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Guía para el programa de cálculo del abrigo


Incluso si usted no tiene un navegador Netscape 3 ó Internet Explorer 4 esta página le proporcionará una gran cantidad de información útil sobre cómo afectan los obstáculos a la energía del viento.

El programa le proporcionará rápidamente los resultados a la altura del buje a la distancia del obstáculo que usted especifique. Si utiliza la aplicación de dibujo, su ordenador le calculará también 620 puntos de medida diferentes a diferentes alturas y distancias al obstáculo.

Altura de buje de la turbina
A mayor altura sobre la parte superior del obstáculo menor será el abrigo. Sin embargo, el abrigo puede extenderse hasta una altura cinco veces superior a la del obstáculo a una cierta distancia.
Si la altura del obstáculo es superior a la mitad de la altura de buje de la turbina los resultados son más inciertos, porque la geometría detallada del obstáculo (p.ej. diferentes inclinaciones del tejado del edificio) afectará al resultado. En ese caso el programa pondrá un aviso en la celda de texto bajo los resultados.

Distancia entre el obstáculo y la turbina
La distancia entre el obstáculo y la turbina es muy importante para el efecto de resguardo. En general el efecto del resguardo disminuirá conforme nos alejemos del obstáculo, tal y como un penacho de humo se diluye al alejarse de la chimenea. En un terreno con una rugosidad muy baja (p. ej. la superficie del agua) el efecto de los obstáculos (p. ej. una isla) puede medirse hasta 20 km más allá del obstáculo.
Si la distancia entre la turbina y el obstáculo es inferior a una longitud igual a cinco veces la altura del obstáculo los resultados son más inciertos, porque dependerán de la geometría exacta del obstáculo. En ese caso el programa pondrá un aviso en la celda de texto bajo los resultados.

Longitud de rugosidad o clase de rugosidad
La rugosidad del terreno entre el obstáculo y la turbina eólica tiene una gran influencia sobre en que proporción vaya a ser sentido el efecto resguardante. Un terreno de baja rugosidad permitirá al viento pasar por fuera del obstáculo para mezclarse más fácilmente con la estela tras el obstáculo, lo que hace que la sombra del viento sea relativamente menos importante.
Al principio puede ser un poco confuso considerar la rugosidad del terreno y los obstáculos individuales al mismo tiempo. Un buen sistema es considerar individualmente los obstáculos que están a menos de 1000 m del aerogenerador en las direcciones del viento dominante. El resto se considerarán como cambios en la rugosidad del terreno.

Altura del obstáculo
Cuanto más alto sea el obstáculo mayor será el abrigo.
Tal y como dijimos antes, si la turbina está a una distancia menor de cinco veces la altura del obstáculo, o el obstáculo es más alto que la mitad de la altura del buje, los resultado serán más inciertos, porque dependerán de la geometría exacta del obstáculo. En ese caso el programa pondrá un aviso en la celda de texto bajo los resultados.

Anchura del obstáculo
El modelo de cálculo del obstáculo trabaja considerando que los obstáculos son infinitamente largos y que están situados en ángulo recto (perpendiculares) respecto a la dirección del viento.
Un objeto muy estrecho proyectará una sombra del viento mucho más pequeña que uno ancho. Por razones prácticas adoptamos un estudio del horizonte dividido en 12 sectores de 30° cada uno alrededor de la turbina.
En la parte inferior del dibujo de la derecha del programa de cálculo del abrigo se muestra (en escalones del 10 por ciento) cuanto espacio ocupa el obstáculo en una determinada sección de 30°. La anchura del obstáculo puede modificarse en escalones del 10 por ciento haciendo click en los cuadrados de la parte inferior del gráfico.
También puede teclear directamente la longitud exacta del obstáculo (vista desde la turbina eólica), o bien introducir el porcentaje de anchura del sector que ocupa el objeto.

Porosidad
= 0% = 30% = 50% = 70%
Un árbol sin hojas frenará el viento mucho menos que un edificio. Los árboles con un espeso follaje tendrán un efecto de frenado intermedio. En general, la sombra del viento será proporcional a (uno menos la porosidad del obstáculo).
La porosidad de un obstáculo es una indicación porcentual de como de abierto está un obstáculo, es decir, de con que facilidad puede el viento pasar a través de él. Obviamente un edificio tiene una porosidad nula. Un grupo de edificios con algo de espacio entre ellos tendrá una porosidad igual a (área del espacio abierto) dividida por (el área total de ambos edificios más la del espacio abierto entre ellos, visto desde el aerogenerador).
Puede introducir la porosidad directamente en el programa, bien seleccionando uno de los botones con los símbolos mostrados arriba o bien utilizando el menú de valores sugeridos para diferentes objetos.

Botones de control
Aceptar
calcula su última entrada. Puede usar el tabulador o en lugar de eso simplemente hacer click fuera del campo que cambia.
Dibujar la velocidad del viento proporciona un gráfico y una tabla del porcentaje de velocidad del viento que queda a un número de alturas y distancias hasta 1,5 veces la altura y la distancia del buje de su turbina eólica. La torre de la turbina se muestra en amarillo. Los cálculos son bastante complejos, por lo que deberá ser paciente si su ordenador es lento.
Dibujar la energía del viento proporciona un gráfico y una tabla del porcentaje de energía del viento que queda a un número de alturas y distancias hasta 1.5 veces la altura y la distancia del buje de su aerogenerador. La torre de la turbina se muestra en amarillo. Los cálculos son bastante complejos, por lo que deberá tener paciencia si su ordenador es lento.
Dibujar el perfil de velocidades proporciona un dibujo del perfil de velocidades a diferentes alturas hasta 100 metros a la distancia donde ha colocado su turbina. En la curva roja puede ver directamente como cae la velocidad del viento por la acción de los obstáculos. Puede introducir la velocidad del viento que desee para la altura del buje (la forma del dibujo seguirá siendo la misma, debido a que los obstáculos causan un cambio relativo en la velocidad del viento). La curva corresponde a las dibujadas por el programa de cálculo de la velocidad del viento.

Resultados
En la línea de resultados del programa se indica cuál será el porcentaje de disminución de la velocidad del viento debido a la presencia del obstáculo. Puede trazar el cambio en las velocidades del viento para un número de alturas y distancias hasta 1.5 veces su distancia y altura seleccionando el botón dibujar la velocidad del viento.
(Si está trabajando con una distribución de Weibull determinada que describe el viento en ese sector particular, el cambio de la velocidad del viento corresponde a un cambio de factor de escala A. Si usa los resultados de esos cálculos para hallar una distribución de Weibull, puede simplemente ajustar el factor de escala A con ese cambio. El parámetro de forma, k, permanece constante. La distribución de Weibull aparecerá más tarde en esta visita guiada, cuando veamos cómo hallar la producción de energía de un aerogenerador).
En la línea de resultados también se indica la pérdida de energía del viento debida a la presencia del obstáculo. Puede trazar el cambio en la energía del viento para un número de alturas y distancias hasta 1,5 veces su distancia y altura seleccionando el botón Dibujar la energía del viento.

Cálculo de obstáculos más complejos
Los obstáculos pueden no ser perpendiculares a la bisectriz del sector, y puede haber varias filas de obstáculos. Aunque puede seguir utilizando el programa, probablemente desee utilizar un programa de cálculo eólico profesional, como WindPro® ó WAsP®, para tratar sus datos en estos casos.
Los métodos usados en el programa de cálculo eólico están basados en el Atlas Eólico Europeo. Sin embargo, si lee el capítulo 8 de dicho atlas se dará cuenta de que hay un errata en la fórmula 8.25.

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© copyright 2000 Søren Krohn.
Actualizado el 20 de enero 2000
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