Fase 5 Energia Eolica

Fase 5 – Calcular el potencial eléctrico de un aerogenerador de energía

Estudiante: Fabiana Reyes Prieto Cód.: 1.012.453.562

Tutor: Alberth Renne Gonzales

Grupo: 358052_2

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Escuelas de ciencias agrícolas, pecuarias y del medio ambiente Energía Eólica 3 Julio 2019 Líbano, Tolima

ANEXO DESARROLLO FASE 5 Favor leer con detenimiento la siguiente información con el propósito de resolver los ejercicios propuestos La potencia se define como la rapidez con la cual la energía es empleada o convertida, y puede expresarse como energía por unidad de tiempo, dígase joule por segundo (J/s). La unidad de potencia es el watt (W), que es igual a un joule por segundo; es decir, 1 W = 1 J/s. 1 ECinética= m∗V 2 2

1 m 2 1 2 1. Potencia del viento= 2 t V = 2 M V

( )

Dónde:  m: Masa, en kg. V: Velocidad, en m/s. M = m/t: Masa que se mueve por unidad de tiempo. La energía cinética del viento puede calcularse si se supone un volumen de aire pasando a través de un anillo circular, que encierra un área circular A (dígase, 100 m 2), a una velocidad V (dígase, 5 m/s).

Volumen cilíndrico de aire pasando a velocidad V (10 m/s) a través de un anillo que contiene un área, A, cada segundo.

Cuando el aire se mueve a una velocidad de 5 m/s, un cilindro de aire de 5 m de longitud pasará a través del anillo cada segundo. Por tanto, un volumen de aire igual a 100 x 5 = 500 metros cúbicos (m3), pasará por el anillo cada segundo. Multiplicando este volumen por la

densidad de aire ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar), se obtiene la masa de aire en movimiento a través del anillo cada segundo. Es decir:

m 2. M = = ρAV =1,2∗100∗5=600 kg /s t Sustituyendo M en (1): 1 E Cinetica por segundo= ρA V 3=Potencia del viento ¿/s) 2 1 ρA V 3 2 Siendo (n) la eficiencia del modelo de hélice Peléctrica=n

Para tener en cuenta: área cilindro=2∗π∗r∗h

EJERCICIOS 1. El viento generalmente tiene cambios continuos de velocidad. Pero si consideramos una serie de intervalos de velocidad del viento, a lo largo del año el viento habrá estado soplando un determinado número de horas con velocidades comprendidas en ese intervalo. Esto es lo que se llama una distribución del viento. En este trabajo supondremos la siguiente distribución del tanto por ciento del tiempo que sopla el viento dentro de un determinado intervalo de velocidades:

Fuente: Autor

Entonces para cada intervalo de velocidad del viento podemos calcular su potencia y durante que fracción del tiempo el viento soplará con esa velocidad, y por tanto podemos calcular la energía eléctrica generada en un año, siempre y cuando esa velocidad esté comprendida entre

las velocidades de corte mínima y máxima. Para realizar el cálculo se supondrá que las hélices del generador eólico se orientan con respecto al viento para recibirlo de cara en todo momento. En este trabajo consideraremos aerogeneradores con una superficie barrida por las hélices de 5 m de diámetro, con una longitud de cilindro de 5 m y que solo pueden funcionar para velocidades mayores de 20 km/h y menores que 100 km/h y cuya eficiencia es del = 80%. La densidad del aire depende del valor diario de la presión y temperatura de la atmósfera, pero tomaremos un valor medio de densidad = 1,25 kg /m3. Calcular Potencia del Viento y Potencia Eléctrica.

2. Si un diámetro de rotor de turbina es de 54 m, y la velocidad del viento es de 550 m/s la potencia nominal aproximada es de? Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar).

3. Si la potencia nominal es de 750 kW, ¿cuál es el diámetro del rotor de turbina?, si: Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar), Velocidad promedio 150 m/s.

4. ¿A que refiere el efecto corolisis del viento? Explicar son sus propias palabras. El efecto Coriolis. Es la fuerza producida por la rotación de la Tierra en el espacio, que tiende a desviar la trayectoria de los objetos que se desplazan sobre la superficie terrestre; a la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda, en el sur. Este efecto consiste en la existencia de una aceleración relativa del cuerpo en dicho sistema en rotación. Esta aceleración es siempre perpendicular al eje de rotación del sistema y a la velocidad del cuerpo. El efecto Coriolis hace que un objeto que se mueve sobre el radio de un disco en rotación tienda a acelerarse con respecto a ese disco según si el movimiento es hacia el eje de giro o alejándose de éste. Por el mismo principio, en el caso de una esfera en rotación, el movimiento de un objeto sobre los meridianos también presenta este efecto, ya que dicho movimiento reduce o incrementa la distancia respecto al eje de giro de la esfera.

5. ¿Debido a la temperatura, cuando el aire es pesado o frio tiende a? explique. La presión del aire también puede cambiar con la temperatura. El aire caliente se eleva y la presión baja. Por otro lado, el aire frío baja y la presión atmosférica sube. De ahí derivan los términos “presión baja” y “presión alta”. Una de las reglas generales del pronóstico del tiempo es que cuando hay presión baja se pueden formar tormentas. La presión alta, en general, se asocia con el buen clima.

1. Bibliografia

Cucó Pardillos, S. (2017). Manual de energía eólica: desarrollo de proyectos e instalaciones. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co/login? url=http://search.ebscohost.com/login.aspx? direct=true&db=edselb&AN=edselb.4849764&lang=es&site=edslive&scope=site 2. Moreno Figueredo, C. (s.f.). ¿Cómo medir la potencialidad del viento?. Recuperado de  http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Energia/Energia55/HTML/articulo0 3.htm 3. Montalvo, I., & Cabezas, J. (2011). Diseño de Prototipo de Aerogenerador con almacenamiento de energía monitoreado por un sistema SCADA. Recuperado dehttp://repositorio.usfq.edu.ec/bitstream/23000/982/1/99852.pdf 4. Novo Mesegué, R. (s.f.). Viento, vegetación y potencial eólico . Recuperado de http://www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/Energia29/HTM L/articulo03.htm 5. Universidad de Cantabria. (s.f.). Cálculo de la energía generada en una instalación eólica. Recuperado