Elavoracion de un parque eolico


ENERGIA EOLICA


TRABAJO FINAL




EJERCICIO
DATOS TECNICOS:
Altitud de La Muela (Zaragoza) 598 m.
Altitud torre meteorológica 10 m.
Dirección viento predominante Oeste.
Temperatura media de ambiente 10ºC
Velocidad media a la altura de 10 m. en dirección predominante 5,4m/s
Número de horas anuales equivalentes 2458 H/año
Aerogenerador G80 2 MW altura del buje 78 m.Aerogenerador G128 4,5 MW altura del buje 120 m.
Rendimiento eléctrico 0,85
Rendimiento mecánico 0,90
Clase de rugosidad 1 = 0,03
Superficie disponible 10000 m.






PARTE 1


CALCULO DE POTENCIA DISPONIBLE, APROVECHABLE Y ELECTICA



AEROGENERADOR G80 2MW








Para calcular la potencia disponible necesitaríamos calcular primero la densidad “” a la temperatura media de10ºC y a la altura de La Mula de 598 m a la que tendremos que sumar la altura de la torre meteorológica donde se ha realizado la medición es de 10 m. tendremos 608 m.

Si tenemos:

Temperatura 10ºC tenemos una densidad a nivel del mar de 1,247.
A la altura de 310 metros una variación de 0,970
A la altura de 610 metros una variación de 0,940














Teniendo ya la variacióncalculamos la densidad




Teniendo la densidad nos haría falta saber cuál es la velocidad del viento medio a la altura del buje teniendo encuesta que en la G80 es de 78 m. y que la velocidad media de 5,4 m/s está tomada a una altura de 10 m. y la clase de rugosidad es 3 = 0,4






Tendremos que hallar el Área del rotor teniendo en cuenta que su diámetro es de 80 m. y su radio es de 40m.





Ya solo aplicamos la formula de la potencia disponible.









Teniendo calculada ya la potencia disponible calcularemos la potencia aprovechable




Donde tendremos que obtener Cp, coeficiente de potencia mecánico, este depende principalmente de la velocidad del viento, de la velocidad del generador y del ángulo de calado de las palas. Se puede sintetizar en dosparámetros, β, ángulo de paso de pala y,, coeficiente de velocidad especifica.



Donde nos faltaría saber, , la velocidad angular de giro del generador en rad/s.



Donde tomaremos la velocidad de 14 rpm del eje de baja que en el aerogenerador G80 que está comprendida entre 9 y 19 rpm datos que nos da el fabricante.








Ya tenemos hallada la velocidad especifica 8,03 ytomando β como 0º obtenemos un Cp aproximadamente de 0,38 así lo sustituimos





Asi mismo para hallar la potencia electica debemos obtener la Pm,alta que es la potencia resultante en el eje de alta velocidad donde se transmite a través del tren de potencia lo cual generas unas pérdidas a las que podemos englobar en el coeficiente mecánico, ŋm.





Y para hallar la potencia eléctricadebe transformar esa potencia mecánica con lo que genera unas pedidas que la englobamos en el coeficiente eléctrico, ŋe.







AEROGENERADOR G128 4,5MW

Para el cálculo de la potencia disponible, aprovechable y eléctrica del aerogenerador G128 lo haremos igual que el del aerogenerador G80.







Calcularemos el área del aerogenerador G128 sabiendo que su diámetro es de 128 m y suradio es de 64m.





Ya solo aplicamos la formula de la potencia disponible.









Teniendo calculada ya la potencia disponible calcularemos la potencia aprovechable



Donde tendremos que obtener Cp, coeficiente de potencia mecánico, este depende principalmente de la velocidad del viento, de la velocidad del generador y del ángulo de calado de las palas. Se puedesintetizar en dos parámetros, β, ángulo de paso de pala y,, coeficiente de velocidad especifica.



Donde nos faltaría saber, , la velocidad angular de giro del generador en rad/s.



Donde tomaremos la velocidad de 12 rpm del eje de baja que en el aerogenerador G128 dato que nos da el fabricante.










Ya tenemos hallada la velocidad especifica 10,46 y tomando β como 0º...