Evaluación del potencial eólico basada en sistemas de información geográfica y métodos de decisión multicriterio en el departamento de la Guajira, Colombia

Abstract

ABSTRACT : Wind energy has become one of the fastest growing renewable energies in the last decade. In Colombia, although the entry of wind energy has had to face certain barriers, the government seeks to encourage the development of it. The aim of this research is to assess the wind energy potential available in La Guajira department in Colombia through the integration of Geographic Information Systems and Multicriteria Decision Methods. To reach this goal, a methodology is developed to identify and evaluate areas with wind potential based on the literature review and Colombian legislation. Appropriate environmental, technical and economic criteria are set, with which maps of restricted and evaluated areas are created. The AHP method is implemented to calculate the relative importance of each evaluation criterion, experts’ opinions from fields related to wind energy are considered. From the generated maps a final suitability map of the zones for the development of wind energy is obtained. ArcGIS software is used to manipulate the required geographic information. Then, wind speed data at 16 measurement points (seven from the IDEAM and nine from NASA) are analyzed and processed. The Weibull distribution of the wind speeds and the power curves of two wind turbines are used to calculate the annual energy produced and the annual capacity factor at each measurement point. Finally, through the GIS analysis and the suitability map, the wind energy potential of the department is estimated. The results show that there is great wind energy potential in the La Guajira department. Also, that a significant percentage of the total area of the department is available for the development of wind energy projects.

RESUMEN : La energía eólica se ha convertido en una de las energías renovables de mayor crecimiento en la última década. En Colombia, aunque la entrada de la energía eólica ha tenido que enfrentar ciertas barreras, el gobierno busca incentivar el desarrollo de esta. El objetivo de este trabajo de investigación es evaluar el potencial eólico disponible en el departamento de La Guajira (Colombia) a través de la integración de los Sistemas de Información Geográfica y los Métodos de decisión Multicriterio. Con este fin, se desarrolla una metodología para identificar y evaluar zonas con potencial eólico basados en la revisión de la literatura y la legislación colombiana. Con ello se establecen criterios ambientales, técnicos y económicos con los que se crean mapas de zonas restringidas y evaluadas. El método de Proceso de Análisis Jerárquico (AHP) es implementado para calcular la importancia relativa de cada criterio de evaluación, para ello se tiene en cuenta la opinión de expertos en campos relacionados con la energía eólica. El software ArcGIS es utilizado para manipular la información geográfica requerida. A partir de los mapas generados se obtiene un mapa final de factibilidad de las zonas para el desarrollo de la energía eólica. Luego, los datos de velocidad del viento en 16 puntos (siete estaciones meteorológicas del IDEAM y nueve puntos de medición de la NASA) son analizados y procesados. A partir de la distribución de Weibull de la velocidad del viento y las curvas de poder de dos aerogeneradores se estima la energía anual producida y el factor de capacidad anual en cada punto de medición. Finalmente, a través del análisis en un SIG y el mapa de factibilidad se estima el potencial eólico del departamento. Los resultados muestran que existe un gran potencial eólico en el departamento de La Guajira. Asimismo, que un porcentaje importante del área total del departamento está disponible para el desarrollo de proyectos de energía eólica.