ENERGÍA EÓLICA (I Y II)

Energia Eolica I

View more presentations from ablitas.

Energia Eolica II

View more presentations from ablitas.

PROBLEMAS ENERGÍA EÓLICA

1. Determina la potencia de una aeroturbina sobre la que actúa un viento de 50km/h sabiendo que el radio de cada pala es de 4 m y que el nº de palas es de 3. Determina la energía generada por ella en 10 horas. Dato: densidad del viento 1,225 Kg/m3

50 km/h · 1000 M/km · 1h/3600s=13'8 m/s

Pútil viento= 1/2·densidad·superficie·velocidad al cubo (v^3)·coeficiente de potencia
Pútil viento= 1/2·1'225·π·(4^2)·(13'r^3)·(16/27)=48.880'4W=48'88kW

Peléctrica=Pútil viento·η
Pe=48'88kW·1=48'88KW

P=e/t; e=P·t
e=48'88kW·10h=488'8 kW·h


2. En un parque eólico se han instalado 60 aeroturbinas. Suponiendo que hubiese un viento de 50km/h o mayor durante 180 días al año y que su diámetro es de 63m, determinar:

a. Potencia del viento.
b. Potencia absorbida por cada uno de los aerogeneradores si η =0,9.
c. Energía generada por cada aerogenerador al año.
d. Tiempo que se tarda en amortizar cada aerogenerador sabiendo que cada uno ha
costado medio millón de euros. Cada KWh de energía eléctrica vale 0,09 €.
e. Energía total generada al año en el parque eólico.

50 km/h · 1000 M/km · 1h/3600s=13'8 m/s
radio= 31'5m

a)

Pútil viento=1/2·densidad·superficie·velocidad al cubo(v^3)·coeficiente de potencia

Pútil viento=1/2·(31'5)^2·π ·1'225·(13'8)^3·16/27; Pv= 3038'9 Kw

b)

Peléctrica=Pútil viento·η

Pe=3038'9·0'9; Pe=2734'76Kw

c)

180 dias= 4320 horas

Pe=2734'76Kw·4320h=11814163'2Kw·h

d)

11814163'2·0'09= 1060729'99€/año

50000/1060729'99=0'47 años

e)11814163'2·60=708849792 Kw·h

3. Determina la energía diaria que produce una aeroturbina sobre la que actúa un viento de 50km/h si contiene 3 palas de 4m de radio cada una. Considerar la densidad del viento de 0,928 kg/m3, el coeficiente de potencia (Cp) por pérdidas de 0,4 y el rendimiento aerodinámico es del 80%.

50 km/h · 1000 M/km · 1h/3600s=13'8 m/s

Pe=1/2(13'8)^3·16π ·0'928·0'8·0'4=20044W

20'043Kw·24h=481'05Kw·h

4. Un aerogenerador está ubicado en una zona de vientos dominantes del noroeste con velocidades medias de 40km/h. El radio de las palas es de 7m y el coeficiente de aprovechamiento es C=0,3.

a. Determinar la potencia total incidente en las palas.
b. Determinar la potencia eléctrica generada.
Dato: La densidad del aire es 1,293 kg/m3.

40km/h·100m/1km·1h/3600s=11'11m/s

a) Pviento= 1/2·densidad·superficie·velocidad al cubo; Pviento=136'51Kw

b)Pe=Pviento·rendimiento·coeficiente de potencia; Pe=40'95Kw·h

5. Un aerogenerador situa sus palas a una altura de 35m donde el viento sopla con una velocidad media de 45 km/h. El radio de las palas es de 7m y el coeficiente de aprovechamiento es C=0,4. Calcular:

a. La potencia generada si las hélices tienen un radio de 5m.
b. El radio de las hélices necesario para generar una potencia de 50KW.
Dato: La densidad del aire es 1,293 kg/m3.

45km/h·1000m/1km·1h/3600s=12'5m/s

a)Pgenerada1/2·(12'5)^3·25π·0'4·1'293=39'66Kw
b)50000=1/2·(12'5)^3·r^2π·0'4·1'293; r=5'6m

6. Calcular la potencia del viento por unidad de superficie cuando sopla a una velocidad de 10m/s, sabiendo que la densidad del aire es de 1,2 kg/m3. Repite el mismo cálculo para una velocidad de 20 m/s.
36km/h= 10m/s

Pviento= 1/2·densidad·superficie·velocidad al cubo ;P=1/2·1'2·s·10^3=600·s

Pviento= 1/2·densidad·superficie·velocidad al cubo ;P=1/2·1'2·s·20^3=4800·s

7. ¿Con que velocidad debe soplar el viento para poder obtener una potencia de 2000 W/m2?. Si la velocidad del viento se redujese en un 10% ¿en qué porcentaje se reduce la potencia?.

2000W/m^2=1/2·v^3·densidad

2000·2/1'293=v^3

v=14'57m/s

si 100% es 14'57m/s, el 10% será x

10·14'57/100=13'112m/s

el 10% es una velocidad de 13'112 m/s

x= 1/2·(13'112)^3·1'293

x=1457'69W/m^2

si 2oooW era el 100%, 1457'69W serán x

x=1457'69·100/2000

x=72'88%

100%-72'88%= 27'11%

La potencia ha sido reducida en un 27'11%