L’ENERGIA EÒLICA - gencat.cat · 1. Què és l’energia eòlica? L’Energia eòlica El SOL...

Preview:

Citation preview

L’ENERGIA EÒLICA

Josep FumadóCresol, Solucions

Energètiques Locals

L’Energia eòlica

1. Què és l’energia eòlica?

2. Comportament del recurs eòlic

3. L’energia eòlica en el desenvolupament humà

4. Potencial eòlic

5. Tecnologia

6. L’energia eòlica en l’actualitat: Avantatges i inconvenients

7. Aplicacions

8. Normativa

9. Exemple de càlcul

INDEX

1. Què és l’energia eòlica?

L’Energia eòlica

El SOL escalfa de manera diferent les diferents zones de la terra.

Aquesta diferència de temperatura i el moviment de rotació de la terra provoca el moviment de l’aire.

Vents globals.

És l’energia de l’aire en moviment, es a dir, del vent.

2. Comportament del recurs eòlic

Els vents locals són provocats pel clima i l’orografia.BRISA MARINA VENT DE MUNTANYA

L’Energia eòlica

3. L’energia eòlica en el desenvolupament humà

L’Energia eòlica

Antigament, s’utilitzà per a propulsar naus marines i moure molins de gra.

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Medició del vent:

Per a mesurar l’energia eòlica s’utilitzen principalment4 instruments:

VeletaTermòmetreBaròmetreAnemòmetre

L’Energia eòlica

Anemòmetre de cassoletes:

És un aerogenerador en miniatura, on la seva velocitat de rotacióo l’energia produïda és proporcional a la velocitat del vent.

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Anemòmetre de fil calent:

Es basa en el principi que quan més gran és la massa d’aireque circula major és la calor que perd un cos exposat a aquestcorrent d’aire.

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Anemòmetre de turbina:

En certa manera és molt similar al de cassoleta,

Però té la particularitat que es pot mesurar la velocitat del ventd’una determinada direcció.

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Anemòmetres sònics :

Es basen en la interferència a la velocitat de propagació del soamb el moviment de l’aire.

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Anemòmetres basats en la pressió d’estancament del vent

S’idea un sistema que permeti transformar l’energiacinètica del vent en pressió.

Mesurant aquesta pressió haurem mesurat la velocitat de la corrent d’aire.

4. Potencial eòlic

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Per tal d’avaluar el potencial eòlic d’una corrent d’aireés molt important conèixer la pressió i la temperatura d’aquest.

Ja que, l’energia cinètica depén del flux màssic i no com espodria pensar del flux volumètric.

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Llei de Betz Cabal masic

Pot extreta

Pot. disponible

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

representacio llei de Beltz

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 0.5 1 1.5

v1/v2

P/P

tota

l

Limit de Betz

(P/Pd) max= 0.59Per a v2=1/3 v1

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Limit de Betz

L’Energia eòlica

Per a poder avaluar el comportament d’un aerogenerador tambéés molt important conèixer les direccions del vent.

Per a mesurar la direcció del vent són utilitzades veletesque registren la direcció del vent.

4. Potencial eòlic

Mapes Eòlics

L’Energia eòlica

Amb les anterior mesures es poden generar mapes de vents, roses de direcció de vent, així com taules amb les freqüènciesper a cada orientació i velocitat del vent. Aquestes dades no sempre són només utilitzades de maneradirecta sinó que normalment, combinades amb d’altres sónutilitzades per a confeccionar models meteorològics per a predir el vent o per a validar aquests models.

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Mapa eòlic català

Mapes Eòlics

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

Rosa dels vents

La rosa dels vents és la representaciógràfica del percentatge de les orientacions del vent.

4. Potencial eòlic

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Components d’un aerogenerador

AlepsGóndola Controlador

GeneradorTorreTransmisió

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Segons la posició de l’aerogenerador tenim:

EIX VERTICAL

Tipus aerogeneradors:

Darrieus

Sabonius

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Darrieus:

Consisteix en 2 o 3 arcs que girenal voltant de l’eix.

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Sabonius:

2 o més files de semicilindrescol.locats oposadament.

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Altres tipus2 o més files de semicilindrescol.locats oposadament.

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Segons la posició de l’aerogenerador tenim:

EIX HORITZONTAL

Són els més habituals, i en ells s’ha centrat l’esforç de diseny en els últims anys.

A barlovent: Les pales estan aigües amunt de la màquina.

A sotavent: amb les pales aigües avall de la màquina.

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

EIX HORITZONTAL

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Segons el nombre de pales:

Una pala

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Segons el nombre de pales:

Dues pales

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Segons el nombre de pales:

Tres pales

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Segons el nombre de pales:

Multipales:

L’Energia eòlica

5. Tecnologia

Segons el tipus de generador elèctric acoblat:

Aerogeneradors asíncronsAerogeneradors síncrons

L’Energia eòlica

6. L’energia Eòlica en l’actualitat:

Transforma l’energia cinètica de l’aire en energia mecànica i electricitatmitjançant molins eòlics.

Està experimentant un gran creixement a nivell mundial degut a una bona rendibilitat econòmica.

Espanya és el segon país del mòn amb més potencia eòlica instal·lada(8.263 MW instal·lats al 2004).

A Catalunya la potencia instal·lada era de 94’4 MW el 2004, molt inferior a la d’altres comunitats autònomes.

L’Energia eòlica

6. L’energia Eòlica en l’actualitat: Avantatges i Inconvenients

Energia del vent no homogènia

Ubicacions remotes, necessitat del transport de l’energia

Impacte visual i paisatgístic

Inconvenients

Avantatges

Energia renovable

L’Energia eòlica

7. Aplicacions

- Generació electricitat aïllada

- Generació d’electricitat per injectar a xarxa

- Bombeig d’aigua

• Sistemes Mecànics

• Sistemes Elèctrics

L’Energia eòlica

7. Aplicacions

- Generació electricitat aïllada

L’Energia eòlica

7. Aplicacions

- Generació d’electricitat per injectar a xarxa

L’Energia eòlica

7. Aplicacions

- Bombeig d’aigua

L’Energia eòlica

7. Aplicacions

- Aplicacions hidràuliques

L’Energia eòlica

8. Normativa

DECRET 174/2002, d’11 de juny, regulador de laimplantació de l’energia eòlica a Catalunya.

L’Energia eòlica

8. Normativa

L’Energia eòlica

8. Exemple de càlcul

Per a calcular l’energia produïda per un areogenerador son necessàries :

Característiques del aerogenerador(corba)

Valor estadístics del vent a la ubicació del aerogenerador.

L’Energia eòlica

8. Exemple de càlcul

Per aquest cas el molí escollit es un Whisper H80 de la firma: Sowthwest windpower

Amb la següent corba: Corba de potència del generador eòlic

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.0

011

.00

12.0

013

.00

14.0

015

.00

16.0

017

.00

18.0

019

.00

20.0

021

.00

Velocitats de vent (m/s)

Potè

ncia

(W)

L’Energia eòlica

8. Exemple de càlcul

Notar la diferencia d’un aerogenerador amb un ideal

Cp max =0.34

Cp max Betz= 0.59

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0.00 10.00 20.00 30.00

vel vent m/s

pot W

soutwest windpowerwisper

ideal betz

pot total

L’Energia eòlica

8. Exemple de càlcul

Notar la diferencia d’un aerogenerador amb un ideal

Cp max =0.34

Cp max Betz= 0.59

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

0.00 10.00 20.00 30.00

vel vent m/s

pot W

soutwest windpowerwisperideal betz

pot total

L’Energia eòlica

8. Exemple de càlcul

Característiques meteorològiques:

313031303131303130312831N (nº dies mes)

5.374.864.344.033.934.033.934.134.654.755.175.17velocitat mitjana alçada torre

5.204.704.203.903.803.903.804.004.504.605.005.00velocitat mitjana vent (m/s)

1.801.701.601.702.202.202.001.901.901.801.801.80Paràmetre Weibull (k)

desembre

novembre

octubre

setembreagostjulioljunymaigabrilmarçfebrergenermes

L’Energia eòlica

8. Exemple de càlcul

Característiques meteorològiques:

Probabilitats de que faci unvent entre dues vel. Determinades amb una distribució weibull

0.0020.00

0.0019.00

0.0018.00

0.0017.00

0.0016.00

0.0015.00

0.0014.00

0.0113.00

0.0112.00

0.0211.00

0.0310.00

0.059.00

0.078.00

0.097.00

0.116.00

0.135.00

0.144.00

0.133.00

0.112.00

0.071.00

genervelocitat

L’Energia eòlica

8. Exemple de càlcul

0.063657998080.0020.00

0.146230268540.0019.00

0.320601558930.0018.00

0.674930889300.0017.00

1.363931999650.0016.00

2.628782869920.0015.00

4.8123140810070.0014.00

8.3635007410100.0113.00

13.866977410070.0112.00

21.35402429730.0211.00

30.51833969120.0310.00

40.18651768250.059.00

45.2317396700.078.00

43.49370294900.097.00

34.59204923140.116.00

22.16548741730.135.00

10.6264813770.144.00

0.9436804470.133.00

000.112.00

000.071.00

pot generada

corvaaerogeneradorprovalittvelocitat

Multiplicant el percentatge dela vel. probable per la energia produïda per l’aerogeneradorper aquesta vel. S’obté l’energia per a cada mes (gener)

L’Energia eòlica

8. Exemple de càlcul

Energia produïda per cada bloc de velocitat APORTACIÓ DE POTÈNCIA DE CADA BLOC DE

VELOCITAT DE VENT (MITJANA ANUAL)

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.0

011

.00

12.0

013

.00

14.0

015

.00

16.0

017

.00

18.0

019

.00

Velocitat de vent (m/s)

Pot

ènci

a pa

rcia

l apo

rtada

(W)

L’Energia eòlica

8. Exemple de càlcul

Energia produïda per cada bloc de velocitat

PROBABILIDADES DE VIENT DISTRIBUCIÓN DE WEIBULL

0.00%

2.00%

4.00%

6.00%

8.00%

10.00%

12.00%

14.00%

16.00%

18.00%

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.0

011

.00

12.0

013

.00

14.0

015

.00

16.0

017

.00

18.0

019

.00

20.0

0

Velocidades de viento probable (m/s)

Prob

abili

dad

L’Energia eòlica

8. Fi

Recommended