Viento de Superficie (locales)

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.
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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.
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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.
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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
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Ley exponencial del viento – LEY DE HELLMAN
La velocidad del viento varía con la altura:
α
⎛h⎞
vh = v10 ⎜ ⎟
⎝ 10 ⎠
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Energía Útil del Viento
NViento
NViento
NViento
ECinética
=
t
1 mv 2
2
v
2
=
= ( Avtρ )
t
2t
3
1
Aρv
=
2
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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)
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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