Las turbinas de viento son capaces de hacer girar sus cuchillas en las laderas, en el océano, junto a las fábricas y encima de las casas. La idea de dejar que la naturaleza proporcione energía gratuita a su hogar puede parecer atractiva, pero es importante aprender a calcular la salida de la turbina eólica antes de comprar una, y particularmente importante para entender la diferencia entre la capacidad nominal de la máquina y el rendimiento real que puede esperar de ello. Consulte los mapas de viento proporcionados por National Renewable Energy Laboratory para saber si la velocidad del viento y la disponibilidad en su área hacen que la energía eólica sea una buena opción para su hogar.
Wind Speed
La mayoría de las turbinas eólicas están hechas de cuchillas montadas en el rotor que se asemejan a las hélices de los aviones. Cuando el aire los atraviesa, hacen que el rotor gire un eje que alimenta a un generador eléctrico. La mayoría de las turbinas se apagan automáticamente cuando las velocidades del viento alcanzan aproximadamente 88.5 kilómetros por hora (55 millas por hora) para evitar daños mecánicos. Esto reduce la producción de electricidad cuando hay fuertes vientos y las personas necesitan energía continua del viento. Tampoco producen electricidad si el viento sopla demasiado lento. Si la velocidad del viento disminuye a la mitad, la producción de energía disminuye en un factor de ocho. El tiempo durante el cual las condiciones del viento son óptimas en una región determinada define la disponibilidad de la turbina eólica. Las turbinas ubicadas en lugares más altos reciben más viento, lo que se traduce en una mayor producción. Cada uno tiene un rango de velocidad del viento, entre 30 y 50 millas por hora, en el que opera de manera óptima.
Clasificación de eficiencia
Las turbinas eólicas modernas usan una variedad de diseños destinados a ayudarlos capturar el viento de manera más eficiente. La eficiencia es un valor importante que debe conocerse al evaluar una turbina eólica. En un mundo ideal, una turbina convertiría el 100 por ciento del viento que pasa a través de las palas en energía. Debido a factores tales como la fricción, estas máquinas solo tienen índices de eficiencia de entre el 30 por ciento y el 50 por ciento de la producción de potencia nominal. La potencia de salida se calcula de la siguiente manera: potencia = [(densidad del aire) veces (área barrida de las palas) veces (velocidad del viento en cubos)] dividida por 2. El área está en metros cuadrados, la densidad del aire está en kilogramos por metro cúbico y la velocidad del viento está en metros por segundo.
Distinciones críticas
El hecho de que una turbina eólica tenga una calificación de capacidad de 1.5 megavatios, eso no significa que producirá mucha potencia en la práctica. Las turbinas de viento comúnmente producen considerablemente menos que la capacidad nominal, que es la cantidad máxima de energía que podría producir si funcionara todo el tiempo. Por ejemplo, una turbina eólica de 1,5 megavatios con un factor de eficiencia del 33 por ciento puede producir solo medio megavatio en un año, menos si el viento no sopla con fiabilidad. Las turbinas de escala industrial generalmente tienen capacidades de 2 a 3 megavatios. Sin embargo, la cantidad de energía que realmente se produce se reduce por la eficiencia y la disponibilidad de viento: el porcentaje de tiempo que una unidad tiene suficiente viento para moverse.
Consejos sobre la compra de la turbina eólica
Si conoce la unidad capacidad y factores de eficiencia, puede calcular su producción anual estimada utilizando la siguiente fórmula: (365 días por año) veces (24 horas por día) veces (capacidad máxima) veces (factor de capacidad) es igual a los kilovatios hora esperados por año. Por ejemplo, se esperaría que una turbina con una capacidad nominal de 1.5 megavatios y un factor de eficiencia del 25% produzca lo siguiente: 365 * 24 * 1.500 (kW) * .25 = 3,285,000 kilovatios hora por año. Este cálculo supone la disponibilidad de viento las 24 horas del día durante todo el año. En la aplicación práctica, esto no sucede. Puede usar los mapas eólicos de NREL para ajustar sus cifras de tiempo para obtener una figura más precisa y específica de la ubicación.
