Tema: Cálculos justificativos rendimiento aerogenerador

depende y mucho, tienes que pensar en velocidades relativas, es un concepto un tanto especial.

Yo hago windsurf, supongamos el viento es de 10 m/sg. Me desplazo perpendicularmente a este a 15m/sg. Mi vela siente un viento relativo que está entre medias de la dirección del viento y mi dirección de navegación con valor entorno a 17 m/sg.

La potencia que genero es Fuerza por Velocidad, es decir, la fuerza que siente mi tabla por la velocidad a la que me desplazo.

Supongamos que el viento aumenta, entonces, yo también consigo ir más rápido, y aunque la fuerza que hace mi tabla sea igual, al ir más rápido, estoy generando mayor potencia según P=F*V.

Iniciado por EOLIN

además segun Betz a más velocidad de las palas, menor es la presión que el viento ejerce sobre la pala, y por lo tanto menor el rendimiento.

Y esto de dónde lo sacas?

Iniciado por EOLIN

además segun Betz a más velocidad de las palas, menor es la presión que el viento ejerce sobre la pala, y por lo tanto menor el rendimiento.

Lo qué ???? Creo sinceramente que deberías revisar a fondo tus conocimientos de mecánica de fluídos.

EXACTO, está bien dicho pero mal interpretado.

"menor es la presión" es decir, el vacío es mayor por lo que succiona/sustenta más la pala y su fuerza o par es entonces mayor.

Iniciado por robinson

EXACTO, está bien dicho pero mal interpretado.

Quizás he interpretado mal esta frase:

Iniciado por EOLIN

además segun Betz a más velocidad de las palas, menor es la presión que el viento ejerce sobre la pala, y por lo tanto menor el rendimiento.

Pero que tiene qué ver aquí la Ley de Betz? que lo único que dice (que yo sepa) es que la máxima potencia que se puede extraer del viento es el 59% de la teórica.

corrijo, solo afirmo que a mayor velicidad de viento, menor presión en las palas y más potencia.

el rendimiento, es un concepto más delicado y depende de por donde se mide.

Iniciado por robinson

corrijo, solo afirmo que a mayor velicidad de viento, menor presión en las palas y más potencia.

Menor presión estática? Dinámica? .....

Lo único cierto en todo esto es que a mayor velocidad de viento, mayor es la diferencia de presiones entre intradós y extradós de las palas, pero nada tiene que ver ni con Betz ni con valores absolutos de presión. Olvidaos de las presiones porque para calcular potencias y energías sólo se tiene en cuenta la densidad del aire, la velocidad del viento y el área de barrido.

Hago referencia al aerogenerador mencionado enteriormente, de 750 kw. vientos de 16 m/s., palas de 22 m. rotor a 27 r.p.m..
La velocidad lineal de la pala, a partir de los 6 mts. a contar desde el buje, es superior a los 16 m/s. ¿Como actua el viento con relación a los 16 mts. de pala que viajan más rápido que los 16 m/s. del viento.?.

La sustentación de una pala responde a la siguiente fórmula:

L = 1/2d * V2 * S * CL

d = densidad del aire
V = velocidad del viento
S = superficie de la pala
CL = coeficiente de sustentación

Divide la longitud (envergadura) de la pala en secciones de tamaño "dL" (diferencial de longitud) y tendrás "n" secciones en las que calcular esa sustentación. Pues bien, cuanto más exterior es la sección a estudiar, mayor es la velocidad lineal (y la del viento relativo) lo que hace pensar que la sustentación será mayor. Pero como la cuerda va en disminución (menor superficie en dicha sección) y el ángulo de ataque también varía a menor (CL menor) pues el resultado es una distribución homogénea de dicha sustentación a lo largo de la pala.

Por eso las palas se construyen de forma que la cuerda disminuye hacia el exterior, y su ángulo de ataque también disminuye. Una pala plana y rectangular sería muy ineficiente porque esa distribución de sustentación no sería uniforme y generaría resistencias.

Lo de la diferencia de presiones entre el intradós y extradós de las palas, provoca por sustentación un empuje a las palas en una dirección, eso lo entiendo, pero no acabo de entender que el viento a partir de los 6 metros de la pala a contar desde el buje, que va más lento que ésta, le provoque un empuje en la misma dirección.
Lo de Betz lo digo, porque creo entender que el límite de Betz, se basa en que el viento no impacta contra una superficie estática, si no que las palas ó aspas, eje horizontal-vertical, están en movimiento, por lo que la potencia recibida es menor.

Iniciado por EOLIN

Lo de la diferencia de presiones entre el intradós y extradós de las palas, provoca por sustentación un empuje a las palas en una dirección, eso lo entiendo, pero no acabo de entender que el viento a partir de los 6 metros de la pala a contar desde el buje, que va más lento que ésta, le provoque un empuje en la misma dirección.

Desempolva tus conocimienos de piloto privado y recuerda que el viento que afecta a las operaciones de vuelo del avión es el viento relativo, que en módulo es la suma del viento real y la velocidad del avión. En el aerogenerador pasa exáctamente igual, tienes que sumar al viento la velocidad lineal de la pala en cada una de sus secciones longitudinales.

Mi duda, es que el avión recibe el impacto del viento en el borde de ataque, en toda su longitud por igual, o sea con la misma intensidad, ya que el avión va todo el a la misma velocidad contra el viento. Sin embargo en el aerogenerador, las palas van a una velocidad desigual, la más cercana al buje más lenta y la más alejada más rapida, no puede recibir la misma fuerza de empuje la parte de baja velocidad, que la de velocidad más rapida, o al menos yo lo veo así, al ir más rapida la parte de la pala, no se como el viento la puede empujar, por sustentación o por resistencia.

Ya te lo he dicho, para eso se construyen las palas con perfiles y ángulos de ataque variables a lo largo de su envergadura. Mira la hélice del avión en detalle y lo entenderás.

La hélice de un avión ataca toda ella al viento por igual, pero las de un aerogenerador son ellas las que son atacadas por el viento, y al estar éstas en movimiento no reciben el impacto del viento con igual intensidad en toda la superficie. Si yo estoy parado un día ventoso que me viene por la espalda, éste me empuja, pero si yo me pongo a correr a más velocidad que él, ya no me empuja. Esa es mi pregunta como empuja el viento a la pala a partir de los 6 metros a contar desde el buje que va a más velocidad, además las palas de los aerogeneradores, al menos las que yo he visto, no están tan retorcidas como las hélices de un avión, si no me lo explicas de una forma más didáctica, creo que seguiré sin entenderlo.

Iniciado por EOLIN

Si yo estoy parado un día ventoso que me viene por la espalda, éste me empuja, pero si yo me pongo a correr a más velocidad que él, ya no me empuja.

Hombre, algo si que te empuja.

Claro está que algo empuja, pero en los primeros 6 metros de pala ¿El resto de pala que función cuple?

Iniciado por EOLIN

Claro está que algo empuja

Pues aquí no parecía que lo tuvieras tan claro:

Iniciado por EOLIN

Si yo estoy parado un día ventoso que me viene por la espalda, éste me empuja, pero si yo me pongo a correr a más velocidad que él, ya no me empuja.

Iniciado por EOLIN

pero en los primeros 6 metros de pala ¿El resto de pala que función cuple?

No, si yo ahí no he entrado.

...y menos con estas "restricciones":

Iniciado por EOLIN

si no me lo explicas de una forma más didáctica, creo que seguiré sin entenderlo.

El viento no "empuja" la pala sino que fluye a su alrededor. Insisto, tienes tus conceptos de aerodinámica muy muy equivocados, lo primero que necesitas es un manual de dinñamica de fluidos. Y luego hablamos....

El viento fluye alrededor de la pala, y esto provoca que la pala se mueva en un sentido, yo a esto le llamo coloquialmente empujar, creo que se me entiende.
La pregunta sigue siendo la misma, si me la sabes contestar.

Ya te la he contestado varias veces. En el interior de la pala el viento fluye más despacio, pero tiene un mayor ángulo de ataque y mayor espesor. En el exterior fluye más rápido, pero menor ángulo de ataque y menor espesor de perfil. El resultado es que en cualquier sección de la pala la sustentación está equilibrada.

En el exterior de la pala como puede fluir más rápido el viento, si la pala gira a más velocidad que éste. La pala gira a 27 r.p.m. y la velocidad del viento de 16 mts.segundo, hacer el cálculo.

Qué pesadito eres, te lo he dicho ya varias veces, que necesitas estudiar aerodinámica para entender conceptos básicos antes de aventurarte a nada, entre ellos algo que se llama viento relativo.

Pero no, no me hagas caso, no....

Hola a todos.

Te recomiendo la lectura del libro "SISTEMAS EOLICOS DE PRODUCCIÓN DE ENERGIA ELECTRICA", de la editorial Rueda. Es posible que entiendas mejor o puedas llegar a comprender lo que te intentan explicar.

Un saludo

En internet puedes visitar el siguiente link

Visita guiada sobre la energía eólica

Esto creo que ya te lo contesté, el viento relativo tiene una velocidad y una dirección, en el caso de un avión, éste incide en el borde de ataque de las alas en toda su extensión por igual.
En un aerogenerador, el viento le viene perpendicular a la pala, hasta los 6 metros de pala a contar desde el buje, la fuerza aerodinámica hace girar la pala en una dirección, a partir de los 6 metros la pala ya va más veloz que el viento que viene perpendicular, entonces el viento relativo es el que se encuentra ésta en su recorrido, o sea, que le llega viento relativo de dos direcciones, siendo así, ¿Como la fuerza aerodinámica que llega de dos direcciones, actua moviendo la pala en una sola dirección.?