Estelas

Contenido
1. ESTADO DEL ARTE. 2
1.1. Introducción. 2
2. ESTELA DEL AEROGENERADOR. 4
2.1. Regiones del efecto estela. 4
2.2 Efecto de estela en un terreno cercano. 5
2.3. Efecto de estela en un terreno alejado. 6
3. MODELO DE EFECTO DE ESTELA. 7
3.1. Modelo Jensen con velocidad de viento recortada. 7
4. MODELO DE EFECTO ESTELA DETALLADO EN UN PARQUE EOLICO. 8
5. EFECTO DE LA VELOCIDADY DIRECCION DEL VIENTO. 10
6. CASO DE ESTUDIO HIPOTÉTICO. 11
6.1. CASO I: Efecto de la Estela sin cambio en la dirección del viento. 12
6.2. CASO II: Efecto de la Estela considerando el cambio de la dirección del viento. 13
7. SIMULACIÓN. 15
7.1. Simulación numérica de la estela. 15
7.2. Simulación de la estela. Disco actuador. 17
8. RUPTURA DE LA ESTELA (MODELO). 19
8.1. Ejemplo deanálisis de ruptura de estela considerando la torre portante y sin considerar la torre. 24
9. MODELO DE CAPA LÍMITE TERRESTRE. 27
9.1. Ejemplo de análisis de la capa limite terrestre. 29
10. FLUJO SOBRE COLINAS. 31
10.1. Simulación de un aerogenerador sobre un terreno plano. 31
10.2. Simulación de la loma. 35
10.3. Simulación del aerogenerador en la parte superior de la loma. 35
10.4.Simulación del aerogenerador en la parte inferior de la loma. 39
11. PROPUESTAS DE INVESTIGACIONES FUTURAS. 44
12. REFERENCIAS. 44

1. ESTADO DEL ARTE.
1.1. Introducción.
La energía eólica está en constante desarrollo y es una de las fuentes de energía renovable con mayor implantación a nivel mundial. En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctricamediante aerogeneradores.
Existe una gran cantidad de aerogeneradores operando, con una capacidad total de 159.213 MW, de los que Europa cuenta con el 47,9% (2009). EE.UU. y China, juntos, representaron 38,4% de la capacidad eólica global. Los cinco países (EE.UU., China, Alemania, España e India) representaron 72,9% de la capacidad eólica mundial en 2009, ligeramente mayor que 72,4% de 2008. LaAsociación Mundial de Energía Eólica (World Wind Energy Association) anticipa que una capacidad de 200.000 MW será superada en el 2010.


Fig. 1.1. Capacidad total de energía eólica instalada
(fin de año y últimas estimaciones)


Fig.1.2. Capacidad eólica mundial total instalada 2001-2010 [MW]. Fuente: WWEA e.V.

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda adisminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al remplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.

Ventajas de la energía eólica.
• Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente delSol.
• Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes.
• No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático.
• Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadaspara ser cultivables.
• Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc.

Inconvenientes de la energía eólica.
La variabilidad en la producción de energía eólica tiene 2 importantes consecuencias:
• Para evacuar la electricidad producida por cada parque eólico (que suelen estar situados además en parajesnaturales apartados) es necesario construir unas líneas de alta tensión que sean capaces de conducir el máximo de electricidad que sea capaz de producir la instalación. Sin embargo, la media de tensión a conducir será mucho más baja.
• Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas "instantáneamente" (aumentando la producción de las centrales térmicas), pues sino se hace así se producirían,...