Curva de potencia
La relación entre la velocidad del viento a la altura del buje y la potencia eléctrica de un aerogenerador; combinada con la distribución de velocidades del viento, sirve para estimar la producción anual.
Una curva de potencia tiene cuatro tramos: potencia cero por debajo de la velocidad de arranque (unos 3 m/s); una subida pronunciada, aproximadamente cúbica, hasta la velocidad nominal (10–13 m/s); un tramo plano a potencia nominal; y la parada o descenso suave en la velocidad de corte (unos 25 m/s).
Los fabricantes publican curvas garantizadas medidas según la IEC 61400-12-1, que exige una torre meteorológica a 2–4 diámetros de rotor a barlovento, promedios de 10 minutos y agrupación en intervalos de 0,5 m/s, normalizados a una densidad del aire de referencia (normalmente 1,225 kg/m³). Con menor densidad, como en altitud o en climas cálidos, la curva se desplaza a la derecha.
La producción anual de energía (AEP) combina la curva con la distribución de frecuencias de velocidad del viento del emplazamiento, normalmente una distribución de Weibull:
El resultado es la AEP bruta. La AEP neta descuenta las pérdidas por estela (5–15 %), la disponibilidad (2–5 %), las pérdidas eléctricas (1–3 %), la degradación de las palas, el hielo y las limitaciones de producción; en los estudios financiables son habituales pérdidas totales del 15–20 %.
El comportamiento en campo se aparta de la curva garantizada por la intensidad de turbulencia, la cizalladura del viento a lo largo del rotor, el ángulo de entrada del flujo y la erosión del borde de ataque. La turbulencia suele aumentar la producción cerca del codo de la curva y reducirla cerca de la velocidad nominal.
Términos relacionados
Todos los términos →- Velocidad de arranque del viento
La velocidad de viento más baja, medida a la altura del buje, a la que un aerogenerador empieza a producir potencia eléctrica neta; en las máquinas modernas suele estar entre 2,5 y 4 m/s.
- Velocidad nominal del viento
La velocidad de viento más baja a la que un aerogenerador alcanza su potencia nominal, normalmente de 10 a 13 m/s en las turbinas modernas de gran escala.
- Velocidad de corte del viento
La velocidad de viento a la que un aerogenerador se detiene o reduce potencia para protegerse de cargas excesivas; en máquinas de gran escala suele ser 25 m/s (media de 10 minutos).
- Distribución de Weibull
Distribución de probabilidad de dos parámetros que describe con qué frecuencia se da cada velocidad de viento en un emplazamiento, definida por un factor de escala c y un factor de forma k.
- Límite de Betz
Fracción máxima teórica de la energía cinética del viento que puede extraer un rotor abierto: 16/27, es decir, alrededor del 59,3 %.
- Factor de capacidad
Relación entre la energía que una central produce realmente en un periodo y la que produciría funcionando a plena potencia nominal durante todo ese periodo.