ejercicios eolica

ENERGÍA ELÉCTRICA. Central Eólica
La energía eólica es la energía obtenida por el viento, es decir, la energía cinética
obtenida por las corrientes de aire y transformada en energía eléctrica mediante
AEROGENERADORES. Un día en el que la velocidad del viento es de 12 m/s
(velocidad “in speed”) mueve un aerogenerador (de masa total 60 toneladas) cuyas tres
aspas tienen una longitud de 15 m yuna masa de una tonelada, fabricadas con fibra de
vidrio . Si está produciendo una potencia eléctrica de 288 kW la cual corresponde al
50% de la energía cinética de las aspas del aerogenerador, se pide. a) ¿Cómo podemos
contabilizar la potencia que nos puede proporcionar el viento? b)¿Cuál es el rendimiento
del aerogenerador? c) ¿ Cual es la velocidad lineal de giro del extremo del aspa delaerogenerador, en nuestro caso concreto? ;d) ¿ Cuántos aerogeneradores se necesitarían
para producir 1.000 MW , como lo que puede producir una central térmica de gas
natural? ¿ Cuántos parque eólicos , si éstos constan de unos 100 aerogeneradores?¿y si
la velocidad del viento en nuestro parque eólico, aumentase hasta 24m/s?. e) ¿Qué
ocurre si durante 10 horas cesa el viento y losaerogeneradores dejan de funcionar? d)
Ventajas e inconvenientes de este tipo de energía.
DATOS. : densidad del aire = 1´18 Kg/m3 (a 25º C).
La energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética que se
produce por efecto de las corrientes de aire. El viento, recodemos, está producido por
una diferencia de presión atmosférica que produce movimiento de masas de aire de la
zonade alta presión a las de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente
de presión.
Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie
terrestre por parte de la radiación solar, de manera que, entre el 1 y el 2% de la energía
proveniente del sol se convierte en viento. Los continente absorben similar cantidad de
energía solar que el agua de los océanoso lagos, pero en la tierra, con una capacidad
calorífica específica menor que la del agua, se eleva mucho más la temperatura que en
los océanos (ya que la capacidad calorífica de agua es muy elevada), con lo que sobre
tierra el aire más liviano se eleva, mientras que el aire más frío y pesado que proviene
de los mares y océanos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el airecaliente.
Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y
nocturnas y estacionales de los vientos. Para poder utilizar la energía del viento, es
necesario que alcance una velocidad mínima que suele ser entre los 3 m/s y 4 m/s (
velocidad llamada “cut-in-speed”, y que no supere los 25 m/s, velocidad llamada “cutout-speed”.

La energía del viento esutilizada mediante el uso de máquinas eólicas capaces de
transformas la energía eólica en energía cinética de rotación utilizable , ya sea para
diversos trabajos (molinos de viento) o para la producción de energía eléctrica (
AEROGENERADORES). En este último caso, el sistema de conversión consta de
un generador eléctrico (alternador) unido al sistema rotor, y una conexión a la red
eléctrica.
En lapregunta a) del problema, nos preguntan cómo podemos contabilizar la potencia
del viento utilizable por un aerogenerador ¡recordemos que la Tierra no es de nadie,
sino del VIENTO!.
Para ello, vamos a recordar la forma de los aerogeneradores:

Un aerogenerador consta de un soporte vertical de más de 30 m de altura y de un
sistema rotor constituido por 3 aspas de fibra de vidrio de 15m delongitud y una
masa aproximada de una tonelada El sistema rotor está unido a el cuerpo central
horizontal en el que se encuentran el mecanismo giratorio, el alternador (generador de
energía eléctrica) y los sensores del viento (que sitúan las aspas en la posición más
adecuada según la dirección y la intensidad del viento), y, el soporte vertical unos 30 m
de altura y de gran masa..Todo este...