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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN ENERGÍA.
FUNDAMNTOS DE MEDICIÓN Y
CARACTERIZACIÓN DEL VIENTO.
Dr. Erasmo Cadenas Calderón.
Indice.
• La naturaleza del viento.
• Determinación del recurso eólico.
• Estaciones de medición.
• Medición de viento en la Venta, Oaxaca
• Tratamiento estadístico de la información.
• Comentarios finales.
La Tierra
• La Tierra no es un esfera perfecta.
– Ecuador, se engrosa 21 km.
– Polo Norte está dilatada 10 m.
– Polo Sur está hundida unos 31 m.
La Atmósfera. • Mezcla de gases que rodea a un objeto celeste.
• Tiene un grosor aproximada de 1,100 km.
• Aproximadamente la mitad de su masa se
concentra en los 5.6 km más bajos.
• Los gases que la componen son:
– Nitrógeno (78%).
– Oxígeno (21%).
– Argón (0.9%).
– Dióxido de carbono (0.03%).
– Vapor de agua, trazas de hidrógeno, ozono, metano,
monóxido de carbono, helio, neón, kriptón y xenón.
La naturaleza del viento.
• El movimiento horizontal propio de la atmósfera, se le llama aire en
movimiento o viento.
• Los movimiento verticales o casi verticales se llaman corrientes.
• Los vientos se producen por diferencias de presión atmosférica,
atribuidas, sobre todo, a diferencias de temperatura.
• Las variaciones en la distribución de presión y temperatura se deben en
gran medida, a la distribución desigual del calentamiento solar, junto a
las diferentes propiedades térmicas de las superficies terrestres y
oceánicas.
• Los vientos pueden clasificarse en cuatro clases principales:
dominantes, estacionales, locales y, por último, ciclónicos y
anticiclónicos.
Vientos globales
Dirección del viento dominante.
• Los vientos están mucho más influenciados por la
superficie terrestre a altitudes de hasta 100 metros.
• El viento es frenado por la rugosidad de la superficie de la
tierra y por los obstáculos.
• Tratándose de energía eólica interesará conocer los vientos
de superficie y cómo calcular la energía aprovechable del
viento.
Dirección NE SO NE SE NO SE
Latitud 90-60°N 60-30°N 30-0°N 0-30°S 30-60°S 60-90°S
Velocidad y Potencia.
La potencia del viento está definida
de la siguiente manera:
Características del viento
Rugosidad (orografía)
Cizallamiento (Perfil de velocidades)
Determinación del recurso eólico
• Colección de datos empíricos
• Mediciones anemométricas
• Correlaciones
• Adquisición de datos en tiempo real
Colección de datos empíricos
Mediciones anemométricas
Estaciones de medición
Medición en la Venta Oaxaca Sitio Fecha Hora Temperatur
aVoltaje de Velocidad Desviación Velocidad Desviación Velocidad Desviación Velocidad Desviación Radiación Desviación Temperatu
raDesviación Presión Desviación Humedad Desviación
DataLogger Batería 40 m Estandar 30 m Estandar 20 m Estandar 10 m Estandar Solar Estandar del aire Estandar Barométrica
Estandar Relativa Estandar
Grados C Volts m/seg 40 m m/seg 30 m m/seg 20 m m/seg 10 m W/m2 Grados C in Hg %
Canal 1 Canal 2 Canal 4 Canal 5 Canal 9 Canal 10 Canal 11 Canal 12
1 99-01-01 0:00:00 22.9 12.7 13 1.34 12.39 1.4 11.48 1.4 10.25 1.4 13.7 0.6 22.7 0.1 29.74 0.01 88 1
1 99-01-01 1:00:00 22.5 12.7 13.51 1.46 12.97 1.6 12.05 1.6 10.88 1.67 13.8 0.4 22.7 0.1 29.72 0.01 88 0
1 99-01-01 2:00:00 22.5 12.7 14.45 1.4 13.91 1.46 13 1.53 11.7 1.6 13.9 0.4 22.4 0.1 29.72 0.01 90 1
1 99-01-01 3:00:00 22.5 12.6 13.77 1.6 13.25 1.6 12.42 1.6 11.17 1.67 14 0.6 22.7 0.1 29.72 0.01 89 0
1 99-01-01 4:00:00 22.1 12.6 12.79 1.4 12.29 1.46 11.45 1.46 10.25 1.53 14 0.6 22.4 0 29.72 0.01 90 0
1 99-01-01 5:00:00 22.1 12.6 13.07 1.46 12.52 1.53 11.67 1.53 10.5 1.53 14.1 0.7 22.4 0.1 29.72 0.01 89 0
1 99-01-01 6:00:00 22.1 12.6 14.26 1.46 13.65 1.53 12.69 1.6 11.42 1.67 15.8 3.7 22.4 0.1 29.72 0.01 88 1
1 99-01-01 7:00:00 22.5 13.5 13.29 1.74 12.9 1.74 12.05 1.74 10.91 1.74 104.3 76 23 0.2 29.72 0.01 83 2
1 99-01-01 8:00:00 24.6 13.7 12.39 1.9 12.09 1.9 11.33 1.9 10.3 1.82 307.1 79.4 24.2 0.5 29.74 0.01 76 3
1 99-01-01 9:00:00 27.2 13.7 10.56 1.67 10.39 1.67 9.81 1.6 9.07 1.6 515.1 72.8 25.7 0.5 29.72 0.01 69 3
1 99-01-01 10:00:00 29.4 13.4 9.37 1.46 9.3 1.46 9.02 1.4 8.48 1.4 675.2 51.5 27.3 0.5 29.69 0.01 62 2
1 99-01-01 11:00:00 31.5 13.3 9.42 1.03 9.37 1.13 9.02 1.18 8.43 1.23 779.4 26.9 28.5 0.5 29.69 0.01 57 2
1 99-01-01 12:00:00 33.3 13.3 8.01 1.18 8.05 1.23 7.75 1.23 7.3 1.28 811.7 6.2 29.7 0.4 29.63 0.02 52 2
1 99-01-01 13:00:00 35.4 13.4 4.55 1.28 4.41 1.34 4.25 1.28 3.94 1.34 771 29.3 32 0.5 29.6 0.02 44 3
1 99-01-01 14:00:00 38 13.4 3.98 1.08 3.92 1.08 3.75 1.13 3.46 1.18 653.7 58.6 32.6 0.2 29.55 0.01 41 2
1 99-01-01 15:00:00 39.7 13.3 2.19 1.34 2.21 1.28 1.96 1.4 1.52 1.46 493.2 66.8 33.6 0.5 29.55 0.01 36 4
1 99-01-01 16:00:00 39.3 13 4.26 1.03 4.15 0.99 3.94 0.99 3.47 0.99 294.9 90.4 33.3 0.7 29.57 0.01 21 4
1 99-01-01 17:00:00 35.9 12.9 4.51 1.08 4.41 1.08 4.09 1.08 3.51 1.08 89.6 90.4 28.8 1.5 29.6 0.02 54 11
1 99-01-01 18:00:00 31.1 12.8 3.71 0.7 3.46 0.8 2.93 0.91 2.02 1.18 10.8 1.5 25.4 0.6 29.66 0.01 74 2
1 99-01-01 19:00:00 27.7 12.8 2.21 0.7 1.82 0.83 1.24 0.8 0.19 0.4 12.1 0.9 23.9 0.5 29.66 0.01 80 1
1 99-01-01 20:00:00 25.1 12.7 1.01 0.76 1.34 0.91 1.44 1.03 0.75 0.76 12.6 0.1 21.8 0.6 29.69 0.01 84 1
1 99-01-01 21:00:00 22.9 12.7 1.66 0.5 1.86 0.42 1.77 0.4 1.45 0.64 13.6 0.8 20.4 0.1 29.72 0.01 86 1
1 99-01-01 22:00:00 22.1 12.7 2.32 0.95 2.09 0.87 1.68 0.76 0.55 0.8 14.5 0.9 20.7 0.4 29.72 0.01 86 1
1 99-01-01 23:00:00 21.6 12.7 4.92 0.5 4.08 0.45 2.99 0.54 1.34 0.61 15 0.5 20.7 0.4 29.72 0.01 82 3
Tabla 1. Mediciones parciales de viento en la Venta Oaxaca, México, realizadas por CFE,
en el año de (1999)
Flujo de la información
Tratamiento Estadístico
• MINITAB
• Distribución de Frecuencias (Histogramas)
• Distribuciones de probabilidad (Normal,
Weibull)
• Comentarios finales.
MINITAB
Distribución de Frecuencias
(Histogramas)
3020100
200
100
0
Enero-Marzo (40m)
Fre
cuencia
Histograma para la Venta Oaxaca (1999)
Distribución de Frecuencias
(Histogramas)
Punto Medio Cantidad
0 65 *******
2 245 *************************
4 223 ***********************
6 219 **********************
8 128 *************
10 104 ***********
12 119 ************
14 266 ***************************
16 323 *********************************
18 206 *********************
20 142 ***************
22 67 *******
24 16 **
26 10 *
28 20 **
30 7 *
Distribuciones de probabilidad
(Normal, Weibull)
La Venta, Oaxaca
Comportamiento Anual
0 10 20 30
0
100
200
300
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta, Oaxaca (1999)
Periodo de Medición: Enero - Diciembre
Altura de la Medición: 30 m
Análisis Mensual
0 10 20
0
10
20
30
40
50
60
70
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta, Oaxaca (1999)
Periodo de Medición: Enero
Altura de la Medición: 30 m
0 10 20 30
0
10
20
30
40
50
60
70
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta, Oaxaca (1999)
Periodo de Medición: Febrero
Altura de la Medición: 30 m
20100
70
60
50
40
30
20
10
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca (1999)
Altura de la Medición: 30 mPeriodo de Medición: Marzo
2520151050
100
50
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca (1999)
Altura de la Medición: 30 m
Periodo de Medición: Abril
Análisis Mensual
151050
50
40
30
20
10
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca (1999)
Altura de la Medición: 30 m
Periodo de Medición: Mayo
151050
60
50
40
30
20
10
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca de (1999)
Altura de la Medición: 30 m
Periodo de la Medición: Junio
151050
50
40
30
20
10
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca (1999)
Altura de la Medición: 30 mPeriodo de Medición: Julio
0 5 10 15
0
10
20
30
40
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca (1999)
Periodo de Medición: Agosto
Altura de la Medición: 30 m
Análisis Mensual
151050
40
30
20
10
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca (1999)
Altura de la Medición: 30 m
Periodo de Medición: Septiembre
20100
60
50
40
30
20
10
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca (1999)
Altura de la Medición: 30 m
Periodo de Medición: Octubre
20100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca (1999)
Altura de la Medición: 30 m
Periodo de Medición: Noviembre
0 10 20
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
La Venta Oaxaca (1999)
Periodo de Medición: Noviembre
Altura de la Medición: 30 m
Análisis Estacional
Otoño_Invierno
3020100
200
100
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
Otoño_Invierno
Estacional
151050
100
50
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
Verano
20100
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
Otoño
3020100
150
100
50
0
Velocidad (m/s)
Fre
cu
en
cia
Invierno
Comentarios finales
• Instalación de Centrales de medición.
• Tratamiento estadístico.
• Uso de la computadora.
• Equipo confiable y preciso.
• Necesario un análisis estacional.
![Betreute Dissertationen und Abschlussarbeiten · BETREUTE DISSERTATIONEN UND ABSCHLUSSARBEITEN 4 3.98 [An der Universität Augsburg:] Nina Gasser: „Identitätskonstruktion und Transkulturalität](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5bc3e45d09d3f29f4d8d65d9/betreute-dissertationen-und-abschlussarbeiten-betreute-dissertationen-und-abschlussarbeiten.jpg)
