Potencia de turbina eólica
P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp
Respuesta rápida
Esta calculadora resuelve P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp para Potencia de salida. Con Área barrida 100 cm², Velocidad del viento 10 m/s, Coeficiente de potencia 50 %, el resultado es 3.063 W.
Calculadora
Fórmula
Descripción
La potencia de salida de una turbina eólica depende de la densidad del aire (aproximadamente 1,225 kg/m³ a nivel del mar), el área barrida del rotor, el cubo de la velocidad del viento y el coeficiente de potencia. La relación cúbica con la velocidad del viento significa que duplicar la velocidad del viento aumenta la potencia ocho veces, haciendo que la selección del emplazamiento y la altura de la torre sean críticas. El límite de Betz establece el coeficiente de potencia máximo teórico en 16/27 (aproximadamente 0,593), lo que significa que ninguna turbina puede extraer más del 59,3% de la energía cinética del viento. Las turbinas prácticas logran un Cp de 0,35-0,45.
Variables
- P — Potencia eléctrica de salida (W)
- A — Área barrida del rotor (m²)
- v — Velocidad del viento (m/s)
- Cp — Coeficiente de potencia (0-0,593, adimensional)
Notas prácticas
La densidad del aire disminuye con la altitud (aproximadamente 1,112 kg/m³ a 1000m de elevación) y aumenta con temperaturas más bajas. Las pequeñas turbinas residenciales (1-5 kW) suelen tener rotores de 2-4m de diámetro, mientras que las turbinas a escala de servicios públicos alcanzan diámetros de 150m+ con potencias nominales de 5-15 MW. La velocidad de arranque es típicamente de 3-4 m/s, la velocidad nominal de 12-15 m/s, y la velocidad de parada de 25 m/s.
Símbolos y unidades
| Símbolo | Significado | Unidad por defecto | Unidades aceptadas |
|---|---|---|---|
| P | Potencia de salida | W | µW, mW, W, kW |
| A | Área barrida | m² | mm², cm², m² |
| v | Velocidad del viento | m/s | mm/s, m/s, km/s |
| Cp | Coeficiente de potencia | — | —, % |
Paso a paso
- 1. Datos conocidos: Área barrida 100 cm², Velocidad del viento 10 m/s, Coeficiente de potencia 50 %
- 2. La relación: P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp
- 3. Sustituir: A = 100 cm², v = 10 m/s, Cp = 50 %
- 4. Resultado: Potencia de salida = 3.063 W
Ejemplos resueltos
Rango mínimo
Datos: Área barrida 10 mm², Velocidad del viento 10 mm/s, Coeficiente de potencia 2.5 %
Resultado: Potencia de salida = 1.53 × 10⁻⁷ µW
Rango bajo
Datos: Área barrida 1 cm², Velocidad del viento 100 mm/s, Coeficiente de potencia 25 %
Resultado: Potencia de salida = 0.01531 µW
Típico
Datos: Área barrida 100 cm², Velocidad del viento 10 m/s, Coeficiente de potencia 50 %
Resultado: Potencia de salida = 3.063 W
Rango alto
Datos: Área barrida 1 m², Velocidad del viento 100 m/s, Coeficiente de potencia 0.8
Resultado: Potencia de salida = 490 kW
Rango máximo
Datos: Área barrida 10 m², Velocidad del viento 1 km/s, Coeficiente de potencia 8
Resultado: Potencia de salida = 4.9 × 10⁷ kW
Cómo varía Potencia de salida con Área barrida
| Área barrida (entrada) | Potencia de salida (resultado) |
|---|---|
| 10 cm² | 0.3063 W |
| 25 cm² | 0.7656 W |
| 50 cm² | 1.531 W |
| 75 cm² | 2.297 W |
| 100 cm² | 3.063 W |
| 150 cm² | 4.594 W |
| 200 cm² | 6.125 W |
| 400 cm² | 12.25 W |
| 0.07 m² | 21.44 W |
| 0.1 m² | 30.63 W |
El mismo resultado en otras unidades
| Unidad | Valor |
|---|---|
| µW | 3063000 |
| mW | 3063 |
| W | 3.063 |
| kW | 0.003063 |
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¿Cómo se calcula Potencia de turbina eólica?
Usa P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp. Con Área barrida 100 cm², Velocidad del viento 10 m/s, Coeficiente de potencia 50 %, Potencia de salida resulta 3.063 W.
¿Cuál es la fórmula de Potencia de turbina eólica?
La fórmula es P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp. La potencia de salida de una turbina eólica depende de la densidad del aire (aproximadamente 1,225 kg/m³ a nivel del mar), el área barrida del rotor, el cubo de la velocidad del viento y el coeficiente de potencia.
¿Qué unidades usa Potencia de turbina eólica?
Potencia de salida se muestra en µW, mW, W, kW. Los valores se guardan internamente en unidades base del SI, así que puedes mezclar prefijos sin convertir a mano.
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