluació a partir de les dades de vent a altes capes de l'atmosfera, extrapolant-les a I'al~ada estPndar sobre el nivell del s61 (General Electric, 1977). Endemés, d'aquestes avaluacions realitzades a nivell de tots els Estats Federals, també s'han fet avaluacions a escala regional, comprenent un o més estats. Aixi, hom pot citar el realitzat a New México (REED, J.W. et al., (1974), a Texas (NELSON, V. i GILMORE, E., 1974), a Alaska (WENTINK, T. Jr., 1976), a Oregon (HEWSON, H.W. et al., 1976), a Iowa (TAKLE, E.S., i BROWN, J.M., 1976), a Florida (CHANDRA, S., 1978), etc. A partir de suposar un Coeficient de Potencia (CP) mitjl alguns autors (TODD. C.J., 1977) han estimat l'energia mitjana que hom pot extreure d'una xarxa o parc de Sistemes conversors dlEnergia Eblica (SCEE). Aixi mateix algun autor (STODHART, A.H., 1973) ha avaluat els kWh per kW nominal que hom pot extreure d'un hipotetic SCEE que tingui una velocitat nominal d'll m/s. Un cPlcul semblant va ser desenvolupat per Petterssen a partir de la mPquina Smith-Putnam de 1.25 MW. (PUTNAM, P.C., 1948). També per aquest mateix metode es va dur a terme un mapa (JUSTUS, C.G. et al. 1976) que donava la potencia que es pot extreure als EUA, expressada en funció del Factor de CPrrega pel MOD-O de la NASA (potencia nominal 100 kW amb vent de 8 m/s a 61 m d'al~ada). 2.6 Avaluaciorls eBliques recents als EUA De fet totes les avaluacions citades abans es poden considerar precursores del treball que, a partir de mitjans de la decada dels anys 70, s'emprendria i que es pot sintetitzar així: - valoracions ebliques primerenques (1974); - síntesi de totes les valoracions realitzades (1977); - posta a punt del tipus de metodologia i tecnologies per a la realització de valoracions ebliques regionals; - aplicació del punt anterior a la regió NW (1978); - valoració dels recursos ealics a les 12 regions dels EUA (1980-1981); - valoració energetica nacional (1981); - millora i actualització de les valoracions regionals (1982). Tots aquells estudis i avaluacions primerenques van fer planer el camí per a la confecció del mapa referent al potencial eblic mitj2 a 10 m i a 50 m d'alcada dels treballs realitzats a la zona del Nord-oest del Pacific (HEWSON, E.W. i WADE, J.E., 1978) que comprenia els estats de Washington, Oregon, Idaho, Montana i Wyoming. Aquest mapa es va realitzar dins el programa del Battele Pacific Northwest Laboratories i el seu objectiu va ésser la valoracij energetica del vent a les 12 regions en que hom va dividir la part continental dels Estats Units, Alaska, Hawai, Territoris del Pacífic, Puerto Rico i les Illes Verges. El resultat d'aquestes recerques foren els Wind Energy Resource Atlas següents: - Vol 1. The Northwest Region (ELLIOTT, D.L., 1980), - Vol 2. The North Central Region (FREEMAN, D.L., et al., 1981), - Vol 3. The Creat Lakes Region (PATTON, D.L., et al., 1981), - Vol 4. The Northeast Region (PICKERKING, K.E., et al., 1980), - Vol 5. The East Central Region (BRODE, R., et al., 1980), - Vol 6. The Southeast Region (ZABRANSKY, J., et al., 1981), - Vol 7. The South Central Region (EDWARDS, R.L., et al., 1981), - Vol 8. The Southern Rocky Mountain Region (ANDERSEN, S.R., et al., 1981), - Vol 9. The Southwest Region (SIMON, R.L., et al., 1980), - Vol 10. Alaska (WISE, J.L., et al., 1981), - Vol 11. Hawai'and PaciJiic Islands Region (SCHROEDER, T.A., et al., 1981), - Vol 12. Puerto Rico and U.S. Virgin Islands (WEGLEY, H.L., et al., 1981), que van ser publicats entre l'abril de 1980 i el marc de 1981. 2.10 La quantificació del vent a Catalunya des del punt de mira del seu aprofitament energstic Per a poder realitzar una quantificació precisa del vent al nostre país, caldria disposar d'observacions d'aquest fenomen meteorolbgic al llarg de períodes de temps continuats, en llocs repartits per tota la geografia, a fi de cobrir la més variada gamma de zones diferenciades. Avui per avui aixb no és possible per una sPrie de raons que es tractaran a continuació. Algunes d'aquestes s'exposen ja d'entrada: - la no cobertura, per les estacions meteorolbgiques existents avui de tot el territori nacional catali, sinó tan sols de la part costanera; - la no adequació de les instal.lacions existents, a la mesura especifica del vent, tant pel que fa referencia a la seva ubicació física, com pel que fa al tipus d'aparells de mesura i registre emprats; - la no disponibilitat de suficients mesures del vent en alcada a Catalunya. 2.11 Fonts d'informació disponibles No va ésser fins a finals del segle passat que s'establí la [[Red Meteorológica de las provincias de Barcelona, Baleares, Gerona, Lérida y Tarragona,, i que E. FontserP s'encarregi de l'organització de la xarxa meteorolbgica de Catalunya i Balears. A partir d'aquest moment es comencaren a recollir dades sistemitiques del vent, que feren possible els estudis posteriors per a comprendre el fenomen eblic. Cal destacar especialment el període 1921-1937 en que va funcionar el Servei Meteorolbgic de Catalunya, el qual realitzi una importantissima tasca (establiment d'una implia xarxa d'observadors, publicació de les dades recollides, estudis climatolbgics, etc.), interrompuda violentament per l'alcament militar feixista; la xarxa d'observació quedi desorganitzada (ni tan sols avui s'ha recuperat el nivell d'aquells anys), es dispersi I'equip hum2 i es destrui'ren molts arxius. Les fonts d'informació, avui disponibles i referents als parimetres caracteristics dels vents, són d'una banda els registres meteorolbgics que normalment aplega el Instituto Nacional de Meteorologia, INM, a través de les estacions meteorolbgiques que depenen dels Centros Zonales; i, d'altra banda, les dades recollides per la Comisión Nacional de Energias Especiales als anys cinquanta. També disposen de registres de vent algunes companyies de producció i distribució d'energia electrica, que tenen instal.lats aparells de mesura en embassaments i centrals termiques. En darrer terme, i motivat pels problemes ecolbgics ocasionats pel [[desenvolupament econbmic)> dels darrers anys, es disposa de series curtes i/o irregulars de mesures del vent en les estacions d'ICONA (vigilincia contra incendis forestals), en determinades ciutats (contaminació atmosferica), etc. 2.12 Centro Meteorológico Zonal del Pirineo Oriental Disposa dels registres ehlics d'un seguit d'estacions meteorolbgiques, que Ilistem a continuació: Període de Mesures Estació Estat actual registre diiries C.N. Ascó Baetulo Cap Begur Barcelona: Universitat l'ravrssrra Drassanes Putxet Obs. Fabra Aer. Barna. C.T. Cubelles Figueres Girona Aer. Girona Granollers La Molina Pobla Mafumet Lleida l'uró de I'Home Basc APria Reus Sabadell St. Cugat St. Llorenc Sru d'LJrgel1 l'aradell Vic St. Julis l'arragona Obs. de I'Ebre C.N. Vandellós C.T. Ccrrb C.T. Fígols funciona funciona inexistent inexistent inexistent funciona funciona funciona funciona funciona funciona inexistent funciona inexistent funciona funciona funciona funciona funciona inexistent inexistent inexistent inexistent inexistent inexistent inexistent funciona funciona funciona funciona inexistent Les mesures difiries que hi ha enregistrades oscil.len entre 1 i 4, a les hores solars següents: lh, 7h, 13h, 18h. Ens referim a les dades que hi ha disponibles al Centro Meteorológico Zonal del Pirineo Oriental, a Barcelona. Cal manifestar que hi ha algunes estacions que tenen més registres diaris. Per6 aquestes dades no estan al Centro Zonal, sinó en la mateixa estació. Són les següents: Estació Mesures diaries Barcelona-Putxet Aeroport Barcelona C.T. Cubelles Aeroport Girona Turó de ['Home Base Aeria Reus Observatori de I'Ebre C.N. Vandellós 1 o 48 12 48 (abril-nov) 34 (nov-abril) 7 6 24 24 2.13 Comisión Nacional Energias Especiales Les dades que aquesta Comissió va recollir, durant el temps que va funcionar, estan dipositades al INTA (Instituto Nacional de Técnicas Aeroespaciales). Des de I'any 1954, en que es va crear la Comisión Nacional de Energías Especiales, dependent del Patronato Juan de la Cierva de Investigaciones Científicas, s'establí una xarxa de medició dels pariimetres del vent a tot 1'Estat Espanyol. En total foren 55 estacions de mesura, de les quals 43 estaven equipades amb anembmetres, 7 amb energimetres i la resta amb ambdós tipus d'aparells. Pel que fa refersncia a Catalunya va realitzar mesures especials en els següents punts de la geografia catalana: Punt de mesura Temps de mesura Watts/m2 Montju'ic 4 anys (A) 78 Cap Beyr 5 anys (A) 134 Cap Creus 9 anys (A) 286 Portbou 3 anys (E) 1.134 Manso Seco 3,2 anys (E) 219 2.14 Centrals Elktriques Les empreses electriques d'2mbit catal2 tenen .ubicades estacions meteorolhgiques en embassaments i centrals termiques (cl2ssiques i nuclears). Algunes d'aquestes estacions mesuren dades de vent (velocitat o forca i/o direcció). Els aparells de mesura estan situats generalment en llocs molt desfavorables a la mesura del vent. Segons les mateixes empreses elsctriques es disposa de dades de vent en els empla~aments següents: Estació Tipus d'aparell Mesures diiiries Canelles (ENHER) Cavallers (ENHER) Santa Anna (ENHER) Ribarroja (ENHER) Escales (ENHER) Talarn (FECSA) Camarassa (FECSA) Estany Gento (FECSA) Capdella (FECSA) Molinos (FECSA) Pobla Segur (FECSA) Manresa (FECSA) Casa Barba (FECSA) Ribes (FECSA) Freser (FECSA) Sta. Margarida (FECSA) Serós (FECSA) Tabescan (FECSA) Viella (FECSA) Flix (FECSA) Baqueira (FECSA) Arties (FECSA) Llavorsí (FECSA) Bosost (FECSA) Terradets (FECSA) Sils (FECSA) St. Boi (FECSA) cassoletes cassoletes cassoletes cassoletes cassoletes de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa de placa recorregut diari recorregut diari recorregut diari recorregut diari recorregut diari 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 En aquest llistat no s'han inclhs aquelles estacions que subministren dades al CMZPO i que apareixen en I'apartat anterior. 2.15 ~stadions de mesura del ICONA L'Instituto para la Conservación de la Naturaleza té situats aparells de mesura del vent en les torres forestals d'observació que té repartides per Catalunya. Només mesuren durant els mesos d'estiu, una vegada al dia, la direcció i la velocitat del vent. Les estacions són les de: Puig Montagut, La Baltasana, Prats del Compte, Llagostera, Vidreres, la Tírvia, Solsona. 2.16 Institut d'Investigacions Pesqueres En el marc d'un treball de recerca sobre els corrents marins en la plataforma litoral mediterrinia I'IIP ha instal.lat estacions de mesura dels vents (entre altres fenbmens) a la plataforma petrolera Delta, a la plataforma Afortunada i a la plataforma Amposta. 2.17 Altres observadors i estacions de mesura Amb motiu de la realització dels treballs previs per a la confecció de 1'Atlas mlic de Catalunya es va realitzar la ja esmentada enquesta a tots els municipis de Catalunya demanant, entre altres coses, si hi havia o hi havia hagut estacions de mesura del vent de qualsevol tipus. Com a resposta hom va obtenir un ampli ventall d'observadors del vent a Catalunya, que va des de persones afeccionades a la meteorologia fins a observadors dels fars, de les torres forestals, etc. Els metodes de mesura emprats per aquests va des d'aparells clissics fins a mesura a ull (escala Beaufort), tot passant per anembmetres de placa utilitzats en els seus embassaments, tant per moltes escoles com per alguna empresa electrica. La relació d'aquests observadors és la següent: Estació Tipus d'aparell Mesures diiries Aeroport cerdanya-~ndorra de cassoletes 3 Solvay Vila-seca Escola (Aiguafreda) de cassoletes de cassoletes de placa (continuació) Estació Tipus d'aparell Mesures diaries Cardedeu Igualada Mataró Cabrils L'Escala Estartit Far de Palamós Far de Tossa Far de St SebastiQ Far de Roses Far de Cap de Creus Far Port de la Selva Col.legi (Palamós) St. Feliu de Guíxols Caldes Montbui La Bisbal de Falset Radio Liberty (Pals) Esparreguera Base Pani, Roses Vilamalla ECA Alfarras SAT Vall d'en Bas Breda Piera El Vendrell Centre Lectura (Reus) Alforja Cambrils Riudecanyes Escola (Montbrió) Escola (Riudoms) Escola (Mora la Nova) Escola (La Senia) Vimbodí Falset Tivissa Palma d'Ebre Ginestar Vinebre Torre d'Espanyol Finca Migjoseu (Tortosa) Ametlla de Mar la Llacuna St. Llorenc Morunys de cassoletes de cassoletes de cassoletes ? de cassoletes escala Beaufort escala de 0-6 visual escala de 0-6 visual escala de 0-6 visual escala de 0-6 visual escala de 0-6 visual escala de 0-6 visual de placa cassoletes cassoletes escala Beaufort d'hPlice ? ? ? cassoletes cassoletes escala Beaufort ? escala Beaufort E.B i cassoletes ? ? de placa de placa de placa de placa de placa ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (continuació) Estació Tipus d'aparell Mesures diiries Cubells . .. 1 arrega Ciutadilla Esterri d'Aneu (HECSA) lvarb de Noguera Baqueira (Salardú) Puig de Montagut (ICONA) La Baltasana (ICONA) Prat del Compte (ICONA) Llagostera (ICONA) Casa Mundet (ICONA) La Tírvia (ICONA) Solsona (ICONA) cassoletes > cassoletes cassoletes cassoletes cassolrtes cassoletes cassolctcs cassolrtes ? I 1 I 1 (mesos d'rstiu) I (nlc-sos tl'rst iu) 1 (nlc-sos cl'rst iu) 1 (nlrsos cl'c.stiu) I (nlc3sos d'cst iu) I (mcSsos tl'c.st ¡u) I ( nlc-sos d'c-SI iu) A més a més d'aquests observadors i estacions de mesura en I'enquesta als municipis, també es va detectar I'existPncia de les estacions de mesura del INM ja citades abans. 2.18 Una valoració critica de les dades A despit de la quantitat d'estudis referents al vent, tant en superfície com en alcada, realitzats per l'equip de col.laboradors del professor Eduard Fontsere en el si del Servei Meteorolbgic de Catalunya (Reial Academia de Ciencies, 1961 i 1970), cap d'ells no va ser enfocat de cara a I'aprofitament energetic, sinó més aviat de cara a l'aviació (aleshores es comencava a desenvolupar), de cara a la climatologia o de cara a comprendre el fenomen vent. Si bé de les llistes confeccionades i que s'han citat anteriorment hom pot deduir una regular cobertura de tot el territori nacional catali, l'estudi detallat dels diferents tipus &estacions de mesura mena a la conclusió que caldria modernitzar, cohesionar i reubicar tota aquesta xarxa, si hom vol fer-la útil des del punt de mira d'una valoració energetica del vent. De totes les estacions existents molt poques estan ubicades en emplacaments on es pugui instal-lar un Sistema Conversor d'Energia Eblica (SCEE), és a dir en un lloc que per les seves característiques sigui eblicament favorable. De les estacions que havien existit cal exceptuar de l'afirmació anterior alguna de les estacions de mesura que va instal.lar la desapareguda Comisión Nacional de Energías Especiales. Aixb ja és una gran limitació, que es confirma quan s'estudien les dades registrades, sobretot si s'observa com es passa de les dades mesurades i registrades sobre una banda contínua de paper a les dades escrites en els fulls del INM. La lectura visual d'una banda, ben poc llegible puntualment, suposa la introducció d'errors en les velocitats puntuals, a no ser que hom realitzi la tasca de digitalització de les bandes amb la finalitat de poder-ne extreure valors puntuals. Una altra gran limitació és la gran diversitat d'aparells i de sistemes de mesura: anembmetres de cassoletes, dels quals uns mesuren la velocitat instantanis i,altres recorreguts diaris del vent; anembmetres de placa, escala Beaufort, escala dels Fars, etc. Endemés, cal afegir a tot aixb, que en les sPries llargues de dades s'han produi't canvis en la ubicació física de I'aparell de mesura, ja sigui perquP ha canviat la posició, ja perquP ha canviat I'al~ada on es feia la mesura. Per posar només uns exemples: - L'observatori del Turó de ]'Home, al massís del Montseny, fa més de cinc anys que té avariat I'aparell de mesura i de registre, des que un temporal va abatre la torre i va fer malbé I'aparell. A hores d'ara encara no tenen instal.lat el nou, el qual va tardar molt a arribar de Madrid, donat que no tenen assignat pressupost per a la torre de suport. Mentrestant, i a despit de les reclamacions constants de I'observador, realitzen les mesures del vent amb un anembmetre manual ben poc precís. I aixb passa en un dels observatoris clau, pel que fa al vent, de Catalunya. - Les dades procedents de la CT de Cubelles presenten sistemiticament calmes a les hores d'observació nocturnes (és a dir, a la l i a les 7 h.); - les dades procedents de I'aeroport del Prat, havent-se escollit 24 dades de les 48 que registren, presenten forca calmes durant les hores nocturnes; - les dades de la Base A&ria de Reus no tenen registrats valors de vent a la nit; - a les dades procedents de Begur (observatori inexistent a I'actualitat), el valor de la rafega mixima coincideix sistemPticament amb el valor mPxim de les quatre observacions diaries (a les 1, 7, 13 i 18 hores); - en les dades procedents de Figueres hom no pot diferenciar les calmes dels moments en qui. per qualsevulla raó no s'ha pogut fer I'observació. A més a més, I'aparell de mesura a baixes velocitats del vent té una precisió (de fins a 0.5 km/h) i a altes velocitats una altra (a partir de 10 km/h mesura de 10 en 10). Una tasca de cohesió de tota aquesta diversitat de dades ebliques i d'estructuració d'una xarxa d'observació i mesura és urgent de crear al nostre país. Llastima que hagin passat més de 20 anys des que el president de la Comisión Nacior)al de Energías Especiales recomanés: Con vistas a la prospección eólica interesa el desarrollo de un anemómetro con las siguientes caracteristicas: a) capacidad de registro automático durante periodos de tiempo no inferiores al mes; 6) que el registro de sus bandas sea susceptible de ser analizado por máquinas calculadoras automáticas, con vistas a la obtención y clasificación de 10s datos estadisticos del viento; c) que la duración de su servicio, en las condiciones meteorológicas que debe realizarlo, no sea inferior a 10 años, con revisión de frecuencia no inferior a 2 años. (BLANCO PEDRAZA, P., 1961) i no s'hagi fet, fins molt recentment, absolutament res en aquest camp. Totes les dades procedents de les estacions de mesura meteorolbgiques, exceptuant-ne alguna, han de ser considerades amb molta cura, puix que donar-les per vPlides pot suposar arribar a conclusions errbnies. Així, en les dades registrades a l'observatori de Badalona (i guardades al INM), hom constata que a despit d'haver-hi calmes a les 4 hores del dia en que es realitzen registres (I, 7, 13, 18 hores), en realitat la velocitat mitjana del vent en el mateix dia no és nulsla, ja que el recorregut total del vent és diferent de zero. Un fet més que posa en relleu la poca fiabilitat de les dades disponibles en els fulls emmagatzemats en el Centro Zonal del Pirineo Oriental de Barcelona, és el que en un projecte conjunt (hispano-nord-americP) en el qual es desenrotlla una investigació dels corrents marins de la plataforma continental mediterrPnia, s'hagin rebutjat les dades de vent contingudes en els fulls del Centro Zonal i s'hagi optat per la digitalització de les dades contingudes en les bandes originals registrades. Per poder realitzar una valoració, a partir de dades mesurades del vent, caldria disposar d'una xarxa d'estacions de mesura que complissin, almenys, amb els requisits següents (WMO, 1971): J a) Que l'estació de mesura estigui situada en el que la World Meteorological Organization defineix com a terreny obert, és a dir, que la distPncia entre el punt de mesura i qualsevulla obstrucció o obstacle, en qualsevol direcció, sigui d'almenys 10 vegades l'al~ada de 1'obstrucció o de l'obstacle. b) Que l'aparell de mesura estigui a una alcada d'almenys dues vegades l'al~ada de l'obstacle, en el cas que l'aparell sigui situat a sobrevent de l'obstrucció. c) Que la situació de l'aparell de mesura sigui a una alcada compresa entre cinc i deu vegades d'al~ada de l'obstacle, en el cas que l'aparell estigui situat a sotavent de l'obstrucció. d) Que si l'aparell de mesura estP situat al damunt d'un edifici, l'al~ada per sobre de la teulada sigui almenys més gran que una o una i mitja vegades l'alcada entre el nivell del sbl i la part més elevada de l'edifici. Sempre que un aparell de mesura del vent no compleix aquest requisit, s'ha demostrat que les mesures realitzades estan falsejades. Amb aixb no volem pas dir que les dades procedents de les estacions de mesura actualment existents siguin rebutjables per principi; únicament volem deixar clar que la tasca de prospecció eblica s'inicia ara, i que cal que disposem de moltes més dades abans de poder fer afirmacions fiables sobre el potencial eblic de Catalunya. Que no passi com va ocórrer fa algun temps a Califbrnia, on tots els experts posaven en dubte que hi hagués un potencial eblic important. Es basaven en 11an81isi de les dades registrades procedents, principalment, d'aeroports. Doncs bé, les valoracions realitzades, a partir dels programes de prospecció endegats per la Comissió d'Energia de 1'Estat CaliforniP, han donat lloc a una veritable [[mina d'or. eblica. Dotze estudis recentment finalitzats conclouen que només en cinc comtats es poden instal.lar 5.580 MW eblics i en tot 1'Estat uns altres 7.377 MW més (CEC, 1981). Ja un estudi realitzat l'any 1978 preveia que, amb un modest esforc, Califbrnia podia arribar a tenir 12.000 MW instal.lats eblics, entre els anys 1995 i 2.000 (Aerospace Corp. i CEC 1978). A despit de la manca de dades i de la poca fiabilitat de les dades existents, avui per avui és possible realitzar una quantificació del vent a Catalunya, que si bé pot no ésser matemgticament exacta, permet disposar d'una informació a partir de la qual es pot anar ajustant la valoració del potencial eblic catal2, en la mesura que hom disposi de dades més acurades. 2.19 Diverses avaluacions del Potencial EBlic Catal2 aplicant metodes generals d'estimació 2.19.1 Segons el mdtode emprat a la RFA Des d'un punt de mira de la circulació general a gran escala i en valors mitjans anyals i espacials, es pot considerar que el 0,7 % de la radiació solar incident a les elevades capes de l'atmosfera (aproximadament 2,3 W/m2) es dedica a la creació de l'energia cinetica (hi ha autors que creuen convenient de corregir aquesta xifra, perquP no coincideix gaire amb estimacions directes realitzades, que donen xifres compreses entre 4 i 10 W/m2). L'estimació del Potencial Eblic Tebric a la República Federal Alemanya (JARASS, L., et al., 1981) és realitzat a partir de la consideració de que a les capes altes de l'atmosfera la fracció dedicada a la creació de l'energia cinetica és 6,85 W/m2. Per a la superfície de la República Federal aixa representa un Potencial Eblic Tebric de: Grafic Il. Sistema Conversor d'Energia Edica (SCEE) de PolBncia mitjana. 102 També s'explica la forma com s'ha procedit a aplicar-10 a cadascuna de les entitats territorials del país. Per implementar el model matem2tic s'han elaborat un seguit de programes d'ordinador. En síntesi aquests programes de cPlcul permeten: - determinar la funció de densitat de probabilitat de la velocitat del vent en un lloc donat; - determinar les característiques d'un Sistema Conversor d'Energia Eblica, fonamentalment la seva funció de potPncia; - calcular el temps de funcionament en cada rPgim específic del Sistema Conversor, així com l'energia produida en cadascún d'ells; - calcular el nombre de SCEE que es poden ubicar en una superfície donada, suposant una determinada estructura geometrica de disposició i una separació fixada entre cada Sistema Conversor; - calcular el potencial eblic de tots i cadascun dels municipis de Catalunya, les seves comarques i del país sencer. 4.1 Bases de partensa Hom podia haver partit de les dades ebliques (velocitats i direccions del vent) registrades per 1'Instituto Nacional de Meteorologia, o registrades per altres institucions. He rebutjat el seu ús per diverses raons. La primera és que em mereixen una gran desconfianca, pel fet de conPixer quins aparells s'utilitzen, com els empren i quina metodologia fan servir. Un segon motiu ha estat el fet que actualment i en el marc del treball <(Estudis previs i de definició dels equips necessaris per a la confecció de 1'Atlas Eblic de Catalunya)) (PUIG, J. i MESEGUER, C., 1982), ja s'esti realitzant la tasca de valoració de les dades ebliques disponibles avui a Catalunya. En tercer lloc perquP personalment he considerat més suggestiu treballar amb unes dades que podien ser considerades com el reflex de la cultura ehlica que avui tenim a Catalunya. Són les dades obtingudes en 1'Enquesta als Municipis Catalans (PUIG, J. i MESEGUER, C., 1982), realitzada dins el marc del treball citat abans. Sóc conscient que aquestes dades poden distorsionar la realitat, per6 crec que no la distorsionen pas més que si hom hagués treballat amb les dades mesurades amb els aparells de mesura i registre avui disponibles. Una de les preguntes que es feien en 1'Enquesta era .quant vent feia en el Municipi~. Qui responia podia triar entre les cinc opcions següents: I Comarca I CVEN I CVE I NM I NR I PER% I RV I +-----------------+------+-----+----+----+------+----+ I Baix Llobregat 1 3.25 1 2. 5 1 27 1 15 1 55.5 1 14 1 I BarcelonPs 1 1.75 1 1.0 1 7 1 4 1 57.1 1 2 1 I Maresme 1 3.38 1 3.0 1 30 1 14 1 46.7 1 13 1 I VallCs Occid. 13.28 12.5 123 112 152.2 112 1 I VallCs Orien. 1 3.08 1 2.5 1 41 1 20 I 48.8 1 20 1 I-----------------+------+-----+----+--+----+------+---- I I Alt Empordb 1 4. 55 1 4. O 1 68 1 40 1 58.8 1 40 1 I Baix Emporda 1 4. 17 1 3. 5 1 36 1 24 1 66.7 1 23 1 I Garrotxa 13.04 12.5 121 114 166.7 114 1 I GironPs 13.71 13.0 136 I 19 152.8 1 17 1 I Selva 13.29 12.5 125 1 14 156.0 114 1 I-----------------+------+-----+----+----+------+---- I I Alt Camp 14.33 14.0 123 112 132.2 112 1 I Alt PenedCs 13.71 13.0 125 114 156.0 114 1 I Baix Penedes 1 4.00 1 3. 5 1 12 1 7 1 58. 3 1 7 1 I Garraf 1'4.0013.51 81 2125.01 21 I TarragonCs 1 3. 42 1 3. O 1 22 1 13 1 59. 1 1 13 1 ¡-----------------+------+-----+----+----+------+---- I I Baix Camp 1 4. 50 1 4. 0 1 27 1 20 1 74. 1 I 20 I I Conca Barbera 1 3.79 1 3. O I 21 1 12 1 57. 1 I 12 I I Priorat 13.74 13.0 124 117 170.8 117 1 I Ribera dlEbre 1 4. 00 1 3. 5 1 14 1 10 1 71. 4 1 10 I 1-----------------+------+-----+----+----+------+---- I I Baix Ebre 1 4.83 1 4.0 1 13 1 11 1 84.6 1 11 I I Montsia 14.34 13.5 111 1 8 172.7 1 8 1 I Terra Alta 14.38 13.5 112 1 8 166.7 1 8 1 i-----------------+------+-----+----+----+------+---- I I Cordanya 13.20 12.5 I 16 I S 131.3 1 S I I Osona 1 2.91 1 2. 5 1 47 1 23 1 48.9 1 23 1 I RipollCs 13.15 13.1 124 1 13 154.2 1 13 I 1-----------------+------+-----+----+----+------+----1 I Anoia 1 3. 59 1 3. O 1 34 1 17 1 50. O 1 17 1 I Bages 13.38 13.0 135 120 157.1 1 19 1 I BerguedP 13.2012.51301 51 16.71 51 I SolsonPs 13.64 13.0 114 1 11 178.6 111 I i-----------------+------+-----+----+---+----+------+---- I I Garrigues 1 3. 59 1 3. O 1 25 1 17 1 68. O 1 17 1 I Noguera 1 3. S0 1 3. O 1 35 1 17 1 48. L 1 17 1 I Segarra 13.71 13.0 121 1 7 133.3 1 7 1 I SegriP 1354 13.0 142 128 166.7 128 I I Urgell 1 3. 50 1 3. O 1 26 1 17 1 65. 4 1 16 I 1-----------------+------+-----+----+----+------+---- I. I Alt Urgell 1 3.67 1 3.0 l 19 1 3 1 15.8 1 3 1 I Pallars JussA 1 3. 40 1 3. 0 1 17 1 10 1 58.8 1 10 I I Pallars SobirP 1 3. 58 1 3.0 1 15 1 6 1 40.0 1 6 I I Vall doAran 13.50 13.0 1 9 1 4 144.4 1 4 1 ¡---------------------------------------------------- I CVEN : codi vent segons l'enquesta CVE : codi vent suposat pels municipis que no han contestat l'enquesta NM : nombre municipis enquestats NR : nombre municipis que han contestat PER% : percentatge de respostes sobro total comarcal RV : nombre respostes valides Taula I. Taula de Codis de Vent Comarcals. 5. Molt vent 4. Bastant vent 3. Poc vent 2. Molt poc vent 1. No en fa gens Com es pot veure, cada resposta tenia associat un codi numeric, de 1'1 al 5. Es pot observar que el Codi mig correspon a poc vent,, triat expressament per evitar sobreestimacions massa optimistes. Els resultats de 1'Enquesta estan detallats en la Taula I, en la qual hom té el Codi de Vent Mig en la Comarca, corresponent als municipis que efectivament han contestat 1'Enquesta i el Codi de Vent que s'ha utilitzat pels municipis que no l'han contestada, el qual és sempre inferior al Codi Mig de Vent Comarcal corresponent. A més a més, hi ha informació referent al nombre de municipis enquestats, de respostes rebudes i de respostes vilides. Per fer més real l'estimació de la distribució de freqüencies de la velocitat del vent, calculada a partir del Codi de Vent corresponent, hom ha corregit les distribucions obtingudes decrementant de l'irea total, compresa entre la corba i l'eix d'abscisses, un percentatge determinat de calmes. He escollit un 40 % de calmes per a tots els municipis considerant-ho una xifra raonable, ja que l'única informació de que es disposa és a partir de les dades mesurades. Un treball realitzat (MESEGUER, C., 1978) sobre les dades disponibles al INM, dóna uns percentatges de calma, per diverses estacions de mesura compresos entre 1'1 % i 44 OJ,. El fet d'escollir una xifra elevada ha estat per introduir un element més en el model i que aquest element fos conservador. A més a més del Codi de Vent i del percentatge de calmes, com que la base espacial triada va ser la municipal, he utilitzat la Superfície dels Municipis de Catalunya. Amb aquestes dades i les corresponents a la codificació de la Regió, Comarca i municipi, he configurat una Base de dades, que l'anomeno aBase de Dades Municipal., que conté informació sobre la Regió, la Comarca, el Municipi, la seva superfície, el codi de vent i les calmes. 4.2 Esquematització del model El model present, I'esquerna del qual es pot veure en el grPfic 111, parteix de la coneixenca d'unes dades de vent determinades (en el nosre cas el Codi Municipal de Vent), de la utilització d'uns Sistemes Conversors dlEnergia Ehlica do- Dades vent SCEE I I I I I I v v + - - - - - - - - - - - - - - - - - t t I Funció densitat I I Funció probabilitat potencia 1 I I I I P(V) I p(V) I I + - - - - - - - - - - - - - - - - - & - - - - - - - - - - - - - - - - - I t t I I I I I I I I I I I + - - - - - - - - - - - - - - - - - t I I I Energia I ------ I > I produi'da I <------ I EíVi I +----------------- + I I I Limitacions I I v I + ---- ------ ----- t I I I I I Municipi ,< ---------- I I + ----- ----------- - + I I I I v + ------------- ---- + I Potencial I I Eolic I I Catalunya I ---- + Grafic III. Esquema del Model. nats (un de 12 metres de diimetre i I'altre de 24) i de la imposició d'unes limitacions pel que fa a la capacitat d'un territori de contenir un nombre de SCEE determinat. A partir del Codi Municipal de Vent s'estima la Funció de Densitat de Probabilitat de la velocitat del vent (distribució de Weibull) en el municipi en qüestió. En base als SCEE escollits es calculen les respectives Funcions de Potencia, adaptades a la distribució de vent corresponent al municipi on s'ubicarien els Sistemes Conversors. Conegudes ambdues funcions, es determina el temps de funcionament dels SCEE, en el regim de vent determinat i l'energia produi'da per ells. Les limitacions que m'he imposat fan referencia a la superfície a utilitzar per ubicar-hi els Sistemes Conversors (10 % de la superfície municipal), la distincia de separació entre ells (10 vegades el diimetre) i la disposició que adoptaran dins la superfície utilitzada (malla triangular). 4.3 Descripció del programa de calcul del potencial eblic de Catalunya S'ha confeccionat un Programa de Cilcul que, amb la informació bhica de cada municipi, determina: 1) La funció densitat de probabilitat: - els parimetres de Weibull a 12 i 24 m d'altura, - les velocitats més significatives. I 2) La funció de la potencia dels SCEE escollits: - velocitats característiques, - potencia nominal, - hores de funcionament en cada regim específic, - energia produible en cada regim de funcionament, - energia anyal produible per cada SCEE, - hores de funcionament anyals, - hores sense funcionar. I 3) Potencial ealic del municipi: - nombre de SCEE a utilitzar, - energia total-anyal produible, - potsncia total instal.lable. ------- I IlniciJ ) - - - - - - - I - - - - - - - - -- - - - / Obertura . / arxius els --- --------- i +------------------+ I lnicialitzacions I 4------------------+ +------------> I v I I ------------- I / Llegir I / registre I / municipi I - - - - - - - - - - _ - I I v I I / \ I /=\ I / co- \ I \ i-nar- / No I v \ Ca / +------------+ I \ / I Acumulador I I si J< ---------------' I Catalunya I I I + I + -------------- + + -------------- I I Funcio I I Inicialitzacio I I V I I densitat I I acumuladors I - - - - - - - - - - - - - I I probabilitat I I co~arcals I I Resultats / I + -------------- + + -------------- + / comarcals I I I A - -- - - - - - - - - - V + -------------- + I v I I \ I I SCEE I I No / \ I +--------------+ . I / Fi \ I I \ arxiu 1 I v I / I + ------------- + .\ / I I Potencial I Si I I I eblic I V I I municipal I ---- ------- I + ------------ + / Resultats . / I I / Catalunya / I I - --- - - - --- I v I + ---- ----- ---- + I I Acumulador I V I I comarcal I ----------- I +-------------.+ 1 / Tancament I / arxius I v ----------- I ------- ------- I / Resultats / V I I / municipals / ------------- I --------------- I Fi 1 I I - - - - - - - - - - - - + - - - - - - - - - - - - - t Grdfic IV. Diagrama de Fluxe del Programa de Cdlcul del Potencial EXC. 108 A més a més, fa les acumulacions respectives per a cada comarca i dóna: - codi comarcal mig de vent; - nombre total-comarcal de SCEE; - potencia total-comarcal instal.lable; - energia anyal total-comarcal produible, és a dir, el Potencial eblic Comarcal. Els resultats comarcals també s'acumulen per poder donar, al final, el Potencial Eblic de Catalunya. Aquest Programa de Cilcul s'ha executat dues vegades, la primera suposant que s'emprava el SCEE de petita potencia (12 m de diimetre) i la segona suposant la utilització del SCEE de mitjana potencia (24 m de diimetre). En el grific IV es pot veure el diagrama de flux simplificat del Programa de cilcul del Potencial Eblic de Catalunya. 4.4 Perspectiva de futur en l'aplicació del model Aquest model s'ha elaborat amb diferents objectius. una banda, poder disposar d'una eina per valorar el Potencial Eblic de Catalunya, partint dels coneixements que en aquest moment es tenen, i especialment els coneixements populars. Aquesta eina, perb, també pretén que sigui utilitzable per valorar els potencials eblics de zones determinades quan es disposi de mesures dels parimetres del vent, amb suficient garantia de fiabilitat. No solament aixb, sinó que permet, a més a més, partir d'uns SCEE determinats, perb que hom pot substituir per qualsevol altre SCEE del qual es coneguin algunes de les seves característiques. Per aquestes raons és un model que resta obert al futur per a fer més precisa I'estimació del potencial d'una font d'energia renovable i dispersa com és el vent. 5 .O RESULTATS Hom ha obtingut els resultats per a cada munici,pi, comarca i total de Catalunya, pels dos tipus de SCEE (de 12 i 24 m de diimetre). Una mostra dels llistats es pot veure en la Taula I1 (corresponent a la comarca de 1'Alt Empordi). Un resum dels resultats comarcals es dóna tot seguit en forma de taules (Taula 111 i Taula IV). Així, hom pot observar que 274.529 Sistemes Conversors d'Energia Eblica de petita potencia (diirnetre 12 m i potencies nominals com- sos necessaris a l'energia eblica, cosa que faria possible que molts municipis de casa nostra assolissin un grau d'autoabastiment energetic important (combinant l'energia eblica amb altres fonts d'energia locals). Aerospace Corp. and California Energy Commission (1978), ((Wind Energy for California., C.E.C., Sacramento, Ca., marc. AILLERET, P. (1946), eL'energie eolienne, sa valeur et la prospection des sitesn, Revue Generale de I'Electricité, Vol. 55, n!' 3, marc. AILLERET, P. (1948), .La recherche des sites qui pourraient convenir a une utilisation de I'énergie du ventr, La Météorologie, abril-juny. Anhnim, (1933), ~Electricity from windr, The Electriciun, 24, novembre. ARGAND. A. (1964), eMesure des parametres caracteristiques de I'énergie eolienne en vue du choix des sites favourables a 1'instal.lation d'aeromoteurs,,, Proc. of ;he U.N. Conf. on New Sources of Energy - Wind Power Roma, 21-31, agost 1961, Vol. 7, U.N., New York. Autors varis (1980-1981), Wind Energy Resource Atlas, National Technical Information Service, Springfield. BARASOA~N, J.A., FONTÁN. L. (1955), La energia del viento y su aprovechamiento, Comisión Nacional de Energias Especiales Report EE/lOl, Madrid. BARASOAIN, J.A., FONTAN. L. (1964), <<Prospecting for wind power with a view of its utilizationn. Proc. of the U.N. on New Sources of Energy - Wind Power, Roma, 21-31, agost 1961, Vol. 7, U.N., New York. BARCHET. W.R. (1981) Wind energy data base, Fifth Biennial Wind Energy Conf. and Workshop Washington, 5-7 octubre. California Energy Commission (1981), Wind Energy Assessment of California. C.E.C., Sacramento, Ca. CARDONA. J.L. (1981), Energia eólica y aeroturbinas: posibilidades de utilización en España, Publicaciones del Programa Solar del I.N.I., n!' 6. CHANDRA. S. (1978), Wind Energy Potential in Florida: a further assessment. Florida Solar Energy Center, junio. COTY. U.A. (1976), aWind Energy Mission Analysisn. E.R.D.A., abril. DANSKE VINDKRAFT-VAERKER (1980-1981-1982), Naturalig Energz; Knebel, Dk. Digital Equipment Corp. (1980a), Scientific subroutines programmer's refereace manual, SSP Version 1.2. D.E.C., Marlborough, maig. Digital Equipment Corp. (1980b), VAX11 Basic. User's guide. D.E.C., Marlborough, maig. ELDRIDGE. F.R. (1977), Commerzialization of small-scale wind machines, Mitre Corporation, juny. ELLIOTT, D.L., (1977), Syntesis of National Wind Energy Assessments, Battelle Pacific Northwest Laboratories, juliol. ELLIOTT, D.L., BARCHET, W.R. (1981), National Wind Resource Assessment. Fifth Biennial Wind Energy Conference and Workshop Washington, 5-7 octubre. GARATE. J.A. (1977), ~Wind Energy Mission Analysis.. E.R.D.A., febrer. General Electric Space Division (1977), Wind Energy Mission Analysis, G.E.Co., febrer. GOLDING, E.W., STODHART. A.H. (1952), The selection and characteristics of wind power sites. E.R. A., Technical Report. Ref. C/T 108. GOLDING. E. W. (1955a), ~Wind power generation: Progress during past six years reviewed*, Electrical Review, Vol. 156, 1, abril. GOLDING. E.W. nEnergy from the wind., Engineering, Vol. 179, nP 4.654, 8 abril. GOOLEY. M. (1981), The VPLOT combinatzon mer's, installation and reference manual, Millikin Uniuersity Computer Center, Decatur, Il. HEWSON. E.W., BAKER. R.W., BROWNLOW. R. (1976), Wind potential in selected areas of Oregon, Oregon State University, juny. HEWSON. E.W., BAKER. R.W. (1978), Wind power. network wind power over the Pacific Northwest. Dept. of Atmosferic Sciences, Oregon State Univ., gener. HEWSON. E.W., UNDE, J.E. (1978), Wind power potential in the Paci/ic Northwest Region, Oregon State University, juny. JARASS, L., HOFFMAN. L., JARASS. A., OBEIMAIR. G. (1981), Wind energy: un assessment of the technical and econbmic potential. A case study for the Federal Republic of Germany, commissioned by the International Energy Commission, Springer-Verlag, Berlin. JUSTUS. C.G., HARGRAVES. W.R., YALCIN. A. (1976), <<Nation wide assessment of potential output from wind powered generators., Journal of Applied Meteorology, 15. LACROIX. G. (1949), ~L'énergie du vent., La Technique Moderne, T.XL1, nP 5-6 i 7-8.- marc-abril. LUNDSACER, P., FRANDSEN. S., CHRISTENSEN. C.J. (1980), Analysis of data from the Gedser wind turbine 1977-1979, Riso National Laboratory, Roskilde. MESEGUER. C. (1978), Emplaxamiento y anteproyecto de una central eólica de mediana potencia, Projecte fi de Carrera, ETSEI-UPB, Barcelona (intdit). MESEGUER. C., OLIVA, A., PUIG. J. (1979). ~L'energia ehlica i el seu futur a Catalunya.. Jornades Catalanes d'Enginyeria, Barcelona. Ministry of Energy (1981), Wind energy, past and present, New and Renewable Energy Sources, Kenia. National Climatic Center (1974), Climatic Atlas on the U.S. N.C.C. NELSON. V., GILMORE. E. (1974), Potential for wind generated power in Texas, Texas Governor's Energy Advisory Council, octubre. O.V.E. (1981), ~The Danish Organization for Renewable Energyn. Renewable Energy in Denmark, O.V.E.. Copenhague. PETERSEN. E.L., TROEN, I., FRANDSEN. S., HEDEGAARD, K. (1981), Windatlas for Denmark, Riso National Laboratory, Roskilde, gener. PUIG. J. (1982), El.Passat i el futur de l'energia eblica a Catalunya. Una aportació a la quant$cació de la forca del vent i una proposta per a la reintroducció del seu aprofitament. Tesi Doctoral, Universitat Polittcnica de Barcelona, octubre (intdit). Pulc. J., MESEGUER. C. (1982). Estudis previs i de definició dels equips necessaris per a la confecció del Mapa edlic de Catalunya, Memhria, Barcelona (inedit). PUIG. J., MESECUER. C. (1982), Estudis previs i de definició dels equips necessaris per a la confecció del mapa edlic de Catalunya, Enquesta als Municipis, Barcelona (intdit). PUIG. J., MESEGUER. C. (1983), Estudis previs i de definició dels equips necessaris per a la confecció de I'Atlas Eblic de Catalunya, Memhria final, Barcelona, gener (incdit). PUTNAM. P.C. (1948), Power from the wind, Van Nostrand Reinhold, NY. Real Academia de Citncies i Arts (1961). Sessió d'homenatge al Dr. E. FontserP, Memhries, 3? epoca, Vol. XXXIII, nP 18. Real Academia de Ciencies i Arts (1970), Obra Dispersa sobre meteorologia catalana, S.? tpoca, Vol. XL. nP 4. REED. J.W., MAYDEW, R.C., BL.ACKWELL. B.F. (1974). Wind energy potsntial in New Mexico, Sandia Laboratories, juliol. SAI.OMON. J. (1967). Compteur anemome~rique fournissant la moyenne cubiqucde la vitesse du vent.. Revue Gencsrale de I'Electrzcite, Vol. '76, nP 3. SANCHEZ TARIFA. C. (1980), aEnergias solar y eólica. Estado actual y perspectivas. 1ngt.nieríct Aeronciutica y Astronautica, nP 21 1. SEGARRA. P., ALARIO, J. (coordinadors) (1981), El llibre blanc de l'energia a Calalu~~ya, Generalitat de Catalunya, Barcelona. SERKA. L. (1953), aLe vent en France et ses possibilites d'utilisation~, La Meteorologie, octubredesembre. SIMMONS, D.M. (1975), Wind power, Noyes Data Corp., Park Ridge, N.J. S.~ODHART. A.H. (1973). Wind data jbr wind driuen plant, Wind Energy Conversion Systems, Workshop i Washington. TACKLE. E.S., BROWN. J.M. (1976), Whd and wind energy in Iowa, lowa Statc University, octubre. THOMAS, P.H. (1945). Electric power,from the wind, Federal Power Commission, marc. Tono, C.J. (1977), cot effective electrical power generation from the windn. Proc. ([f'the Syrn. of the Amer. Sec. Int. Solar Energy Society, Orlando, FI., juny. VEF~TERSJ. (1950), aThe orkney windmill and wind power in Scotlandn, Thc! Engi~ieer, Vol. 189. 27 gener. WENTINK. T. (1976), S~udy of Alaskan wind power and ils possible application, National Science Foundation, febrer. World Meteorological Organisation (1971). [(World meteorological organisation guide to meteorological instrument and observing practicesp>, W.M.O., nP 8 TP3.