Objetivo General Determinar la densidad anual de la generación eólica, con l os parámetros como la velocidad del viento y los distintos cálculos cálculos para conocer la capacidad que genera genera una central de generación eólica. Objetivos Específicos
Identificar los diferentes lugares geográficos donde existe una gran cantidad de viento.
Utilizar el anemómetro anemómetro para realizar las respectivas respectivas mediciones de velocidad del viento en diferentes alturas.
EJERCICIOS
1. En una zona determinada, la densidad de potencia media anual es de 75 W/m2. Determinar la densidad de energía disponible en el año.
= =, 2.
Se conoce que la estimación de la energía producida por un aerogenerador como la calculada en el ejercicio 1 es mucho menor, llegándose a un máximo de 59,3% (límite de Betz). Determinar la energía disponible si el coeficiente de aprovechamiento del viento es de 30 % en el generador.
=, % =, 3. El área de barrido de un aerogenerador es de 2 125 m2 (52 m de diámetro de rotor); Determinar la energía que pudiera extraerse anualmente del aerogenerador si se conoce que la densidad de energía aprovechada aprovechada del aerogenerador es de 2 435 kWh/m2 anuales.
= = = , , 4. En la tabla 3 se muestran datos de velocidades del viento y l a densidad de potencia anual con la clasificación de los vientos en diferentes zonas geográficas. geográficas. a) Determinar la densidad de energía disponible anualmente para las diferentes clases de viento.
=
=
5. Dada la curva de producción del generador de la figura. a) Determinar la densidad de potencia en el emplazamiento a la velocidad de 10m/s si la densidad del aire en el lugar es de 1.25 kg/m3
= = , = b) Hallar la eficiencia con la que trabaja el aerogenerador
= =
, = ,
TAREA EXPERIMENTAL 1. Utilizar el anemómetro para realizar las mediciones de velocidad del viento en 5 puntos de diferentes alturas cercanas a las instalaciones de la universidad. Con los datos obtenidos determinar. a) Clasificación cualitativa de los vientos según el ejemplo mostrado en la tabla 3 Puntos cardinales N
S E O
Puntos cardinales N
S E
ubicación
altura
tiempo
velocidad
velocidad
UTC
metros
horas
Km*h
m/s
Teatro universitario Teatro universitario Teatro universitario Teatro universitario
18.00
13.00
8.045
ubicación
altura
tiempo
velocidad
velocidad
UTC
metros
horas
Km*h
m/s
Terraza bloque B Terraza bloque B Terraza bloque
20.00
13.20
9.500
2,23472222 18.00
13.00
14.10 3,91666667
18.00
13.00
7.00 1,94444444
18.00
13.00
6.80 1,88888889
2,63888889 20.00 20.00
13.20 13.20
18.00 8.900
5 2,47222222
O
Puntos cardinales N S E O
B Terraza bloque B
20.00
ubicación
altura
tiempo
velocidad
velocidad
UTC
metros
horas
Km*h
m/s
Cafetería UTC Cafetería UTC Cafetería UTC Cafetería UTC
12.50 12.50 12.50 12.50
13.40 13.40 13.40 13.40
7.200 11.340 5.250 6.300
13.20
7.20 2
2 3,15 1,45833333 1,75
b) Determinar la potencia disponible en los puntos de medición para cada uno de los valores de velocidad de viento obtenidos.
= ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 2,2347 m/s =6,97 W 2. = ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 3,9166m/s =37.54 W 3. = ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 1,9444m/s =4,59 W 1.
= ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 1,888m/s =4,2061 W 5. = ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 2,638m/s 4.
=11,47W 6. = ∗ ∗
= 12 ∗ 1.25 ∗ 5m/s =78,125W 7. = ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 2,472m/s =9,44W 8. = ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 2m/s =5W 9. = ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 2m/s =5W 10. = ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 3,15m/s =19,53W 11. = ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 1,4583m/s =1,93W 12. = ∗ ∗ = 12 ∗ 1.25 ∗ 1,75m/s =3,34W c) Determinar la densidad de energía disponible anual para el punto de mayor valor de velocidad encontrada
1 =( ) 8760ℎ 1000 1 = 78,125 8760ℎ 1000 =684,375 kWh
d) Calcular la velocidad del viento a una altura de 50m en el punto donde se encontró en menor valor de las mediciones de velocidad, si el coeficiente de rugosidad del terreno es de 0.3.
= ( ) Sf H Velocidad del viento a la nueva altura = (H) ∗VHr . 50 metros Velocidad del viento a la nueva altura = ( ) ∗1,75 m/s
5 metros
Velocidad del viento a la nueva altura = 3,573 m/s
