Función
de densidad de potencia
Potencia del viento
De
la página sobre la energía
en el viento sabemos que el potencial de energía por
segundo (la potencia) varía
proporcionalmente al cubo de la velocidad del viento (la tercera
potencia), y proporcionalmente a la densidad del aire (su peso
por unidad de volumen).
Ahora podemos combinar todo lo que hemos
aprendido hasta el momento: si multiplicamos la potencia
de cada velocidad del viento con la probabilidad de cada velocidad
del viento de la gráfica de Weibull,
habremos calculado la distribución de energía eólica
a diferentes velocidades del viento = la densidad de potencia.
Observe que la curva de Weibull anterior
cambia de forma, debido a que las altas velocidades del viento
tienen la mayor parte de la potencia del viento.
De
densidad de potencia a potencia disponible
Este gráfico fue dibujado usando el programa
de cálculo de la potencia de un aerogenerador de este
sitio web. El área bajo la curva gris (a lo largo del
eje horizontal) nos da la cantidad de potencia eólica
por metro cuadrado de flujo del viento que puede esperarse en
este emplazamiento en particular. En este caso tenemos una velocidad
del viento media de 7 m/s y un Weibull k = 2, por lo que tenemos
402 W/m2. Observe que esta potencia es casi el doble
de la obtenida cuando el viento sopla constantemente a la velocidad
media.
El gráfico consta de cierto número
de columnas estrechas, una para cada intervalo de 0,1 m/s de
la velocidad del viento. La altura de cada columna es la potencia
(número de vatios por metro cuadrado), con la que cada
velocidad del viento en particular contribuye en la cantidad
total de potencia disponible por metro cuadrado. El área
bajo la curva azul indica qué cantidad de potencia puede
ser teóricamente convertida en potencia mecánica
(según la ley de Betz, será
16/27 de la potencia total del viento).
El área total bajo la curva roja nos
dice cual será la potencia eléctrica que un aerogenerador
producirá en dicho emplazamiento. Aprenderemos a calcularlo
cuando lleguemos a la página sobre curvas
de potencia.
Los
mensajes más importantes
del gráfico
Lo más importante es observar que la mayor parte de la
energía eólica se encontrará a velocidades
por encima de la velocidad media del viento (promedio)
en el emplazamiento.
No es tan sorprendente como parece, ya que sabemos que las velocidades
del viento altas tienen un contenido energético
mucho mayor que las velocidades del viento bajas.
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