Principal

Electro-Mecánica


Energía Eólica


Energía Solar

 

Productos

 

Otras Energías

 

ENGLISH


  DEUTSCH

 

CONTACTO:

 

Historia

www.energiasargentinas.com.ar

                FUENTES EÓLICAS            Bienvenidos   

                                                        3.- VELOCIDAD DEL VIENTO

Estudio Sinóptico de los Vientos en las Regiones de ESPAÑA.

Realizado en la Universidad de Cantabria

Prof. Ing. Pedro Fernández Díez

3.- VELOCIDAD DEL VIENTO

El viento viene definido por dos parámetros esenciales que son, su dirección y su velocidad.

La dirección del viento y su valoración a lo largo del tiempo conducen a la ejecución de la llamada rosa de los vientos, Fig. I.9.

La velocidad media del viento varía entre 3 y 7 m/seg., según diversas situaciones meteorológicas; es elevada en las costas, más de 6 m/seg., así como en algunos valles más o menos estrechos.

En otras regiones es, en general, de 3 a 4 m/seg., siendo bastante más elevada en las montañas, Fig. I.7.

Efecto föhn dependiendo de la altitud y de la topografía.

La velocidad media del viento es más débil durante la noche, variando muy poco, aumenta apartir de la salida del Sol y alcanza un máximo entre las 12 y 16 horas solares.

Para realizar la medida de las velocidades del viento se utilizan los anemómetros; existen muy diversos tipos de estos aparatos, que en un principio se pueden clasificar en anemómetros de rotación y anemómetros de presión.  

                                    

                                    Fig. I.9.Rosas de viento características para un flujo dominante dentro de un valle,

                                    en una planicie sur y por encima de las elevaciones extremas de un valle.

El anemómetro de rotación más característico es el de Papillon, que es un molino de eje vertical con cazoletas en forma de semiesfera o el de aletas oblicuas de Jules Richard.

El anemómetro de presión se basa en el método del tubo de Pitot.

La dirección del viento se comprueba mediante una veleta, mientras que la velocidad se mide con un anemómetro.

Según sea la velocidad 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

                          

                                                                    Fig. I.10.- Diversos tipos de anemómetros

Hay que distinguir también entre golpe de viento y ráfagas.

Una ráfaga:

Es un aumento brutal y de corta duración de la velocidad del viento, propio de tormentas y borrascas.

El golpe de viento:

Concierne a la velocidad media del viento, cuando sobrepasa los 34 nudos, 62 Km./hora, y es una señal de advertencia, sobre todo para la navegación marítima.

Un golpe de viento se corresponde con una velocidad media del viento comprendida entre 75 y 88 Km./hora.

Las fuentes eólicas más interesantes se encuentran en las costas marinas y en determinados pasos entre montañas; existen zonas en las que se puede disponer de más de 3.000 Kwh./m2 año, y en otras puede que no se llegue a los 200 Kw./m2 año.

LEY EXPONENCIAL DE HELLMANN.-

La velocidad del viento varía con la altura, siguiendo aproximadamente una ecuación de tipo estadístico, conocida como ley exponencial de Hellmann, de la forma:

en la que vh es la velocidad del viento a la altura h, v10 es la velocidad del viento a 10 metros de altura y es el exponente de Hellmann que varía con la rugosidad del terreno, y cuyos valores vienen indicados en la Tabla I.1.

En la Fig. I.11, se indican las variaciones de la velocidad del viento con la altura según la ley exponencial de Hellmann.

Tabla I.1.- Valores del exponente de Hellmann en función de la rugosidad del terreno

 

                                                

 

Debido a que las máquinas eólicas arrancan para una determinada velocidad del viento, al tiempo que proporcionan la máxima potencia para unas velocidades iguales o superiores a una dada v nom, es natural que los datos a utilizar sean las curvas de duración de velocidad que se pueden convertir en curvas energéticas utilizando en el eje de ordenadas cantidades, N = k* v3, que proporcionan la potencia disponible en el viento para cada velocidad y de la que sólo es posible extraer una fracción.

                                     

                         Fig. I.11. Variación de la velocidad del viento (capa límite) con la altura sobre el terreno,

                                                                   según la ley exponencial de Hellmann.

La curva de duración de la velocidad tiende a aplanarse cuando aumenta el tiempo durante el cual el viento persiste a una cierta velocidad.

La velocidad media del viento es de la forma:

y la intensidad energética del viento, definida como la relación entre la potencia y la superficie frontal (área barrida), es proporcional al cubo de la velocidad, en la forma:

En una máquina eólica se pueden considerar tres velocidades del viento características de la misma.

La velocidad de conexión r v conex es aquella velocidad del viento por encima de la cual se genera energía.

Por debajo de esta velocidad toda la energía extraída del viento se gastaría en pérdidas y no habría generación de energía.

La velocidad nominal r v nom es aquella velocidad del viento para la que la máquina eólica alcanza su potencia nominal.

Por encima de esta velocidad la potencia extraída del viento se puede mantener constante.

La velocidad de desconexión emb es aquella velocidad del viento por encima de la cual la máquina eólica deja de generar, porque se embala, los sistemas de seguridad comienzan a actuar frenando la máquina, desconectándose de la red a la que alimenta.

I.- CIRCULACIÓN de AIRE.

CIRCULACIÓN GENERAL.-

2.- TIPOS DE VIENTOS

BRISAS.- VIENTOS CATABÁTICOS Y ANABÁTICOS.- FOHN.-

3.- VELOCIDAD DEL VIENTO.

LEY EXPONENCIAL DE HELLMANN.-

4.- ENERGÍA ÚTIL DEL VIENTO

CURVAS DE POTENCIA.-

5.- REPRESENTACIÓN ESTADÍSTICA DEL VIENTO

FACTOR DE DISTRIBUCIÓN DE FORMA.

DISTRIBUCIÓN DE RAYLEIGH.

DISTRIBUCIÓN DE WEIBULL.-