La potencia del viento: cubo de la velocidad del viento
La velocidad del viento es muy importante para la cantidad de energía que un aerogenerador puede transformar en electricidad: la cantidad de energía que posee el viento varía con el cubo (la tercera potencia) de la velocidad media del viento; p.ej., si la velocidad del viento se duplica la cantidad de energía que contenga será 2 3 = 2 x 2 x 2 = ocho veces mayor.
Ahora bien, Àpor qué la energía que contiene el viento varía con la tercera potencia de su velocidad? Seguramente, del saber de cada día, usted estará enterado de que al doblar la velocidad de un coche la energía de frenado para pararlo completamente será cuatro veces mayor (se trata básicamente de la segunda ley de Newton de la cinemática).
En el caso de turbinas eólicas usamos la energía de frenado del viento, por lo que si doblamos la velocidad del viento tendremos dos veces más porciones cilíndricas de viento moviéndose a través del rotor cada segundo, y cada una de esas porciones contiene cuatro veces más energía, como se ha visto en el ejemplo del frenado de un coche.
El gráfico muestra que con una velocidad del viento de 8 metros por segundo obtenemos unapotencia (cantidad de energía por segundo) de 314 W por cada metro cuadrado expuesto al viento (viento incidiendo perpendicularmente al área barrida por el rotor).
A 16 m/s obtendremos una potencia ocho veces mayor, esto es, 2.509 W / m2 . La tabla de la sección manual de referencia proporciona la potencia por metro cuadrado de superficie expuesta al viento para diferentes velocidades del viento.
Potencia de la fórmula del viento
La potencia del viento que pasa perpendicularmente a través de un área circular es:
P = 1/2
v3 r2
Donde P = potencia del viento medida en W (vatios).
= (rho) = densidad del aire seco = 1.225 medida en kg/m 3 (kilogramos por metro cúbico, a la presión atmosférica promedio a nivel del mar y a 15° C).
v = velocidad del viento medida en m/s (metros por segundo).
= (pi) = 3.1415926535...
r = radio (esto es, la mitad de un diámetro) del rotor medido en m (metros).