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Calculadora: Eólica

Calculadora de parques eólicos: energía, LCOE, TIR y dimensionado de la deuda

Un modelo de proyecto a escala de red en una página: aerogeneradores, factor de capacidad o velocidad del viento, inversión, gastos de explotación, precio del PPA y deuda → MWh anuales, LCOE, TIR del proyecto y del accionista, DSCR, superficie y hogares abastecidos.

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Resultados

54 MW que producen 173.887 MWh/año (FC neto del 36,8 %). LCOE de 54 €/MWh frente a un precio de 68 €/MWh. Parece financiable: TIR del accionista del 20,3 %, DSCR mínimo de 1,75.
Energía anual (P50, año 1)
173,9GWh
48.302 hogares medios de la UE
Factor de capacidad neto
36,8%
bruto 43,2 % · 3220 h a plena carga
LCOE
54€/MWh
con un WACC del 6,5 % a 30 años
TIR del proyecto (sin apalancar)
12,6%
VAN 55 M€
TIR del accionista
20,3%
70 % de deuda al 5,5 % a 15 años
DSCR mín. / medio
1,75 / 1,85
servicio de la deuda 5,27 M€/año
Inversión total
75.600.000 €
435 € por MWh anual
Ingresos del año 1
11.824.328 €
gastos 2.615.774 €
Amortización simple
8 años
Superficie del parque eólico
6,4km²
rotor Ø 138 m · ocupación directa ≈ 22 ha
CO₂ evitado al año
69,6kt
Flujo de caja: ingresos, gastos y servicio de la deuda
Desglose del LCOE

Flujos de caja del proyecto

AñoEnergía (MWh)Ingresos (k€)Gastos (k€)CFADS (k€)Servicio de la deuda (k€)DSCRCaja del accionista (k€)
1173.88711.8242616920952721,753936
2173.19211.9542667928752721,764015
3172.49912.0842719936652721,784094
4171.80912.2172771944552721,794173
5171.12212.3502825952552721,814253
6170.43712.4852880960552721,824333
7169.75512.6222936968652721,844413
8169.07612.7602994976652721,854494
9168.40012.9003052984852721,874576
10167.72613.0413111992952721,884657
11167.05613.183317210.01252721,94739
12166.38713.328323410.09452721,914822
13165.72213.474329710.17752721,934905
14165.05913.621336110.26052721,954988
15164.39913.770342610.34452721,965071
16163.74113.921349310.427——10.427
17163.08614.073356110.512——10.512
18162.43414.227363110.596——10.596
19161.78414.382370110.681——10.681
20161.13714.540377410.766——10.766
21160.49214.699384710.852——10.852
22159.85014.860392210.938——10.938
23159.21115.022399911.024——11.024
24158.57415.187407711.110——11.110
25157.94015.353415611.197——11.197
26157.30815.521423711.284——11.284
27156.67915.690432011.371——11.371
28156.05215.862440411.458——11.458
29155.42816.036449011.546——11.546
30154.80616.21167379474——9474
  • Energía calculada con una curva de potencia genérica de 4,5 MW (rotor Ø 138 m, densidad del aire 1,188 kg/m³) bajo una distribución de Weibull, menos un 15 % de pérdidas totales. Para un P50 financiable, usa la curva del fabricante y un modelo de estelas (p. ej., PyWake o WAsP).
  • Modelo antes de impuestos: no se incluyen el impuesto de sociedades, la amortización, los peajes de red, los costes de desvíos ni los vertidos. Los bancos dimensionan la deuda con el P90 (normalmente un 8–12 % por debajo del P50), así que prueba con un factor de capacidad menor.
  • Terreno: el área del parque abarca toda la distribución; solo un 1–3 % se ocupa físicamente (cimentaciones, caminos, subestación), y la actividad agrícola continúa alrededor de los aerogeneradores.

Cómo funciona esta calculadora

Un parque eólico es una máquina intensiva en capital cuyo combustible sale gratis: casi todo el coste se paga antes del primer kilovatio-hora, y el resto de su vida es un largo flujo de ingresos bastante previsibles. Esta calculadora reúne en una sola página el núcleo del modelo financiero que usa un promotor:

  1. Energía (P50). Introduce la velocidad del viento a la altura del buje (con una k de Weibull) y la potencia específica del aerogenerador, o directamente un factor de capacidad neto. Si das la velocidad del viento, se integra una curva de potencia genérica sobre la distribución de viento con la densidad del aire de tu emplazamiento y después se descuentan las pérdidas totales (estelas, disponibilidad, pérdidas eléctricas, limitaciones de producción).
  2. Flujo de caja. Ingresos al precio de tu PPA o de mercado con indexación anual; O&M fija (con el arrendamiento del terreno y el seguro), O&M variable, degradación de la producción y desmantelamiento en el último año.
  3. Financiación. Una parte de la inversión se financia con un préstamo de cuota constante; el resto es capital propio. Obtienes la TIR del proyecto (sin apalancar), la TIR del accionista, el VAN (NPV) a tu WACC y el ratio de cobertura del servicio de la deuda (DSCR) de cada año.
  4. Impacto. La superficie del parque según el diámetro del rotor y la separación, los hogares abastecidos y el CO₂ evitado.

Las fórmulas

Diámetro del rotor D = √(4 × P_rated / (π × potencia específica)) Energía neta E = 8,760 × ∫ P(v) f(v) dv × N × (1 − pérdidas) LCOE = (Capex + Σ O&M_t / (1+r)^t) / Σ E_t / (1+r)^t Servicio de deuda DS = Debt × i / (1 − (1+i)^−n) DSCR_t = (Revenue_t − O&M_t) / DS Caja del accionista = (Revenue_t − O&M_t − DS_t), año 0 = −Capex × (1 − proporción de deuda)

Ejemplo práctico: un proyecto terrestre de 54 MW

Los valores por defecto modelan 12 aerogeneradores de 4,5 MW (54 MW) con una potencia específica de 300 W/m² (un rotor de 138 m) sobre torres de 120 m, en un emplazamiento con 7,5 m/s de viento medio a la altura del buje y k = 2.

  • El factor de capacidad bruto es del 43 %; tras un 15 % de pérdidas, el neto se queda en torno al 36,8 %, unos 174 GWh al año, suficiente para 48.000 hogares medios de la UE.
  • A 1.400 €/kW, la inversión asciende a 75,6 millones de euros; la O&M fija de 42 €/kW/año suma 2,3 millones al año, más los costes variables.
  • A 30 años y con un WACC del 6,5 %, el LCOE ronda los 54 €/MWh.
  • Vendiendo a 68 €/MWh con una indexación del 1,5 %, la TIR del proyecto sale en torno al 12,6 % y el VAN sin apalancar, en 55 millones de euros.
  • Con un 70 % de deuda al 5,5 % a 15 años, el servicio de la deuda es de 5,3 millones al año, el DSCR mínimo ronda 1,75 y la TIR del accionista se acerca al 20 % (antes de impuestos).

Si bajas la velocidad del viento a 6,5 m/s, el factor de capacidad cae a alrededor del 29 %. El LCOE sube entonces hasta casi el precio del PPA, 68 €, y el DSCR mínimo baja a un justo 1,28: así de sensible es la economía eólica al recurso.

Cómo leer los resultados

  • La energía P50 es la expectativa mediana. Los bancos dimensionan la deuda con la P90 (el nivel que se supera el 90 % de los años), que para un solo año suele quedar un 8–12 % más baja; pruébalo bajando el factor de capacidad o subiendo las pérdidas.
  • LCOE frente a precio. Si el precio queda por debajo del LCOE, el proyecto destruye valor a tu tasa de descuento, sea cual sea el periodo de retorno.
  • TIR del proyecto frente a TIR del accionista. La deuda eleva la rentabilidad del accionista cuando la TIR del proyecto supera el tipo de interés, a cambio de un colchón de DSCR más estrecho.
  • El gráfico de flujo de caja apila los ingresos frente a la O&M y el servicio de la deuda; la línea (eje derecho) es la caja acumulada del accionista, que se vuelve positiva en el año de recuperación del capital propio.

Valores típicos

Parámetro Terrestre (Europa/EE. UU.) Marina
Tamaño del aerogenerador 4–7 MW 12–15 MW
Potencia específica 230–330 W/m² 330–400 W/m²
Factor de capacidad neto 28–42 % 40–52 %
Inversión 1.100–1.800 por kW 2.500–4.500 por kW
O&M fija 30–55 por kW-año 60–110 por kW-año
Pérdidas totales 12–18 % 10–15 %
Proporción / plazo de la deuda 60–80 % / 15–18 años 60–75 % / 15–20 años
Vida de diseño 25–30 años 25–30 años

Consejos

  • Manda el recurso eólico. Un m/s más de velocidad media cambia el LCOE un 20–30 %; merece la pena invertir en una campaña de medición de 12–24 meses.
  • En emplazamientos moderados, baja la potencia específica. Rotores más grandes con el mismo generador elevan el factor de capacidad y los ingresos por MW, y dependen menos de las horas de más viento (que suelen ser las de precio más bajo).
  • La separación es un compromiso. Una distribución más apretada mete más MW en el mismo terreno arrendado, pero aumenta las pérdidas por estela; 4 × 7 diámetros de rotor es un punto de partida habitual.
  • Modela la P90 y la caída de precios antes de cerrar una estructura de deuda; un DSCR mínimo por debajo de ~1,2 con la P50 es una señal de alarma.
  • Compara tecnologías con la calculadora de LCOE y afina la producción de un solo aerogenerador con la calculadora de aerogeneradores.

Limitaciones

Es un modelo de cribado. Trabaja antes de impuestos (sin impuesto de sociedades, amortización fiscal ni tax equity) y no tiene en cuenta los costes de conexión a la red, los costes de desvíos, la canibalización de precios en las horas de viento ni las limitaciones de producción, salvo que los metas en las pérdidas. También usa una sola curva de potencia genérica con un factor de pérdidas agregado en lugar de un modelo de estelas. La deuda es una anualidad simple, sin esculpido, cuentas de reserva ni intereses durante la construcción. Úsalo para comparar opciones y probar sensibilidades antes de encargar un estudio de producción bancable y un modelo financiero completo.

Método e hipótesis

Energía. Diámetro del rotor D = √(4P/(π·SP)). Con la velocidad media, producción bruta = 8.760 h × ∫P(v)·f(v)dv con una curva de potencia genérica (Cp máximo 0,46) y una f(v) de Weibull, a la densidad del aire correspondiente a la altitud; neta = bruta × (1 − pérdidas). Flujo de caja: ingresos = MWh × precio (indexado), gastos = fijos (+2 %/año) + variables, desmantelamiento en el último año. LCOE = (inversión + Σ gastos_t/(1+r)^t) / Σ MWh_t/(1+r)^t. Los fondos propios financian inversión × (1 − proporción de deuda); la deuda se devuelve con cuota constante; DSCR = flujo de caja disponible para el servicio de la deuda ÷ servicio de la deuda. Superficie: aerogeneradores en una malla con separación sx·D en perpendicular y sy·D en la dirección del viento dominante.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto cuesta construir un parque eólico?
Un parque eólico terrestre suele costar entre 1,1 y 1,8 millones (de euros o dólares) por MW instalado, con los aerogeneradores (unos dos tercios), las cimentaciones, los caminos, el cableado, la subestación y el desarrollo incluidos. La eólica marina cuesta 2,5–4,5 millones por MW. Un proyecto terrestre de 50 MW necesita, por tanto, unos 60–90 millones.
¿Cuál es el LCOE de la eólica terrestre?
IRENA da una media mundial ponderada de unos 0,03–0,04 USD/kWh para la eólica terrestre puesta en servicio en 2023, y los proyectos europeos suelen quedar en 40–70 EUR/MWh según la velocidad del viento, la inversión y el coste del capital. La eólica marina se mueve normalmente en 70–120 EUR/MWh.
¿Cuánto terreno necesita un parque eólico?
La superficie del parque es grande (lo normal son 15–60 hectáreas por MW con los aerogeneradores separados entre 4 y 7 diámetros de rotor), pero solo un 1–3 % de ella queda ocupada físicamente por cimentaciones, plataformas de grúa, caminos y la subestación (unas 0,3–1 ha por MW). Entre los aerogeneradores se puede seguir cultivando y pastoreando.
¿Qué TIR del accionista es buena para un proyecto eólico?
En eólica terrestre en mercados maduros, los inversores suelen aspirar a una TIR del proyecto sin apalancar del 7–10 % y a una TIR del accionista del 10–15 %, más alta en mercados emergentes o en proyectos a mercado (sin cobertura). La rentabilidad depende mucho del precio del PPA y de cuánta deuda permitan los bancos.
¿Qué DSCR exigen los bancos a un parque eólico?
Los bancos suelen dimensionar la deuda para que el ratio mínimo de cobertura del servicio de la deuda ronde 1,25–1,35 con la energía P50 (o 1,0–1,2 con P90) en eólica terrestre con contrato, y más si los ingresos van a mercado. Un DSCR de 1,3 significa que el flujo de caja supera en un 30 % la cuota del préstamo.
¿A cuántas viviendas puede abastecer un parque eólico?
Divide la producción anual entre el consumo de un hogar. Un parque eólico terrestre de 50 MW con un factor de capacidad del 35 % produce unos 150 GWh al año, suficiente para unos 40.000 hogares medios de la UE (3.600 kWh cada uno) o 14.000 hogares de EE. UU. (unos 10.500 kWh cada uno).
¿Cuántos aerogeneradores tiene un parque eólico de 100 MW?
Con los aerogeneradores terrestres actuales de 4–7 MW, entre 15 y 25. Los proyectos antiguos con máquinas de 2 MW necesitaban 50. En el mar, un bloque de 100 MW son solo 7 u 8 aerogeneradores de 12–15 MW.

Fuentes y referencias

  1. IRENA: Renewable Power Generation Costs in 2023
  2. NREL Annual Technology Baseline: costes de la eólica terrestre y marina
  3. Denholm, P., Hand, M., Jackson, M., Ong, S. (2009). Land-Use Requirements of Modern Wind Power Plants in the United States. NREL/TP-6A2-45834
  4. Short, W., Packey, D., Holt, T. (1995). A Manual for the Economic Evaluation of Energy Efficiency and Renewable Energy Technologies. NREL/TP-462-5173

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