Energía Eólica

La teoría de Cantidad de Movimiento supuso una primera aproximación sencilla al problema de un rotor inmerso en una corriente de aire y proporciona una información muy útil para comprender el fenómeno de la energía que lleva el viento que pasa a través de la superficie barrida por las palas de un aerogenerador. Como resumen yo  Hipótesis simplificativas :   o El aire es considerado como un fluido ideal sin viscosidad en todo el campo fluido excepto en las proximidades del rotor.  o El fluido es considerado incompresible. El viento se moverá a régimen subsónico, por tanto, la densidad podemos tomarla como constante. Y no sufrirá variación de temperatura.  o El estudio se realizará en régimen estacionario. Las variables dependerán del punto de trabajo que se tome y no del tiempo.  o No se considera la velocidad de giro del rotor ni la de su estela.  o Se considera al rotor como un disco poroso fijo, compuesto por infinitas...

Una vez registrados los valores de viento, estos se cruzan con los parámetros de funcionamiento del tipo de aerogenerador que se va a instalar, con el objetivo de obtener un modelo aproximado de la producción de energía. Fundamentalmente hay tres tipo de modelado de la estimación: Modelo Estático: De la comparación entre la curva de probabilidades de viento y la de potencia del aerogenerador, se obtiene la curva de probabilidad de ocurrencia de cada intervalo de potencia, cuya integral da como resultado la producción energética estimada para el periodo considerado. La ventaja del método es la simplicidad, aunque dicha simplicidad también ignora determinados efectos no estacionarios, pérdidas por cambios de dirección, periodos de mantenimiento, etc. Modelo Semi-estático : Una serie temporal de valores de viento se compara con la curva de funcionamiento del aerogenerador para obtener una serie temporal de la potencia eólica suministrada, e integrando en el tiempo, ...

La velocidad de viento en cualquier sitio dado es muy inconstante , por lo tanto la potencia eólica lo es también. El interés es conocer valores medios anuales de potencia eólica. ¿Por qué no se puede hacer el cálculo directamente con el valor medio anual de la velocidad? En la siguiente tabla se puede ver con datos el porqué: El valor de la potencia con velocidad media sale del siguiente cálculo Como se puede ver, hay bastante diferencia en los valores de potencia media resultantes dependiendo de la forma de realizar el cálculo. Registro de viento en torres de medición. Los datos de viento obtenidos se tratan estadísticamente, con el fin de obtener la distribución por rumbos de las direcciones y la distribución por frecuencias de las velocidades. Distribución de direcciones:  La distribución de direcciones de viento es de vital importancia a la hora de ubicar las turbinas eólicas en terrenos no uniformes o formando varios conjuntos de ella...

Potencia eólica aprovechada En la anterior entrada se vió la potencia disponible en el viento . En esta veremos la potencia que puede proporcionar una máquina eólica o potencia aprovechada. Para calcular este valor se tendrán en cuenta los siguientes parámetros: Densidad del aire,  ⍴ , (kg/m 3 ) . Area de barrido de las aspas, A (m 2 ). Velocidad del viento, v (m/s),   a la altura del buje, o eje de rotación de las aspas. Coeficiente de potencia, Cp (%). Expresa la relación entre la potencia aprovechada y la potencia disponible, y como máximo puede tomar un valor próximo a 0,59 (59%), debido al límiete de Betz, que luego se verá cómo se deduce. Este valor depende del tipo de máquina y del TSR o 𝛌, o relación entre la velocidad del viento y la velocidad lineal de la punta de las palas: Rendimiento, η (%). Este parámetro indica lo eficiente que es una máquina, o sea, cuanto mayor es el rendimiento, valor máximo 1, menos pérdidas tiene, y por tanto mejor ap...

¿Por qué es importante caracterizar el recurso eólico? Desde el punto de vista energético para tratar de determinar: • Potencial disponible y con ello permitir deducir de él la rentabilidad económica de la instalación.   • Emplazamiento más adecuado.   • Cargas sobre el sistema, que permita el dimensionado idóneo. • Estrategia operativa de arranque, parada, regulación, orientación al viento, etc.   • Vida útil del sistema por el efecto de la turbulencia, ráfagas, tormentas, etc.   • Comportamiento energético de la explotación eólica. Una masa de aire m  con movimiento uniforme unidireccional de velocidad v tiene una energía cinética: Si ρ es la densidad del aire de la corriente uniforme, la energía por unidad de volumen de esta masa es:  El flujo volumétrico Q a través de una superficie de control estacionaria de sección frontal A es: Luego, el flujo de energía o potencia eólica disponible de la corrien...