Potencia de turbina eólica

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.