La
ley de Betz
El
frenado ideal del viento
Cuanto mayor sea la energía cinética
que un aerogenerador extraiga del viento, mayor será la
ralentización que sufrirá el viento que deja el
aerogenerador por su parte izquierda en el dibujo (si usted se
pregunta sobre el tubo de corriente del dibujo, es porque no
ha leído la página sobre cómo
los aerogeneradores desvían el viento).
Si intentamos extraer toda la energía
del viento, el aire saldría con una velocidad nula, es
decir, el aire no podría abandonar la turbina. En ese
caso no se extraería ninguna energía en absoluto,
ya que obviamente también se impediría la entrada
de aire al rotor del aerogenerador. En el otro caso extremo,
el viento podría pasar a través de nuestro tubo
(arriba) sin ser para nada estorbado. En este caso tampoco habríamos
extraído ninguna energía del viento.
Así pues, podemos asumir que debe
haber alguna forma de frenar el viento que esté entremedio
de estos dos extremos, y que sea más eficiente en la conversión
de la energía del viento en energía mecánica
útil. Resulta que hay una respuesta a esto sorprendentemente
simple: un aerogenerador ideal ralentizaría el viento
hasta 2/3 de su velocidad inicial. Para entender el porqué,
tendremos que usar la ley física fundamental para la aerodinámica
de los aerogeneradores:
La
ley de Betz
La
ley de Betz dice que sólo puede convertirse menos de
16/27 (el 59 %) de la energía cinética en energía
mecánica usando un aerogenerador.
La ley de Betz fue formulada por primera
vez por el físico alemán Albert Betz en 1919. Su
libro "Wind-Energie", publicado en 1926, proporciona
buena parte del conocimiento que en ese momento se tenía
sobre energía eólica y aerogeneradores.
Es sorprendente que se pueda hacer una afirmación
general tan tajante que se pueda aplicar a cualquier aerogenerador
con un rotor en forma de disco.
La demostración del teorema requiere
algo de matemáticas y de física, pero no se desanime
por eso, tal y como escribe en su libro el propio Betz. La demostración que Betz hizo
del teorema se incluye en el manual
de referencia de este sitio web.
© copyright 2000 Søren Krohn.
Actualizado el 20 de enero 2000
http://www.windpower.org/es/tour/wres/betz.htm
