EERR Eolica
INDUSTRIALES 2
ENERGÍAS RENOVABLES:
ENERGÍA EÓLICA.
DOCENTE ING. QUÍM. DARIO HUELMO
MATERIAL BASE POR ING. (ACAD.) RAUL PRANDO
2015
ENERGIA EÓLICA
VIENTO ORIGEN MODELOS
INTRODUCCIÓN.
La
Energía Eólica es una forma “convertida” de la Energía Solar
(alrededor del 2% de la recibida en la Tierra se transforma en ésta),
originada en la circulación del aireatmosférico, consecuencia de:
Mayor
calentamiento relativo de la superficie terrestre y de la
atmósfera en el Ecuador, que en los Polos (la radiación solar incidente
es 2.4 veces mayor en aquél que en éstos).
Calentamiento
desparejo de la superficie de la tierra debido a
condiciones superficiales diferentes (mar, bosques, hielo, desiertos).
Ello,
induce una diferencia de presiones en laatmósfera que da origen
al Viento, es decir, aire atmosférico en movimiento con masa y con
energía cinética.
INTRODUCCIÓN, Cont.
INTRODUCCIÓN, Cont.
A diferencia de la radiación solar, que es relativamente
uniforme en una región y durante un período de tiempo dados,
•.
el viento es inconstante cambiando de lugar en lugar y
soplando con fuerzas fluctuantes en el tiempo.
Es decir, que laatmósfera es dinámica: siempre hay flujos de
aire en movimiento entre zonas que tienen gradientes de
presión.
Estos flujos de aire en movimiento pueden tener lugar en
diferentes escalas geográficas y de tiempo, tales como:
los monzones, que son estacionales y ocurren sobre una
escala continental o
la brisa tierra-mar que se siente localmente en zonas costeras
y que tiene un ciclo diario.CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA.
ESCALAS DE CIRCULACIÓN
ATMOSFÉRICA.
TIPOS DE VIENTO.
Se distinguen:
Vientos Globales o Geotróficos: Se encuentran a alturas superiores a
los 500/1000 m. Son generados por diferencias de temperatura y de
presión, pero, dada su altura (> 500m), no están influenciados en su
velocidad por la rugosidad de la superficie terrestre.
Vientos Locales o Superficiales:Ubicados a alturas menores que los
vientos anteriores en la zona denominada capa límite planetaria
(planetary boundary). En ella, la fricción juega un papel más o menos
importante y, por lo tanto, están influenciados por la rugosidad,
orografía y obstáculos del suelo.
VIENTO: ESCALAS DE VELOCIDAD.
Velocidad (m/s)*
Esc. Beaufort**
0.0 - 0.4
0
0.4 - 1.8
1
1.8 - 3.6
2
3.6 - 5.8
3
5.8 - 8.5
4
8.5 - 11
5
11 - 14
6
14 - 17
7
17 - 21
8
21 - 25
9
25 - 29
10
29 - 34
11
> 34
12
* Medido a 10 m de altura. ** Escala discontinuada.
Tipo
Calmo
Suave
Moderado
Moderado Fuerte
Fuerte
Ventarrón
Ventarrón Fuerte
Huracán
AIRE SECO: Densidad a Presión
Atmosférica Normal, 101.325 kPa
Temperatura ºC kg aire seco/m³
-5
0
510
15 (+)
20
25
30
35
40
1.317
1.292
1.269
1.247
1.225
1.204
1.184
1.165
1.146
1.127
Agua máx. kg/m³
-0.005
0.007
0.009
0.013
0.017
0.023
0.030
0.039
0.051
NOTA: (+) Valor usado como referencia en generación eólica (288º K).
El aire húmedo es levemente menos denso que el aire seco pero, en general, no se
realizan correcciones por humedad.
En cualquier sitio, las fluctuaciones, diarias yestacionales, de temperatura afectan más
la densidad del aire que los cambios de presión y humedad.
TURBULENCIA.
Fluctuaciones
aleatorias, de la velocidad instantánea del viento con
respecto a su velocidad media, en una escala corta de tiempo
(segundos).
Se
deben a la disipación de energía cinética en térmica, mediante la
creación y destrucción progresiva de ráfagas cada vez más pequeñas.
Secaracterizan por su amplitud y variación máxima en velocidad, y
sus tiempos de desarrollo y de caída.
Ocurren
en todas las direcciones: longitudinal (en la dirección del
viento), lateral (perpendicular a la del viento medio) y vertical.
Las
ráfagas afectan estructuralmente a los aerogeneradores por lo
que se tiene en cuenta en su diseño, en particular, su incidencia sobre la
fatiga...
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