Análisis del potencial eólico en la Región de Aysén a partir del modelo ERA 5 REANALYSIS

Abstract

La energía eólica off-shore ha crecido de manera constante y sostenida en los últimos años, posicionándola como una de las energías renovables no convencionales de mayor crecimiento en el mundo. La escasez de datos in situ para su análisis otorga importancia a los modelos atmosféricos. ERA5 Reanalysis se instala como el nuevo modelo de predicción meteorológica del European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), entregando datos históricos meteorológicos cada una hora para todo el mundo con una resolución de 30 x 30 km. En la presente memoria de título, se estimó el potencial eólico off-shore en la Región de Aysén a partir del modelo ERA5 Reanalysis. Para realizar esta estimación se utilizaron datos históricos de velocidad de viento a 100m de altura provistos por ERA5, con lo cual se calculó la densidad de potencia y el potencial eólico de la Región de Aysén. Posteriormente, los datos obtenidos fueron validados parcialmente utilizando datos in situ provenientes de nueve estaciones meteorológicas ubicadas dentro de la región, para lo cual las velocidades de viento de ERA5 debieron ser interpoladas a 20m de altura. Los resultados obtenidos muestran que los valores de la velocidad de viento promedio van desde los 1,7 m s-1 hasta los 13,5 m s-1, mientras que los de potencial eólico oscilan entre los 0,15 MW y los 55 MW. Los sectores de mayor potencia se ubican al sur de los 48° S, y los de menor potencial cercano a la latitud 44°S. Respecto a los resultados de la validación de los datos in situ, la comparación de datos mostró que existe una subestimación en los valores de velocidad de viento promedio y potencial eólico por parte del modelo ERA5. Sin embargo las velocidades de viento siguen patrones similares, pues existe una correlación positiva entre los datos in situ y los modelados por ERA5 para la Región de Aysén. Este estudio contribuye a la caracterización del recurso eólico de la región, disminuyendo la brecha de información existente.

Off-shore wind energy has grown steadily in recent years, positioning it as one of the fastest growing non-conventional renewable energies in the world. The scarcity of in situ data for analysis gives importance to atmospheric models. ERA5 Reanalysis is installed as the new weather forecast model of the European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), delivering historical weather data every hour for the whole world with a resolution of 30 x 30 km. In this report, the off-shore wind potential in Aysén Region was estimated from the ERA5 Reanalysis model. To carry out this estimation, historical wind speed data at 100m altitude provided by ERA5 were used, with which the power density and wind potential of the Aysén Region were calculated. Subsequently, the data obtained were partially validated using in situ data from nine meteorological stations located within the region, for which ERA5 wind speeds had to be interpolated at a height of 20m. The results obtained show that the wind potential values range between 0.15 MW and 55 MW, where the sectors with the highest power are located south of 48°S, and those with the lowest potential close to latitude 44°S. Regarding the results of the validation of the in situ data, the data comparison showed that there is an underestimation in the values of average wind speed and wind potential by the ERA5 model. However, wind speeds follow similar patterns since there is a high correlation between the in situ data and those modeled by ERA5 for the Aysén Region. This study contributes to the characterization of the wind resource in the region, reducing the existing information gap.