Energia eolica

Seminario de Energías Renovables CPR Tomelloso Marzo 2005

Energías Renovables. J.M. Ruiz

J.Manuel Ruiz

La Fuerza del Viento ha sido utilizada desde tiempos remotos por el hombre para distintos usos entre los que podemos destacar: Navegación Molinos Producción de energía eléctrica

Energías Renovables. J.M. Ruiz

MAPA EOLICO DE LA TIERRA
El problema de este tipo de energía es eldesigual reparto de los vientos en el planeta.

Noroeste Atlántico

Noreste Noreste CALMA Sureste Sureste Noreste CALMA Sureste

Oeste Oeste

La energía eólica es una energía muy dispersa
Energías Renovables. J.M. Ruiz

Zonas de vientos en la Península Ibérica.

Así se distribuye el viento en nuestro país
Energías Renovables. J.M. Ruiz

Zonas de vientos en la Península Ibérica.Energías Renovables. J.M. Ruiz

¿ Cómo calcular la energía que intercepta un molino ?
El volumen del aire que llega al rotor será: V = A x v x t La energía cinética que aporta el aire al rotor en un tiempo "t" será: Ec= (1/2) x m x v2 Ec = (1/2) x (d x A x v x t) x v2 Ec = (1/2) x (d x A x t x v3) Y la potencia aportada al rotor será: Ec = (1/2) x d x A x v3

Área de barrido a el Rotor AVolumen de aire que llega al rotor en un tiempo t
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En función de la velocidad del viento así obtendremos más o menos potencia
El gráfico muestra que con una velocidad del viento de 8 m/s obtenemos una potencia de 314 W por cada metro cuadrado expuesto al viento (viento incidente perpendicularmente al área barrida por el rotor). A 16 m/s obtendremos una potenciaocho veces mayor, 2.509 W/m2.

Pero…
Ley de Benz nos dice: "Sólo puede convertirse menos de 16/27 (el 59%) de la energía cinética en energía mecánica usando un aerogenerador".
Energías Renovables. J.M. Ruiz

DISTRIBUCION DEL VIENTO A LO LARGO DEL AÑO La variación del viento en un emplazamiento típico suele describirse utilizando la llamada "Distribución de Weibull", como la mostrada en eldibujo: En el eje de las X se han puesto las velocidades del viento en m/s y en el eje de las Y el tiempo que esas velocidades se han conseguido a lo largo del año, frecuencia expresada en tanto por uno. Se observa que los fuertes vendavales son raros (v>14 m/s) y que los vientos frescos y moderados son bastante comunes. En este emplazamiento la velocidad media a lo largo del año ha sido de 7 m/s yla forma de la curva está determinada por un parámetro de forma de 2.
Energías Renovables. J.M. Ruiz

Curva de potencia de un Aerogenerador
La curva de potencia de un aerogenerador es un gráfico que nos indica la potencia eléctrica que es capaz de generar para cada velocidad del viento. El gráfico muestra una curva de potencia de un típico aerogenerador de 600 kW. Las curvas de potencia seobtienen a partir de medidas en campo, donde un anemómetro situado en un mástil toma velocidades del viento y la potencia eléctrica se lee directamente de los aparatos de control del areogenerador
Energías Renovables. J.M. Ruiz

La primera etapa conversora de energía que aparece en un aerogenerador es el rotor, que en el caso de las máquinas de eje horizontal estará constituido por un númeroconcreto de palas que a través de efectos aerodinámicos, transforma la energía cinética en energía mecánica de rotación, a una velocidad cuyo valor variará entre 5 y 15 r.p.m. para pequeñas máquinas de bombeo (aeromotores), hasta 200 ó 300 r.p.m. para máquinas del orden de 100 watios (aerogeneradores). Un aerogenerador lleva incorporado un multiplicador de velocidades (caja multiplicadora) parasuministrar la energía mecánica de rotación al generador eléctrico a una velocidad angular del orden de 1000 a 1500 r.p.m., con un rendimiento muy elevado (del orden de 0,90). El generador eléctrico transforma, a su vez, la energía mecánica de rotación en energía eléctrica utilizable con un rendimiento también alto, del mismo orden que el de la multiplicadora. Si el aerogenerador funciona conectado...