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¿Cómo se mide la potencia de un aerogenerador?

marzo 16, 2022
¿Cómo se mide la potencia de un aerogenerador?

Cuánta energía produce un aerogenerador al día

Los datos están disponibles abiertamente con el software HOMER. HOMER utiliza las velocidades medias mensuales del viento, además de cuatro parámetros (k de Weibull, factor de autocorrelación de 1 hora, fuerza del patrón diurno y hora de máxima velocidad del viento) para sintetizar los datos del viento para la simulación.

Renewables 7, 5 (2020). https://doi.org/10.1186/s40807-020-00062-7Download citationShare this articleAnyone you share the following link with will be able to read this content:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard

Energía en el viento

Las centrales eólicas producen electricidad mediante un conjunto de turbinas eólicas en el mismo lugar. La ubicación de una central eólica depende de factores como las condiciones del viento, el terreno circundante, el acceso a la transmisión eléctrica y otras consideraciones de emplazamiento. En una planta eólica a escala de servicio público, cada turbina genera electricidad que va a una subestación donde se transfiere a la red que alimenta a nuestras comunidades.

Los transformadores reciben la electricidad de CA (corriente alterna) a un voltaje y aumentan o disminuyen el voltaje para suministrar la electricidad según sea necesario. Una central eólica utiliza un transformador elevador para aumentar la tensión (reduciendo así la corriente necesaria), lo que disminuye las pérdidas de energía que se producen al transmitir grandes cantidades de corriente a través de largas distancias con líneas de transmisión. Cuando la electricidad llega a una comunidad, los transformadores reducen la tensión para hacerla segura y utilizable por los edificios y hogares de esa comunidad.

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Una subestación conecta el sistema de transmisión con el sistema de distribución que suministra electricidad a la comunidad. Dentro de la subestación, los transformadores convierten la electricidad de alto voltaje a voltajes más bajos que pueden ser entregados de forma segura a los consumidores de electricidad.

Producción de energía del aerogenerador

La producción de energía a lo largo del tiempo se mide en megavatios-hora (MWh) o kilovatios-hora (kWh) de energía. Un kilovatio equivale a mil vatios. La producción de energía a razón de 1 MW durante 1 hora equivale a 1 MWh de energía.

General Electric (GE) fabrica un modelo de 1,5 megavatios que en su día fue muy utilizado. 1,5 MW es su capacidad nominal, o máxima, a cuyo ritmo producirá energía cuando el viento esté en el rango ideal para ese modelo, entre 27 y 56 mph. En la actualidad, las turbinas suelen oscilar entre los 2 y los 3 MW.

La potencia se genera a partir de la energía del viento, por lo que la potencia de una turbina viene determinada por su capacidad para captar esa energía y convertirla en un par de giro que pueda hacer girar el generador y empujar los electrones a la red. Una torre más alta permite acceder a vientos más estables y las aspas más grandes capturan más energía eólica. Un generador más grande requiere palas más grandes y/o vientos más fuertes.

Cada turbina eólica tiene un rango de velocidades de viento, normalmente entre 30 y 55 mph, en el que producirá a su capacidad nominal o máxima. A velocidades de viento más bajas, la producción disminuye drásticamente. Si la velocidad del viento se reduce a la mitad, la producción de energía se multiplica por ocho. Por lo tanto, en promedio, las turbinas eólicas no generan cerca de su capacidad. Las estimaciones de la industria proyectan una producción anual del 30-40%, pero la experiencia del mundo real muestra que la producción anual del 15-30% de la capacidad es más típica.

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Potencia máxima de los aerogeneradores

Se pueden encontrar aerogeneradores en las laderas de las montañas, cerca de las fábricas, encima de las casas e incluso en el océano. Los aerogeneradores son un recurso energético atractivo porque dependen de la naturaleza para producir energía y su coste de mantenimiento es bastante bajo, pero antes de comprar uno, hay que saber cómo calcular la potencia de los aerogeneradores.

Los fabricantes miden la capacidad nominal de la máquina y la producción real que se puede esperar de ella para determinar cuánta energía eléctrica se produce en megavatios (MW). Un MW equivale a un millón de vatios. Si se calcula la potencia durante un periodo de tiempo, se mide en megavatios-hora (MWh) o kilovatios-hora (kWh). Un kW equivale a mil vatios. Si el aerogenerador produce una potencia de 1 MW en una hora, esto equivale a 1 MWh de energía producida.

Los aerogeneradores deben captar el viento de forma eficiente. Lo ideal es que los aerogeneradores conviertan en energía el 100% del viento que pasa, pero debido a la fricción, esto es poco probable en el mundo real. Puedes calcular el valor así: potencia = [(los aerogeneradores de aire d sólo tienen una eficiencia del 30-50% de intensidad) por (área de barrido de las palas) por (velocidad del viento al cubo)] dividido por 2.

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