Carrera: Ingeniería en petróleo, gas y energías

Materia: Energía Eólica (EEO1L7)

Semestre: Séptimo

Docente: Ing. Jesús P. Muñoz Vargas

1 Clase introductoria

APUNTES PRESENTACIÓN EN CLASES

1.1 Presentación formal del docente de la materia,

• Expectativas con la materia

• Reglas de convivencia

• Reglas en clase

• Reglas en los exámenes

1.2 Conociendo a los alumnos (Expectativa respecto a la materia)

• Elaboración de lista del alumnado

• Desarrollo del concepto de Energía Eólica propia del curso

• Aprovechamiento de energía eólica (cumple con los requerimientos del desarrollo sostenible)

• Realidad del consumo energético en Bolivia. “El bienestar de un pueblo depende en gran parte de su desarrollo económico, que puede medirse por el Producto Interno Bruto (PIB)”. A su vez existe una íntima relación entre el PIB y la cantidad de energía que consume el país. Consumo promedio percápita del boliviano 350 kWh/hab.

1.3 Definiciones importantes

1.3.1 Energía renovable vs Energía alternativa

• Historia del uso de de fuentes de energía alternativa

• Atenuar las emisiones a la atmósfera de agentes contaminantes y reducir nuestra dependencia del petróleo por la incertidumbre que supone las alteraciones de su precio como consecuencia de los cambios políticos en el medio oriente.

• Aumento de la curva de consumo energético debido al aumento en el uso de electrodomésticos que mejorar el bienestar de la persona. Aumento de medios audiovisuales.

• Se están llevando a cabo grandes esfuerzos por parte de diversos organismos públicos para conseguir el mejorar aprovechamiento de las Energías Renovables y con ello disponer de energías alternativas a las de origen fósil.

1.3.2 Combustibles fósiles (duración reservas certificadas)

Emisiones a nuestra atmósfera debido a la combustión de combustibles de origen fósil:

• Dióxido de carbono (CO2) principal causante del cambio climático • Óxido nítrico (NO) se produce a altas temperaturas de combustión por la reacción

del oxígeno con nitrógeno. • Monóxido de carbono (CO) combustión incompleta de petróleo, gas natural y

madera. • Dióxido de azufre (SO2) combustión de combustibles con contenido de azufre (Ej.

Gasóleo). Reacciona con el agua de la atmósfera y provoca lluvia ácida. • Cada GWh generado en una central térmica convencional desprende a la

atmósfera unas 500 t de CO2, por lo que sin duda es uno de los principales problemas medioambientales en la actualidad. En este sentido merece la pena señalar que la neutralización por medios naturales (es decir, mediante la fotosíntesis) de las emisiones de CO2 de una Central Térmica de vapor de 500 MW necesitaría una superficie de bosque de 2500 Km2.

Asimismo, la utilización de los combustibles fósiles es responsable de más de los 80 % del SO2 y de la mayor parte del NOx emitidos a la atmósfera por la actividad humana, óxidos que al mezclarse con el agua se transforman en ácidos originando el fenómeno conocido como lluvia ácida (Vallarino, 2000).

1.4 Energía y Potencia Eléctrica.

Cuando una corriente eléctrica circula por un circuito, éste opone una resistencia al paso de la misma. Los electrones, en su camino, se ven frenados, experimentando diversos choques con los átomos. En estos choques se desprende calor, y este efecto se utiliza para construir estufas y bombillas eléctricas.

Por otra parte, es bien sabido que existen máquinas eléctricas capaces de transformar la corriente en trabajo mecánico (motores). Llegados a este punto debemos preguntarnos cuánto trabajo puede producir una corriente. Para responder a ello es preciso concretar antes las siguientes definiciones:

a) Trabajo

Se denomina trabajo al desplazamiento de una fuerza en la propia dirección de la fuerza, y su valor es, precisamente, el producto de la fuerza por el desplazamiento.

W = F x d

Si se empuja una pared, existe una fuerza, pero no hay desplazamiento, con lo que el trabajo resulta ser nulo.

Si, para arrastrar un carro, es preciso comunicar una fuerza de F = 100 N (N=newton) y se desplaza una distancia d = 20 metros el trabajo resulta ser:

W = F x d = 100 x 20 = 2.000 J. (J = Julio).

Recordar: La fuerza se mide en Newtons y el Trabajo en Julios.

Siempre que multipliquemos Newtos x metros (N x m) obtendremos Julios.

b) Energía

Es todo lo susceptible de transformarse en trabajo. Existen muchos tipos de energía: energía potencial, gravitatoria, cinética, química, eléctrica, nuclear, calorífica, luz, radiaciones, étc.

Puesto que la energía puede transformarse en trabajo, se expresará en las mismas unidades que éste.

c) Potencia

Un mismo trabajo puede desarrollarse en más o menos tiempo: los 2000 J. de trabajo realizado en el ejemplo anterior pueden realizarse en un segundo o en una hora. El trabajo realizado es el mismo, pero no asi la velocidad con la que se realiza. A esta velocidad con que se realiza dicho trabajo se le llama POTENCIA.

En el primer caso, realizar un trabajo de 2000 Julios en un segundo, supone realizar una potencia de:

P = W / t = 2000 / 1 = 2000 J / s es decir 2000 watios.

Al cociente entre Julios y segundos obtendremos Watios.

La Potencia en este primer caso será de 2000 watios.

En el segundo caso, si realizamos un trabajo de 2000 Julios en una hora, es decir en 60 x 60 = 3600 segundos la potencia será:

P = W / t = 2000 / 3600 = 0'55 J / s es decir 0,55 watios.

Observemos que la potencia desarrollada en el primer caso es mucho mayor que en el segundo, aunque hayamos realizado el mismo trabajo, lo hemos hecho en menos tiempo.

De la misma manera podemos decir que: el trabajo es igual a la potencia por el tiempo. W = P x t Con esto podemos decir que para una misma potencia realizaremos más trabajo cuanto más tiempo la estemos empleando.

UNIDADES: En el sistema internacional de unidades:

El Trabajo y la Energía se expresan en JULIOS o JOULES 1 Julio = 1 Newton x 1 metro (1 J = 1 N x 1 m) La potencia se expresa en Watios 1 Watio = 1 Julio / 1 segundo (1 W = 1 J / 1 s).

1 kilowatio = 1000 watios => 1Kw = 1000 w.

Como estas unidades resultan relativamente pequeñas, existen otras de tipo práctico:

-Trabajo ó energía: KILOWATIO-HORA (Kwh):

Es el trabajo realizado por un kilowatio durante una hora:

1 Kwh = 1000 watios x 3600 segundos = 3.600.000 Julios

-Potencia: CABALLO DE VAPOR (C.V.) ó Horse Power (H.P.)

1 C.V. = 736 watios = 0'736 Kw. 1 Kw = 1 / 0,736 = 1,36 C.V.

2 Energía y potencial del viento

2.1 Antecedentes del uso de la energía eólica

• Molinos de eje horizontal

Díez rayos de madera que sostenían las velas. Se usaban para moler granos

Su uso se extendió en el Siglo XI sobre todo Oriente Medio. Apareció en Europa en el Siglo XII traído por quienes volvían de las Cruzadas.

• Holanda, bombeo de agua.

• En América. Uso como molino bombeador para extraer aguas subterráneas, Alimentando bebederos de animales y Cargador de baterías de 1 KW para radio.

2.2 Origen de energía Eólica

• ¿Energía eólica?. ¿Quién la aprovecha?. Por lo tanto la fuente de energía eólica es el viento.

• Viento es toda masa de aire en movimiento o mejor aún energía mecánica que, en forma de energía cinética transporta el aire en movimiento.

Las «evidencias ecológicas» como esta encontrada en cayo Sabinal son un método indirecto para estimar la velocidad del viento, en función

de la deformación del follaje, y evaluar el potencial eólico de una región.

• Todas las fuentes de energía renovables (excepto la maremotriz y la geotérmica) geotérmica), e incluso la energía de los combustibles fósiles, provienen, en último término, del sol.

• El sol irradia 174.423.000.000.000 kWh ¿COMO SE LEE ESTA CIFRA? (En Bolivia se adopta la escala larga) de energía por hora hacia la Tierra (1-2 % convertida en energía eólica).

• Variación del precio del petróleo

En aquellas zonas en donde la radiación solar es más intensa, como en el Ecuador, el globo terrestre acumula calor principalmente en el océano, calor que, por el contrario, se pierde en los Polos; sin embargo

2.2.1 Definiciones importantes

, ni el Ecuador ni los Polos vienen a ser los lugares más calientes, o más fríos, de la superficie terrestre (INVESTIGAR CUALES SON ESTOS LUGARES).

La atmósfera es una capa gaseosa de varios kilómetros de espesor que cubre la Tierra.

Considerando altitud, temperatura y composición del aire, se divide en:

• Tropósfera (hasta la tropopausa)

9 Km en Ecuador a 18 Km en los polos (radio de la tierra 6371 kilómetros)

Acá se presentan la mayoría de los fenómenos meteorológicos conocidos.

• Estratósfera (hasta la estratopausa) • Mesósfera

• Termósfera

2.2.2 Circulación del aire por diferencias de temperatura

Imagen de rayos infrarrojos de la superficie del mar (satélite de la NASA, NOAA-7, en julio de 1984).

• El aíre se calienta y se eleva aproximadamente 10 km, en donde se distribuye hacia los polos.

• Sin rotación el aíre se trasladaría hasta los polos y recién descendería.

2.2.3 Fuerza de Coriolis

La fuerza de Coriolis es una fuerza ficticia que aparece cuando un cuerpo está en movimiento con respecto a un sistema en rotación. También es conocida como "la fuerza desviadora de la rotación terrestre". La Tierra siempre gira en el ecuador a una velocidad ultrasónica de 465 m/seg.

Desde el punto de vista de una partícula en movimiento, se genera una torsión a la derecha hacia el norte y una a la izquierda hacia el sur.

2.2.4 Vientos Globales o Geostróficos

Este tipo de vientos son generados, principalmente, por las diferencias de temperatura, así como por las de presión, y apenas son influenciados por la superficie de la tierra

Teniendo en mente la fuerza de Coriolis, se tienen los siguientes resultados generales de las direcciones del viento dominantes:

. Los vientos geostróficos se encuentran a una altura de 1.000 metros a partir del nivel del suelo.

Direcciones de viento dominantes

2.2.5 Vientos de superficie

Importantes para el cálculo de energía eólica.

Están mucho más influenciados por la superficie terrestre a altitudes de hasta 100 metros. El viento es frenado por la rugosidad de la superficie de la tierra y por los obstáculos. Las direcciones del viento cerca de la superficie serán ligeramente diferentes

La dirección del viento es influenciada por la suma de los efectos

de las de los vientos geostróficos debido a la rotación de la tierra.

global y local

INVESTIGAR QUE PASA ENTRE LOS 100 Y 1000 m.s.n.m.

.

2.2.6 Brisa marina

Es importante hablar de la brisa terrestre

2.2.7 Vientos de montaña

2.3 Estimación de la energía del viento

2.3.1 Aspectos importantes a ser tomados en cuenta

La energía eólica tiene como ventajas la de ser inagotable, gratuita y no lesiva al medio ambiente, pero cuenta también con los grandes inconvenientes

2.3.2 Densidad del aire y área de barrido del rotor

de ser dispersa y aleatoria.

La cantidad de energía transferida al rotor por el viento depende de la densidad del aire, del área de barrido del rotor y de la velocidad del viento.

• Densidad del aire

La energía cinética de un cuerpo en movimiento es proporcional a su masa (o peso). Así, la energía cinética del viento depende de la densidad del aire, es decir, de su masa por unidad de volumen. En otras palabras, cuanto "más pesado" sea el aire más energía recibirá la turbina.

A presión atmosférica normal y a 15 °C el aire pesa unos 1,225 kg/m3

COMO VARIA LA TEMPERATURA RESPECTO DE LA ALTURA SOBRE EL NIVEL DEL MAR Y RESPECTO DE LA T°

Fuente: The Wind Power book

Densidad = 1,225 x CA x CT

• El área del rotor

Determina cuanta energía del viento es capaz de capturar una turbina eólica.

El área del rotor aumenta con el cuadrado del diámetro del rotor, una turbina que sea dos veces más grande recibirá 22 = 2 x 2 = cuatro veces más energía.

INVESTIGAR CUAL ES EL ÁEROGENERADOR CON EL ROTOR MAS GRANDE DEL MUNDO

2.3.3 Velocidad del viento

Para estimar de buena manera el potencial eólico, es necesario contar con información de partida de alta confiabilidad. Dato importante

• La velocidad del viento es muy importante para la cantidad de energía que un aerogenerador puede transformar en electricidad

la velocidad del viento.

• La cantidad de energía que posee el viento varía con el cubo (la tercera potencia) • Si la velocidad del viento se duplica la cantidad de energía que contenga será 23 =

2 x 2 x 2 = ocho veces mayor.

Estación meteorológica

¿Cómo medimos la velocidad del viento? ¿Cómo establecemos la dirección del viento?

Anemómetro de cazoletas • Mide el número de revoluciones por segundo son registradas electrónicamente.

• Esta provisto de una veleta para registrar la dirección del viento. • Deberían emplearse exclusivamente anemómetros de la clase 1 individualmente

calibrados.

¿Dónde instalar?¿Como instalar?

Instalar en una posición representativa del mayor número de aerogeneradores.

Mástil meteorológico o también torre anemométrica

• Los anemómetros deberán montarse con una separación mínima de 15 ó 20 m en

altura. • En los emplazamientos fáciles (terreno llano, sin obstáculos) es suficiente una

torre de medición con anemómetros calibrados instalados a 10 y 30 m de altura. • En zonas más complejas el anemómetro inferior deberá montarse a una altura

superior. Para mantener la distancia entre ambos instrumentos deberá incrementarse la altura de la torre. Aquí es preciso realizar las mediciones a una altura de 20 y 40 m, a 30 y 50 m, o más.

• Mínima altura de instalación del anemómetro = 2/3 altura del buje. • Planificar una adecuada campaña de medición –

• Mantener una torre como referencia (preferentemente a la altura de buje) y contar con torres temporales (moverlos cada 6 meses).

Ahorrar mucho dinero en mediciones sin penalizar la calidad (saber mas y gastar menos).

¿Qué otros tipos de anemómetros existen?

Anemómetro para hielo

Tipo sensor

Otros tipos de anemómetros:

• ultrasonidos o anemómetros provistos de láser que detectan el desfase del sonido o la luz coherente reflejada por las moléculas de aire.

• Los anemómetros de hilo electrocalentado detectan la velocidad del viento mediante pequeñas diferencias de temperatura entre los cables situados en el viento.

• La ventaja de los anemómetros no mecánicos es que son menos sensibles a la formación de hielo. Sin embargo en la práctica los anemómetros de cazoletas son ampliamente utilizados

.

¿Cuántas torres debería instalar?

• Terreno llano con algunos cambios de rugosidad de superficie (distancia máxima 2km).

• Terreno moderadamente complejo (distancia máxima de 1km) • Terreno muy complejo (distancia máxima 0,5 km)

¿Cómo registramos la dirección del viento?

• Importante para poder colocar correctamente los aerogeneradores del parque y así minimizar el efecto de la sombra aerodinámica entre los mismos.

• La dirección del viento de un determinado emplazamiento sólo tiene que medirse a una altura

• Instalación de la veleta a una distancia de aprox. 1,5 m del extremo de la torre a fin de no afectar la medición del anemómetro superior.

.

¿Qué otros parámetros medir?

También se mide la presión atmosférica y la temperatura del aire, aunque su repercusión es menor y la precisión de estos sensores no es esencial.

¿Con que intervalo medimos?

Recomendable cada 5 minutos, pero es aceptable y actualmente se mide normalmente cada 10. Se ha estandarizado para su uso con los programas actuales.

2.3.4 Ley de Betz

Cuanto mayor sea la energía cinética que un aerogenerador extraiga del viento, mayor será la ralentización que sufrirá el viento que deja el aerogenerador

La velocidad promedio del viento a través del área del rotor es el promedio de la velocidad del viento sin perturbar antes de la turbina eólica, v1, y la velocidad del viento después de su paso por el plano del rotor, v2, esto es, (v1+v2)/2.

La masa de la corriente de aire a través del rotor durante un segundo es:

(1)

Donde:

m es la masa por segundo

es la densidad del aire

F es el área barrida por el rotor

[(v1+v2)/2] es la velocidad del viento promedio a través del área del rotor.

La potencia del viento extraída por el rotor es igual a la masa por la diferencia de los cuadrados de la velocidad del viento (de acuerdo con la segunda ley de Newton):

(2)

Sustituyendo (1) en (2) Sustituyendo en esta expresión la m de la primera ecuación obtenemos la siguiente expresión para la potencia extraída

(3)

del viento:

Comparando (3) con la potencia total de una corriente de viento no perturbada a través de exactamente la misma área F

, sin ningún rotor que bloquee el viento (Po).

La razón entre la potencia que extraemos del viento y la potencia del viento sin perturbar es:

Graficando esta función tenemos:

Podemos ver que la función alcanza su máximo para v2/v1 = 1/3, y que el valor máximo de la potencia extraída del viento es de 0,59 veces ó 16/27 de la potencia total del viento

0,59 también llamado coeficiente aerodinámico

.

Sólo puede lograrse esta eficiencia máxima.

Criterios de valoración de potencial eólico

Un aerogenerador suministra potencia de forma variable a partir de los 3 a 5 m/s (para garantizar el arranque del mismo). Se debe garantizar el funcionamiento del sistema aerogenerador con el rendimiento mas elevado

Ejemplo de información suministrada por proveedores:

.

Clasificación de zonas con potencial eólico:

Zonas 1,2 y 3 admiten la instalación de parques eólicos de gran escala y aplicables a escala industrial.

Admiten la instalación de pequeños aerogeneradores para su aplicación en electrificación rural.

2.3.5 Factor de carga

Indica en qué proporción la turbina usa la capacidad nominal de su (principal) generador. Con lo que se conocerá la producción anual de energía de un aerogenerador.

Producción anual de energía dividida por la producción teórica máxima, si la máquina estuviera funcionando a su potencia nominal (máxima) durante las 8766 horas del año.

Ejemplo:

Si una turbina de 600 kW produce 1,5 millones de kWh al año, su factor de carga es:

Fc = 1.500.000/(365,25 * 24 * 600)

Fc = 0,285 = 28,5 por ciento.

Indica en qué proporción la turbina usa la capacidad nominal de su generador. Con lo que se conocerá la producción anual de energía de un aerogenerador.

Producción anual de energía dividida por la producción teórica máxima, si la máquina estuviera funcionando a su potencia nominal (máxima) durante las 8766 horas del año.

Fc = Ea/Et

Ea: Energía anual

Et: Energía teórica máxima

Ejemplo:

Si una turbina de 750 kW produce 2,1 millones de kWh al año, su factor de carga es:

¿Es preferible tener un mayor o menor factor de carga?

• Depende tanto de las condiciones eólicas como del precio de los diferentes modelos de turbinas. También es importante ver la regulación

• Hasta cierto punto, se tiene la posibilidad de elegir entre tener un local.

producción de potencia relativamente estable (cerca del límite de diseño del generador) con un alto factor de carga, o bien una alta producción de energía

• La experiencia alemana recomienda que este factor de carga sea mayor a 25 % para que el proyecto sea atractivo.

(que fluctuará) con un bajo factor de carga.

2.4 Rugosidad y cizallamiento del viento

• Los vientos superficiales se ven afectados por la fricción con la superficie terrestre. • Los aerogeneradores trabajan en la zona de influencia de la rugosidad del terreno.

¿Qué es rugosidad?

La influencia de obstáculos y la superficie del terreno que provoca la ralentización del viento.

La rugosidad de un terreno se caracteriza por el parámetro Zo denominada longitud de rugosidad

La longitud de rugosidad: Altura sobre el nivel de suelo hasta donde la velocidad es nula.

.

Intervalo de valores de Zo en función del tipo del terreno

La variación de la velocidad (Ley logarítmica):

Ley potencial:

¿Qué representa la velocidad del viento V?

El promedio de las medidas de velocidad para un intervalo de tiempo de 10 min (viento meteorológico) generalmente con mediciones cada 3 s.

¿Cuál es su importancia en el diseño de aerogeneradores?

Así como usamos una rosa de los vientos para trazar el mapa de la cantidad de energía procedente de diferentes direcciones, se puede elaborar una rosa de las rugosidades

Normalmente la rosa se divide en 12 sectores de 30° cada uno. Aunque también es posible otras divisiones.

para describir la rugosidad del terreno en diferentes direcciones desde el futuro emplazamiento de una turbina eólica.

2.5 Distribución estadística de las variaciones del viento

¿Por qué la importancia de un buen procesamiento de datos?

• Para la industria eólica es muy importante ser capaz de describir la variación de las velocidades del viento.

• Los proyectistas de turbinas necesitan la información para optimizar el diseño de sus aerogeneradores

• Los inversores necesitan la información para , así como para minimizar los costes de generación.

estimar sus ingresos por producción de electricidad

¿Qué objetivos se busca?

.

Determinar la velocidad de “largo plazo”(proyectar) en un punto de medición.

Caracterizar el viento en el punto de medición en función de:

• Distribución de frecuencia de velocidad (Weibull) • Distribución de frecuencia de dirección (Rosa de vientos)

Ambos son conceptos imprescindibles e inseparables para Realizar la mejor estimación posible de la producción energética

¿Por que usamos distribuciones teóricas?

.

• Para “compactar” (reducir) la cantidad de datos que se tiene. • Suavizar e interpolar de manera de manera que se transforme una distribución

segmentada y con agujeros en uno continuo. • Para extrapolar y así poder estimar probabilidades de ocurrencia en periodos no

observados. • El valor de la velocidad del viento no es predecible, pero sobre largos periodos de

tiempo, la velocidad

tiende a ser predecible de acuerdo a una distribución de frecuencias

DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIA DE VELOCIDAD (WEIBULL)

Se ha comprobado experimentalmente que la velocidad de viento se ajusta bastante bien a una distribución de la función de densidad de probabilidad de Weibull

, que expresa la probabilidad de de tener un viento con una velocidad v en el año

Dos parámetros describen esta distribución (K y C)

Aspectos importantes a tomar en cuenta:

• Esta función es válida para K>1;v>0 y C>0. • El valor de K normalmente se encuentra entre 1 y 3. • Para una velocidad promedio, un valor bajo de K indica una distribución de

velocidad de viento ancha (indica una gran producción de energía para una velocidad de viento promedio) y un valor alto significa una distribución angosta.

• El factor de escala C (m/s) que suele ser próximo a la velocidad media

El gráfico muestra una distribución de probabilidad en donde el área bajo la curva siempre vale exactamente 1, ya que la probabilidad de que el viento sople a cualquiera de las velocidades, incluyendo el cero

Otro tipo de distribución de probabilidad que puede ser aplicado:

, debe ser del 100 por cien.

Distribución de Rayleigh es un caso especial de la distribución de Weibull en donde el factor de forma K es igual a 2.

Los fabricantes de aerogeneradores proporcionan gráficas de rendimiento para sus máquinas usando la distribución de Raileigh

Los parámetros de Weibull (K y C) se determinan a partir de un ajuste por mínimos cuadrados teniendo en cuenta la expresión de las

.

frecuencias acumuladas

F(v)=1-exp(-v/C)K

, es así que Weibull también puede escribirse:

Al cual aplicando dos veces logaritmo se obtiene:

ln (-ln (1 - F(v))) = K ln v - k ln c

La misma que puede ser ajustada a un recta del tipo:

Y = AX+B

Donde:

Y = ln (-ln (1 - F(v)))

Y

X = ln v

De donde calculamos A y B, por lo tanto se obtienen los parámetros de distribución de Weibull.

K = A

C = exp(-B/A)

¿Cómo varia la distribución en función de la variación de los factores?

EJEMPLO ISLA PROVIDENCIA (VER HOJA EXCEL)

¿Cuánto es el contenido energético anual del viento en el emplazamiento del aerogenerador?

• Primero veamos el ejemplo del cubo promedio. • Calculemos la velocidad del viento media anual. • Calculemos la energía anual. ¿Se calcula en función de la velocidad media? • Se deberá ponderar la probabilidad de cada velocidad del viento con la

correspondiente cantidad de potencia.

Ejemplo explicativo:

¿Cuál sería la velocidad promedio en esta distribución?

• Colocamos una botella en una repisa cada vez que tengamos una probabilidad de 1% de obtener esa velocidad.

• Asumimos que el tamaño de cada botella corresponde a la velocidad del bien y el peso de esta corresponde la cantidad de energía producida por el viento.

• A 1 m/s el viento tiene una potencia de 0,61 W/m2. A 17 m/s su potencia es de 3009 W/m2, por lo tanto a la derecha, a 17 m/s tenemos botellas realmente pesadas, con un peso de casi 5.000 veces mayor

• Por tanto, la potencia media ponderada de las velocidades del viento es de 8,7 m/s. A esa velocidad la potencia del viento es de 402 W/m2,

que el de las botellas a 1 m/s.

La velocidad promedio del viento sería 8,5 m/s.

VOLVIENDO AL EJEMPLO ISLA PROVIDENCIA

El siguiente paso consiste en elegir un equipo eólico comercial para su evaluación, para este caso se escoge el equipo BERGEY Windpower Co BWC Excel de 10 kW, con las siguiente curva característica de potencia:

Con la información de distribución de viento y de curva de potencia del aerogenerador se puede estimar la producción de energía

De donde se estima 21670,9 kWh de generación durante el periodo de análisis de 181 días.

en el período de análisis.

2.6 Distribución de frecuencia de dirección (rosa de vientos)

• Es la forma más usual de representar la dirección del viento y su valoración a lo largo del tiempo.

• Normalmente orientada en 16 direcciones.

• En el gráfico se puede establecer la frecuencia de ocurrencia de una determinada dirección y por lo tanto la dirección dominante del viento

• Lo vientos más intensos no son los que soplan más horas al año procedentes de una determinada dirección.

, que en general no coincide con la dirección dominante con la mayor intensidad del viento.

• Finalmente con esta información podemos obtener ara trazar el mapa de la cantidad de energía procedente de diferentes direcciones.

VER EJEMPLO DE ELABORACIÓN DE ROSA DE

3 Potencial eólico en Bolivia

VIENTO.

Se ha observado que la energía eólica podría ser una fuente considerable de energía renovable

3.1 Mapa eólico de Bolivia

en el país. Es así que varias entidades han estado promoviendo la iniciativa de recolección de datos, seminarios de perspectivas de aplicación, experiencias, en este último año.

Uno de los grandes aportes de la TDE fue la elaboración del primer mapa eólico de Bolivia a través de datos que han sido recolectados del SENAMHI, AASANA, Universidades, VMEEA JICA. Obteniendo como resultado 24 mapas temáticos eólicos

¿Cómo se elaboró esta información?

y la evaluación del potencial eólico para generación de electricidad.

02468

101214

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

Conclusiones del trabajo:

Algunas observaciones importantes a este trabajo:

• Si bien, los datos han sido tomados con una regresión de 10 años, éstos sólo han sido registrados tres veces al día, vale decir a las 08:00, 14:00 y 18:00. ¿Es representativo?

• Los registros se hicieron principalmente a 6 m. de altura sobre la superficie, por lo que se tuvieron que realizar conversiones para estandarizar los registros a 10 m de altura.

El mapa eólico de TDE es un buen aporte inicial, el cual debe necesariamente debe ser mejorado.

3.2 Atlas eólico de Bolivia

• Resume el recurso eólico de Bolivia a tres alturas, sobre el nivel del terreno (20-50-80 m), basado en sofisticadas simulaciones meteorológicas

• Desarrollado por .

3TIER Environmental Forecast Group, Inc. (3TIER)

• Sienta las bases para una

para el IFC (International Finance Corporation) y financiado por la TDE.

valoración preliminar

• Nace como un programa por parte de la TDE para promover el acceso y uso de las energías renovables.

durante la fase de prospección del desarrollo de un proyecto eólico.

Objetivos:

• Preparar de una base de datos Geográfica para Bolivia acerca del potencial de energía eólica.

• Creación de un mapa de fuentes de energía eólica para todo el país, de manera que esta información sea socializada entre los desarrolladores de proyectos.

• Que la información sobre recurso eólicos estén disponibles en formato electrónico página web, Cd.