exitae eolica trabajo final 9,1

Aplicando lo aprendido en este curso, diseña y dimensiona un parque eólico situado en La Muela, en la provincia de Zaragoza.
A través de una estación meteorológica situada a 10m sobre el nivel del terreno hemos recogido los siguientes datos:
Dirección predominante: Oeste.
Temperatura media ambiente: 10º C.
Velocidad media a una altura de 10m en la dirección predominante: 5’4 m/s.
Nº horasanuales equivalentes a velocidad media y en la dirección predominante: 2.458 horas/año.

Calcula la potencia eólica disponible, potencia aprovechable y la potencia eléctrica para los siguientes modelos de aerogenerador:
GAMESA EÓLICA G80 – 2.0 MW
GAMESA EÓLICA G128 – 4,5 MW

Características principales:
GAMESA EÓLICA: G80 2.0 MW G128 4,5 MW
Rotor. 80m 128m
Palas. 3 3
Torre.100 metros 120 metros
Multiplicadora. 1:100,5 1:37,38
Generador. 2.000 Mw 4.500Mw

1 CALCULO DE LA POTENCIA EOLICA DISPONIBLE.
Para poder obtener el valor tenemos que determinar la densidad media del aire que existe en el emplazamiento y como la densidad volumétrica del aire depende de la temperatura y la altitud respecto del nivel del mar, hay que averiguar la altitud exacta delemplazamiento indicado que son 598m sobre el nivel del mar, redondeamos a 600m y la densidad estándar relativa del aire en el nivel del mar a 15 grados de temperatura que aportan unos valores de 1.225 Kg/m3.
Hay que tomar el valor de la temperatura del lugar 10 grados 10=1,247Kg/m3
No olvidemos que este valor sigue siendo a nivel del mar asique se tiene que recurrir a otros valores.
El valor más cercanopara este emplazamiento es de 610 metros y tiene un valor de corrección de 0,940.
Siendo el valor de la densidad a 10 grados y 600 metros.
1,247·0,941=1,173 Kg/m3
CALCULO POTENCIA EOLICA APROVECHABLE.
En el siguiente apartado debemos convertirla potencia eólica disponible en potencia mecánica en el eje del rotor.
Para este cometido tenemos un coeficiente que representa la eficiencia de estaconversión que es el CP (coeficiente de potencia mecánico).
Son dos los parámetros muy importantes con los que hay que tener en cuenta: El paso de pala y el coeficiente de velocidad específica.
El ángulo de paso en régimen estacionario es de 0 grados. No olvidemos que variar el paso es una forma de controlar la potencia.
La velocidad especifica es la relación entre la velocidad lineal en la puntade la a la rotación y velocidad de la corriente sin perturbar.
Es importante destacar que en el Cp existe un límite, el llamado límite de Betz y este dice que: No se podrá extraer toda la potencia disponible en el viento a su paso por el rotor de un aerogenerador. El viento a su paso se frena, saliendo del mismo con una velocidad menor que con la que ha entrado. En la práctica se aprovecha un40% de la potencia eólica disponible. La máxima potencia eólica aprovechada la define el Límite de Betz y por este, una turbina eólica puede convertir en energía mecánica como máximo teórico, un 59,26 % de la energía cinética del viento que incide sobre ella.
Para la estimación del coeficiente de velocidad específica necesitamos los datos del diámetro del rotor de las máquinas y la velocidad delrotor en régimen estacionario.
GAMESA EÓLICA G80 2.0 Mw G128 5.5Mw
Altura de la torre. 100 m 120m
Velocidad de giro. 9,0-19,0r.p.m. 12r.p.m.
Diámetro de rotor. 80 128
Velocidad buje m/s 6,89 7,1
Cp. 40% 41%
Aquí la maquina Gamesa G80 adquiere ventaja ya que el régimen de giro es más amplio entre 9 y 19 r.p.m dado que lo que se requiere es la máxima eficiencia dentro de loslímites del aerogenerador.
POTENCIA MECANICA APROVECHABLE EN EL EJE DE BAJA VELOCIDAD DEL AEROGENERADOR.
GAMESA EÓLICA G80 2.0Mw G128 4,5Mw
Cp. 0,40 0,41
Potencia eólica disponible 964.349,74 2.599.759,20
Pm,baja=Cp·P(w) 385.739,90 1.065.901,27

Ahora el coeficiente mecánico de 0,9 especifica todas las perdidas por perdidas de fricción y rendimiento con lo cual tenemos...