Embed Size (px)
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
![Proves dʼAccés a la Universitat. Curs 2011-2012b) Expliqueu la importància de l’energia eòlica en el conjunt de l’energia elèctrica produïda a Espanya. [1,5 punts] 4. Exposeu](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5f08824f7e708231d4225c9f/proves-daccs-a-la-universitat-curs-2011-2012-b-expliqueu-la-importncia-de.jpg)