ingenieria industrial

ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZ


INVESTIGACION DE ENERGIA EOLICA


TAZU-CO PEDRO SANCHEZ
GRUPO: H
PROF: OLEGARIO




ENERGIAS RENOVABLES (ENERGIA EOLICA)
La energía eolica es la energía cuyo origen proviene del movimiento de masa de aire3 es decir del viento.
En la tierra el movimiento de las masas de aire se deben principalmente a la diferencia depresiones existentes en distintos lugares de esta, moviéndose de alta a baja presión, este tipo de viento se llama viento geoestrofico.
Para la generación de energía eléctrica  a partir de la energía del viento a nosotros nos interesa mucho mas el origen de los vientos en zonas mas especificas del planeta, estos vientos son los llamados vientos locales, entre estos están las brisas marinas que sondebida a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra , también están los llamados vientos de montaña que se producen por el calentamiento de las montañas y esto afecta en la densidad del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaña o baje por esta dependiendo si es de noche o de día.
La energía eolica es aprovechada por nosotros básicamente por un sistema de un rotor que giraa medida que pasa viento por este
La potencia del viento depende principalmente de 3 factores:
 
1. Área por donde pasa el viento (rotor)
2. Densidad del aire
3. Velocidad del viento
Para calcular la formula de potencia del viento se debe considerar el flujo másico del viento que va dado por:
 
Densidad del viento
Área por donde pasa el viento
Velocidad del viento

Entonces el flujobasico viene dado por la siguiente expresión:  
 Entonces la potencia debido a la energía cinética está dada por:


CON RESPECTO AL VIENTO
Como la mayoría de las personas saben el viento no siempre se mantiene constante en dirección y valor de magnitud, es más bien una variable aleatoria, algunos modelos han determinado que el viento es una variable aleatoria con distribución weibull comola que muestra la siguiente figura

Dado que la energía del viento depende la velocidad del viento, ¿Cual seria la energía potencia  que entrega el viento?
 
Para calcular la potencia promedio que es aprovechada por el rotor debemos usar la llamada ley de Betz que es demostrada de la siguiente manera:

Supongamos que la velocidad a la que entra el viento al tubo de corriente es de valor V1 ya la velocidad que sale es de V2, podemos suponer que la velocidad a la que el viento entra al aerogenerador es de (V1+V2)/2.
 
 
El flujo másico que entra al rotor entonces tiene valor de:

Dado que en tubo de corriente se debe conservar la potencia, la potencia que entra a velocidad V1 tiene que ser igual a la suma de la potencia que sale a velocidad V2 y la que se va por el rotor.Entonces la potencia que se va por el rotor es: rotor

Y remplazando la masa nos queda: P = (/4) (v12 - v22) (v1+v2) A
 
La potencia que lleva el viento antes de llegar al rotor viene dado por: P0 = (/2) v13 A
 
Ahora si la comparamos con la potencia que lleva el viento nos da la siguiente grafica:

Cuyo máximo viene dado por 0.59 aproximadamente, es decir la máxima potencia que se puedeextraer del viento es de 0.59 veces esta potencia
COMPARACION ENTRE LAS POTENCIAS
El grafico muestra las potencias del viento, la extraída por el rotor y la potencia transformada a electricidad.
La extraída por el rotor está limitada por la ley de Betz y la transformada a electricidad está limitada por la eficiencia del generador.
Como la potencia entregada dada por el generador eólico depende dela velocidad del viento la eficiencia va ha depender también de la velocidad del viento registrándose eficiencias máximas del orden de 44%
Hay que tener además bien en claro que para la lograr una eficiencia alta como la que sale aquí es necesario muchos gastos que aumentarían el costo de producir un Kw mas, por lo tanto máxima eficiencia no implica menor costo de generación

CONDICIONES DE...