Fundamentos Energía Eólica - Fundamentos Circulación general del aire en la superficie Energía Eólica - Fundamentos El viento es aire en movimiento y aunque en general, dicho movimiento es tridimensional, normalmente se considera la velocidad y dirección de la componente horizontal. Energía Eólica - Fundamentos Viento Geostrófico Los vientos considerados globales son en realidad vientos geostróficos. Estos son generados principalmente por la diferencia de temperaturas y presión. Se localizan a alturas de más de 1000 metros sobre el nivel del suelo. Viento de Superficie (locales) Estos vientos están fuertemente afectados por la superficie terrestre a alturas de hasta 100 metros. El viento se ve “frenado” por la rugosidad del terreno y los obstáculos. Para efectos de aprovechamiento eólico será de interés conocer los vientos de superficie y calcular el potencial de aprovechamiento. Energía Eólica - Fundamentos Viento de superficie (locales) Energía Eólica - Fundamentos Viento de superficie (locales) Energía Eólica - Fundamentos Viento de superficie (locales) Energía Eólica - Fundamentos Dirección y velocidad del viento El viento se caracteriza por dos parámetros esenciales que son, su dirección y velocidad. La dirección del viento y su valoración a lo largo del tiempo conducen a la ejecución de la llamada rosa de los vientos. Energía Eólica - Fundamentos Medición de la dirección y velocidad del viento Las mediciones de velocidad del viento se realizan mediante el empleo de anemómetros. En principio se pueden clasificar en dos tipos: de presión y de rotación. La dirección del viento se comprueba mediante una veleta Energía Eólica - Fundamentos Energía Eólica - Fundamentos Definiciones de velocidad del viento Según sea la velocidad del viento, se pueden considerar tres tipos de definiciones: Viento instantáneo; se mide la velocidad del viento en un instante determinado Viento medio aeronáutico; se mide la velocidad media durante 2 minutos Viento medio meteorológico; se mide la velocidad media durante 10 minutos Energía Eólica - Fundamentos Ley exponencial del viento – LEY DE HELLMAN La velocidad del viento varía con la altura: α ⎛h⎞ vh = v10 ⎜ ⎟ ⎝ 10 ⎠ Energía Eólica - Fundamentos Energía Útil del Viento NViento NViento NViento ECinética = t 1 mv 2 2 v 2 = = ( Avtρ ) t 2t 3 1 Aρv = 2 Energía Eólica - Fundamentos Representaciones Estadísticas del Viento 8760 Nˆ = 3 3 3 ˆ ˆ ˆ k v dt 8760 k v 4380 A v × = × = ρ ∫ 0 8760 N Anual = 3 k × v dt ∫ 0 Factor de distribución de forma de energía eólica N Anual v 3 = 3 k= vˆ Nˆ k está comprendido entre 1,3 y 4,3. Se acepta normalmente tomar k = 2 (Distribución de Rayleigh) Energía Eólica - Fundamentos Representaciones Rayleigh t = 8,76 π v 2 vˆ e −ξ ξ= π ⎛v⎞ ⎜ ⎟ 4 ⎝ vˆ ⎠ Estadísticas 2 del Viento: Energía Eólica - Fundamentos Representaciones Rayleigh f (v ) = π v1 2 vˆ vˆ e −ξ ξ= π ⎛v⎞ ⎜ ⎟ 4 ⎝ vˆ ⎠ Estadísticas 2 del Viento: Energía Eólica - Fundamentos Representaciones Weibull Estadísticas del Viento: k ⎛v⎞ f (v ) = ⎜ ⎟ c ⎝c⎠ k −1 e ⎛v⎞ −⎜ ⎟ ⎝c⎠ k