Densidad de potencia eólica
Potencia media disponible en el viento por metro cuadrado de superficie perpendicular al flujo, en W/m²; es la medida estándar de la calidad del recurso eólico.
La densidad de potencia eólica (WPD) mide el flujo de energía cinética a través de una superficie vertical, antes de aplicar ningún rendimiento de turbina:
Lo que cuenta es la media de la velocidad al cubo, ⟨v³⟩, no el cubo de la velocidad media. Con una distribución de Weibull de tipo Rayleigh (k = 2), la media del cubo es unas 1,91 veces el cubo de la media. Por eso un emplazamiento con 7 m/s de media y densidad del aire a nivel del mar tiene una WPD de unos 0,5 × 1,225 × 343 × 1,91 ≈ 400 W/m², no de 210 W/m².
Clases de recurso orientativas a 100 m de altura:
- Menos de 200 W/m²: marginal para eólica a gran escala
- 300–500 W/m²: buenos emplazamientos terrestres
- 500–800 W/m²: excelente, como las Grandes Llanuras de EE. UU., la Patagonia y las costas escocesas
- Más de 800 W/m²: emplazamientos marinos y de cresta excepcionales, mar del Norte y océano Austral
La densidad del aire ρ escala la WPD directamente: baja alrededor de un 10 % por cada 1.000 m de altitud y varía un 3–4 % por cada 10 °C, así que un emplazamiento costero frío rinde más que una meseta calurosa con las mismas velocidades de viento. Solo se puede captar hasta el límite de Betz del 59 %, y las turbinas reales convierten aproximadamente un 40–47 %. El Global Wind Atlas cartografía la WPD en todo el mundo a 10, 50, 100, 150 y 200 m de altura; consulta también el mapa de potencial eólico de este sitio.
Términos relacionados
Todos los términos →- 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 %.
- Área barrida
Superficie del círculo que describen las palas de un aerogenerador al girar; la potencia es directamente proporcional a ella, y crece con el cuadrado del diámetro del rotor.
- Cizalladura del viento
Variación de la velocidad del viento (y a veces de su dirección) con la altura sobre el suelo, causada por la rugosidad del terreno y la estabilidad atmosférica.
- Altura de buje
Altura del centro del rotor de un aerogenerador sobre el suelo o el nivel del mar; con bujes más altos se alcanzan vientos más fuertes y constantes, uno de los motivos principales de la subida de los factores de capacidad.