Publication:
Wind site characterization and wind energy potential of measurements at Isabela, Puerto Rico

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Authors
Torres-Cuevas, Héctor A.
Embargoed Until
Advisor
Aponte-Bermúdez, Luis D.
College
College of Engineering
Department
Department of Civil Engineering
Degree Level
M.E.
Publisher
Date
2013
Abstract
Electrical energy production is a common concern for society. Conventional energy generation methods rely on chemical processes that use non-renewable resources and can produce dangers byproducts. Renewable energy resources such as Solar power and Eolic energy are becoming of increasing interest. Wind or eolic energy uses the movement of the wind through a rotor system to produce electric current. To assess the potential of eolic energy development, it is necessary to have reliable in situ wind data to understand wind site characteristics and energy potential. The study presented on this report is based on in situ wind data gathered for a period of 1 year, from a meteorological tower located in Isabela, Puerto Rico. The meteorological tower was instrumented with 6 anemometers, two installed at three elevations: 40, 48 and 60 meters, and 2 wind directional vanes installed at 38 and 58 meters in addition to temperature and barometric pressure sensors located at 2 meters from the ground level. The data retrieved from the tower were validated and analyzed to determined wind site characteristics parameters such as the wind shear coefficient (α), turbulence intensity (TI), average wind speed and wind direction. The study also describes the diurnal and nocturnal cycles and its effects on the wind site characteristics and the topography of the surrounding area. From the in situ wind data analysis conclusions and recommendations are presented about the wind energy potential.

La generación de energía eléctrica es una preocupación común de nuestra sociedad. Métodos de generación de energía convencionales se basan en procesos químicos que utilizan recursos no renovables y pueden producir peligros derivados. Fuentes de energía renovables como la energía solar y la energía eólica son cada vez de mayor interés. Energía del viento o la energía eólica utiliza el movimiento del viento a través de un rotor para producir una corriente eléctrica. Es fundamental tener información precisa para entender las características del viento de un lugar y su potencial para un desarrollo de energía eólica. El estudio presentado en este informe utiliza data de viento recogida durante un período de 1 año, de una torre meteorológica en Isabela, Puerto Rico. La torre meteorológica está equipada con 6 anemómetros, dos instalados en tres alturas: 40, 48 y 60 metros también incluye 2 veletas instaladas en 38 y 58 metros mientras que a 2 metros de la superficie del suelo se encuentran instalados un barómetro y un termómetro. La información recuperada de la torre tales como la coeficiente de fricción o exponente del viento (α), la intensidad de la turbulencia (TI), la velocidad promedio y la dirección promedio del viento se utilizaron para determinar las características del viento para el zona. También se incluyen en el estudio parámetros que afectan las características del viento, como el ciclo diurnos-nocturnos y la topografía de la zona en los alrededores. El análisis resultante se puede utilizar para evaluar el potencial de energía eólica.
Keywords
Wind energy
Cite
Torres-Cuevas, H. A. (2013). Wind site characterization and wind energy potential of measurements at Isabela, Puerto Rico [Project Report]. Retrieved from https://hdl.handle.net/20.500.11801/1036