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.
El rozamiento con el terreno, los cultivos, los bosques y los edificios frena las capas más bajas de la atmósfera y crea un gradiente vertical de velocidad del viento. Las evaluaciones de recurso eólico extrapolan las mediciones de una torre meteorológica o de un lidar a la altura de buje con uno de estos dos perfiles:
Ley logarítmica: v(h) = vref ln(h / z0) / ln(href / z0)
Valores típicos del exponente de cizalladura α y de la longitud de rugosidad z0:
- Mar abierto: α ≈ 0,08–0,12, z0 ≈ 0,0002 m
- Pradera abierta: α ≈ 0,14–0,16 (la clásica «ley de 1/7»), z0 ≈ 0,03 m
- Tierras de cultivo con setos: α ≈ 0,2, z0 ≈ 0,1 m
- Bosque y zonas periurbanas: α ≈ 0,25–0,4, z0 ≈ 0,5–1 m
La cizalladura cambia según la hora del día. De noche, una capa límite estable puede dar valores de α superiores a 0,4 y chorros de bajo nivel, y por eso muchos emplazamientos de interior producen más de noche; en las tardes soleadas, la mezcla convectiva aplana el perfil.
Para una turbina, la cizalladura significa que la parte alta de un rotor de 170 m recibe un viento mucho más fuerte que la baja, lo que provoca cargas cíclicas en las palas (una de las causas de fatiga) y desviaciones respecto a la curva de potencia garantizada. Por eso la IEC 61400-12-1 recomienda usar la velocidad de viento equivalente del rotor, medida a varias alturas.
Términos relacionados
Todos los términos →- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Eólica marina
Aerogeneradores instalados en el mar o en grandes lagos, normalmente sobre cimentaciones fijas en aguas de hasta unos 60 m de profundidad, que aprovechan vientos más fuertes y constantes que en tierra.