• Author / Uploaded
• orxikiu

Citation preview

Unidad 3: Fase 5 - Calcular el potencial eléctrico de un aerogenerador de energía

Estudiante: Carlos Eduardo García pacheco Cód. 1049620516 Catherine Alvarez Cód. 1106789774 Angie Paola Cadena Cód. Xiomara Quiroga Cód. 1022939778

Tutor Cesar Augusto Guarín

Grupo 12

Universidad Nacional Abierta y a Distancia - UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y Del Medio Ambiente Programa de Ingeniería Ambiental 2019

Objetivos Objetivo General Identificar por medio de fórmulas la potencia eléctrica del proyecto que se espera aplicar en el municipio de Belén – Nariño, para valorar la viabilidad del proyecto de acuerdo a la velocidad del viento y otras variables. Objetivos específicos   

Identificar cada una de las variables con el fin de poder calcular la potencia eléctrica del proyecto. Valorar e inferir en el desarrollo de cada uno de los ejercicios para analizar la viabilidad y su aplicabilidad en la zona de aplicación. Comprender el desarrollo de cada una de las fórmulas propuestas y la función que cumple en el debido desarrollo del proyecto.

Alcance En el presente trabajo se espera dar solución a los diferentes ejercicios relacionados con la potencia eléctrica y la potencia del viento, al obtener los resultados se puede empezar a generar los análisis de viabilidad del proyecto obteniendo así una mejor observación de lo que se espera hacer en el Municipio de Belén – Nariño.

DESARROLLO FASE 5 EJERCICIOS 1. El viento generalmente tiene cambios continuos de velocidad. Pero si consideramos una serie de intervalos de velocidad del viento, a lo largo del año el viento habrá estado soplando un determinado número de horas con velocidades comprendidas en ese intervalo. Esto es lo que se llama una distribución del viento. En este trabajo supondremos la siguiente distribución del tanto por ciento del tiempo que sopla el viento dentro de un determinado intervalo de velocidades:

Fuente: Autor Entonces para cada intervalo de velocidad del viento podemos calcular su potencia y durante que fracción del tiempo el viento soplará con esa velocidad, y por tanto podemos calcular la energía eléctrica generada en un año, siempre y cuando esa velocidad esté comprendida entre las velocidades de corte mínima y máxima. Para realizar el cálculo se supondrá que las hélices del generador eólico se orientan con respecto al viento para recibirlo de cara en todo momento. En este trabajo consideraremos aerogeneradores con una superficie barrida por las hélices de 5 m de diámetro, con una longitud de cilindro de 5 m y que solo pueden funcionar para velocidades mayores de 20 km/h y menores que 100 km/h y cuya eficiencia es del = 80%. La densidad del aire depende del valor diario de la presión y temperatura de la atmósfera, pero tomaremos un valor medio de densidad = 1,25 kg /m3. Calcular Potencia del Viento y Potencia Eléctrica.

DESARROLLO Carlos Eduardo Garcia 2. Si un diámetro de rotor de turbina es de 108 mm (milímetros) y la velocidad del viento es de 470 *dm/h la potencia nominal aproximada es de? Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m 3 a nivel del mar). *: decímetros Datos Diámetro = 108 (milímetros) =

10,8 decímetros

R= 54 mm (milímetros) = 5,4 decímetros V = 470dm/h

=

4.70 m/s

ρ=¿Densidad de aire = ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar). área=π∗r 2 área=3.1416∗5,4 2 área=91 m2

M=

m =ρAV =1,2 kg /m 3∗91m 2∗4,7m/s t

¿ 513 kg /s

1 513 kg 1 2 2 Potencia del viento= M V =¿= ∗¿ 2 s Potencia del viento=241 j 3. Si la potencia nominal es de 750 MW, ¿cuál es el diámetro del rotor de turbina?, si: Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar), Velocidad promedio 150 km/h.

El diámetro del rotor es 103 m Explicación pasó a paso: La ecuación que define la potencia de una turbina está dada por la siguiente expresión: Pot = 1/2 (ρAV²) Donde: ρ = 1,2 kg/m³ A = πR²

V = 150 m/s Sustituyendo los valores obtenemos: 750*10³W = 1/2 (1,2 kg/m³ * πR² * 150 m/s) Despejamos R R² = 2*750*10³W / 1,2 kg/m³ * π * 150 m/s R = √ 1500*10³W / 180π kg/m²s R = 51,50 m Para obtener el diámetro del rotor solo multiplicamos por 2 Diámetro = 2 *51,50 = 103m 4. ¿A que refiere el efecto corolisis del viento? Explicar son sus propias palabras. Dar un punto de vista asociado desde la parte ambiental con la rotación de la tierra. El efecto o fuerza Coriolis es uno de los fenómenos más interesantes que ocurren en la Tierra, Es la fuerza invisible por la que la trayectoria del aire u objetos en movimiento se modifica debido a la rotación de la Tierra, así que las masas de aire se desvían en direcciones predecibles. En realidad, es una fuerza a la que se sujetan los fluidos del planeta que están en desplazamiento. La fuerza Coriolis tiene efectos importantes en objetos grandes y que viajan largas distancias a través de la Tierra, pero no tiene efectos significativos sobre objetos pequeños. Referencia Bibliográfica: oceanservice http://oceanservice.noaa.gov/education/kits/currents/05currents1.html 5. ¿Debido a la temperatura, cuando el aire es pesado o frio tiende a? explique con sus propias palabras. La presión del aire también puede cambiar con la temperatura. El aire caliente se eleva y la presión baja. Por otro lado, el aire frío baja y la presión atmosférica sube. Una de las reglas generales del pronóstico del tiempo es que cuando hay presión baja se pueden formar tormentas. La presión alta, en general, se asocia con el buen clima. Catherine Alvarez En este trabajo consideraremos aerogeneradores con una superficie barrida por las hélices de 5 m de diámetro, con una longitud de cilindro de 5 m y que solo pueden funcionar para velocidades mayores de 20 km/h y menores que 100 km/h y cuya eficiencia es del = 80%. La densidad del aire depende del valor diario de la presión y temperatura de la atmósfera, pero tomaremos un valor medio de densidad = 1,25 kg /m 3. Calcular Potencia del Viento y Potencia Eléctrica. Datos Densidad: 1,25kg

Longitud: 5m Eficiencia n: 80/100=0,8 1. 24 km/h Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1 h 1 km m 24 =6.67 3600 s s Calculamos la velocidad real m 6.67 ∗19.09 s m =1,27 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 ) A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81 m 2∗6,67 =6545 t s s m Calculamos el potencial del viento 1 kg J PV = ∗6545 ∗296,3=969629,63 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗969629,3=775703,7 2. 32 km/h Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1 h 1 km m 32 =8,89 3600 s s Calculamos la velocidad real m 8,89 ∗18,05 s m =1,60 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 ) A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81 m 2∗79,01 =11636 t s s m Calculamos el potencial del viento

1 kg J PV = ∗11636 ∗296,3=4086011,28 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗969629,3=3268809,0 3. 40 km/h Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1 h 1 km m 40 =11,11 3600 s s Calculamos la velocidad real m 11,11 ∗14,51 s m =1,61 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 ) A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81m 2∗123,46 =18180,56 t s s m Calculamos el potencial del viento 1 kg J PV = ∗18180,56 ∗1371,74=12469516,84 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗12469516,84=9975613,5 4. 48 km/h Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1 h 1 km m 48 =13,33 3600 s s Calculamos la velocidad real m 13,33 ∗10,15 s m =1,35 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 )

A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81 m 2∗177,78 =26180,0 t s s m Calculamos el potencial del viento 1 kg J PV = ∗25180,0 ∗2370,37=31028148,15 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗31028148,15=24822518,5 5. 56 km/h Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1 h 1 km m 56 =15,56 3600 s s Calculamos la velocidad real m 15,56 ∗6,25 s m =0,97 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 ) A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81 m 2∗241,98 =2290,75 t s s m Calculamos el potencial del viento 1 kg J PV = ∗2290,75 ∗3764,06=4311260,63 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗4311260,63=3449008,5 6. 64 km/h Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1 h 1 km m 64 =17,78 3600 s s

Calculamos la velocidad real m 17,78 ∗3,42 s m =0,61 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 ) A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81 m 2∗316,05 =46542 t s s m Calculamos el potencial del viento 1 kg J PV = ∗46542 ∗5618,66=130752360,92 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗130752360,92=104601888,7 7. 72 km/h Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1 h 1km m 72 =20,00 3600 s s Calculamos la velocidad real m 20,00 ∗1,67 s m =0,33 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 ) A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81m 2∗400,0 =2945,25 t s s m Calculamos el potencial del viento 1 kg J PV = ∗2945,25 ∗8000,00=11781000,00 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗11781000,00=9424800 8. 80 km/h

Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1h 1 km m 80 =22,22 3600 s s Calculamos la velocidad real m 22,22 ∗0,73 s m =0,16 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 ) A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81 m 2∗493,83 =72722,2 t s s m Calculamos el potencial del viento 1 kg J PV = ∗72722,2 ∗10973,94=399024538,94 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗399024538,94=319219631 9. 88 km/h Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1h 1 km m 88 =24,44 3600 s s Calculamos la velocidad real m 24,44 ∗0,29 s m =0,07 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 ) A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81 m 2∗597,53 =87993,89 t s s m

Calculamos el potencial del viento 1 kg J PV = ∗87993,89 ∗14606,31=642633010,21 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗642633010,21=514106408,2 10. 96 km/h Convertimos km/h a m/s así km ∗1000 m h ∗1 h 1 km m 96 =26,67 3600 s s Calculamos la velocidad real m 26,67 ∗0,1 s m =0,03 100 s Calculamos el Área A=2∗3,1416∗2,5∗( 5+2,5 ) A=117,81 Hallamos la masa por unidad de tiempo m kg m kg M = =pAV =1,2 3 ∗117,81 m 2∗711,11 =104120 t s s m Calculamos el potencial del viento 1 kg J PV = ∗104120 ∗18962,96=992900740,74 2 s s Por último, calculamos la potencia eléctrica Eficiencia n∗Potencia del viento 0,8∗992900740,74=794320592,6 2. Si un diámetro de rotor de turbina es de 108 mm (milímetros) y la velocidad del viento es de 470 *dm/h la potencia nominal aproximada es de? Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar). *: decímetros 

3. Si la potencia nominal es de 750 MW, ¿cuál es el diámetro del rotor de turbina?, si: Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar), Velocidad promedio 150 km/h. 4. ¿A que refiere el efecto corolisis del viento? Explicar son sus propias palabras. Dar un punto de vista asociado desde la parte ambiental con la rotación de la tierra.

Respuesta: El efecto Coriolis se refiere al movimiento que realiza un objeto sobre el radio de un disco en rotación, este tiende a acelerarse con relación al disco conforme si el movimiento es hacía el eje de giro o distanciándose de este. Puesto que el objeto pasa por una aceleración desde el punto de vista del observador en rotación, es como si existiera una fuerza sobre el objeto que hace que esta sufra un aceleramiento a esta fuerza se le denomina fuerza de Coriolis. (Cervantes. 2011) 5. ¿Debido a la temperatura, cuando el aire es pesado o frio tiende a? explique con sus propias palabras. Respuesta: El aire frio y húmedo por lo general tiende a ser más liviano que el aire caliente, esto se da debido a que el aire húmedo contiene una mayor cantidad de moléculas de agua y Oxigeno, este es producto de que las moléculas de agua pesan menos que las de Nitrógeno y Oxigeno, por lo tanto, el aire húmedo o frío se vuelve más ligero acorde al aumento de moléculas de agua contenidas en el aire. (El Aire Frío y Húmedo es Más Ligero Que el Aire Frío y Seco. 2009) Angie Paola Cadena 1. Datos Iniciales:

𝑅adio= 5𝑚

A CIRCULO =2 πR∗( H+r) A CIRCULO =(2∗3 , 1416∗2,5 m)(5 m+2,5 m) A CIRCULO =117. 80 m2 ⍴ = 1.25 𝑘𝑔 𝑚3 𝑑𝑒n𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑖𝑟𝑒

1 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑣𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜: 2 𝑃 ∗ 𝐴𝑉 3 Velocidades Autogeneradores = mayores de 20 km/h y menores que 100 km/h eficiencia es del = 80%. Muestra de Cálculos:

V =24

km m =6 . 67 h s

%tiempo :

19. 09 m =0 .1909=1. 27 →V REAL 100 s

m M= = ρ∗A∗V t m kg m M= =1 , 25 3 ∗117, 81∗6 ,67 t v m kg M=981 , 8 s Fórmula para Calculo de potencia del viento:

1 pv= ∗ρ∗A∗V 3 =½*M*V3 2 Ahora se calcula para el primer valor:

3

1 kg m pv= ∗ 981 , 8 ∗ 6 ,67 =145 ,670 J /s 2 s s

(

)(

)

Ahora para el cálculo de la Potencia eléctrica consideramos la eficiencia del 80%. Y con la fórmula

Pelectrica=Pviento∗η Pelectrica=145444,44*0,8 Pelectrica=116355,56 J /seg 2. Si un diámetro de rotor de turbina es de 108 mm (milímetros) y la velocidad del viento es de 470 *dm/h la potencia nominal aproximada es de? Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m 3 a nivel del mar). *: decímetros

kg m3 Diametro=108 mm Paire=1 . 2

Velocidaddelviento=470

dm h

Potenciano min al=?

108mm =54 mm 2 Area :πR 2=3. 1416∗(54 mm )2 Area=169 . 64 m Diametro=108 mm→ R=

Ahora se calcula potencia nominal:

3. Si la potencia nominal es de 750 MW, ¿cuál es el diámetro del rotor de turbina?, si:  Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar), Velocidad promedio 150 km/h. Rta: km/h∗1000 mts ∗1h 1 km V =150 =41,6 m/s 3.600 seg Potencia nominal: 750MW Densidad: 1,2kg/m3 Velocidad: 150 km/h 4. ¿A que refiere el efecto coriolis del viento? Explicar son sus propias palabras. Dar un punto de vista asociado desde la parte ambiental con la rotación de la tierra.

Rta: Este efecto se da porque la fuerza producida por la rotación de la Tierra en el espacio es la que tiende a desviar la trayectoria de los objetos que se desplazan sobre la superficie terrestre; a la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda, en el sur. 5. ¿Debido a la temperatura, cuando el aire es pesado o frio tiende a? explique con sus propias palabras Rta: Se conoce que la fuerza de la gravedad es la que mantiene a la atmósfera “pegada” a la Tierra y hasta ahora, no conocemos ninguna que haga que la masa se repela. Entonces, ¿qué fuerza hace que el aire caliente suba? Aunque parezca contradictorio es la fuerza de la gravedad la que hace que el aire caliente suba ya que realmente es el aire frío el que baja y desplaza al caliente, pero porque el aire frío baja, es decir, ¿se dirige hacia el centro de la Tierra? Es porque tiene más densidad, más masa por unidad de volumen, que el aire caliente. Xiomara Quiroga 1. Respuesta: La ecuación que define la potencia de una turbina está dada por la siguiente expresión 1 pot : ( pA V 2 ) 2 Donde, p: 1,25kg/m3 A: π 10 m 2 V: (100km/h-20km/h) n: 80% Hallamos la potencia del viento y la potencia eléctrica para cada valor de la velocidad por encima de 20km/h hasta 100km/h  Velocidad del tiempo 24 Área del cilindro de aire V: 2 πrh Conversión de km/h a m/s 24 km ∗1000m h ∗1 h/3600 s=6.66 m/ s 1km Área del cilindro: Diámetro: d d: 5m h: 5m r: d/2 A : 2 πrh A :2 π ( 2.5∗5) A :78,53 m2 Área x velocidad: 78,53 m2∗6.66 m/s=523,075 m3 /s Hallamos M: m M = ρAV t M :1.25 kg /m 3∗523,075 m 3 /s :653,843 Kg/s Hallamos potencia del viento: 1 pot : ( pA V 2 ) 2 1 pot : ¿ 2

pot :2612,43 W Hallamos potencia eléctrica 1 pelectrica: n (pA V 3) 2 1 pelectrica:(0.8) ¿ 2 pelectrica:¿ 2. Si un diámetro de rotor de turbina es de 108 mm (milímetros) y la velocidad del viento es de 470 *dm/h la potencia nominal aproximada es de? Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar). *: Decímetros Respuesta: La ecuación que define la potencia de una turbina está dada por la siguiente expresión 1 pot : ( pA V 2 ) 2 Donde, p: 1,2kg/m3 A: π 108 mm 2 V: 470 dm/s Hacemos conversión mm2∗1 mm 2 2 2 m =108 =0.108 m 2 1000 m dm m ∗1 m s s =470 =47 m/s s dm 10 s Luego se remplaza en la ecuación 1 pot : ( pA V 2 ) 2 1 pot : ¿ 2 1 pot : ¿ 2 1 kg pot : (1,2 ∗( 0.339 m 2 )∗2209 m2 / s2 ) 2 m3 1 pot : ( 42.235W ) 2 pot :449,3106 W La potencia nominal aproximada es de 449,3106W 3. Si la potencia nominal es de 750 MW, ¿cuál es el diámetro del rotor de turbina?, si:  Densidad de aire ρ (1,2 kg/ m3 a nivel del mar), Velocidad promedio 150 km/h. Respuesta: La ecuación que define la potencia de una turbina está dada por la siguiente expresión

1 pot : ( pA V 2 ) 2 Donde, p: 1,2kg/m3 A: π R 2 V: 150 m/s Sustituyendo los valores tenemos 1 kg m 750∗103 w : (1,2 3 ∗π R 2∗150 ) 2 s m Despejamos R kg m ∗π∗150 3 s m R=√ 1500∗10³ W /180 π kg /m² s R=51,50 m R2=2∗750∗103 W /1,2

Para obtener el diámetro del rotor solo multiplicamos por 2 Diametro=2∗51,50=103 m El diámetro del rotor de turbina es de 103m 4. ¿A que refiere el efecto corolisis del viento? Explicar son sus propias palabras. Dar un punto de vista asociado desde la parte ambiental con la rotación de la tierra. La rotación de la Tierra ejerce un efecto sobre los objetos que se mueven sobre su superficie que se llama "Efecto Coriolis". En el hemisferio norte este efecto curva su dirección de movimiento hacia la derecha. Cuando un objeto inicia un movimiento apuntando en una dirección en el hemisferio norte, sea cual sea esa dirección, la trayectoria real resulta curvada hacia la derecha respecto a la dirección inicial. Esto es debido a que la Tierra gira de Oeste a Este. Al nivel ambiental y hablando al nivel de energía eólica, el efecto Coriolis curva la dirección inicial de los vientos que se mueven entre dos puntos de alta y baja presión desviándolos, en el hemisferio norte, hacia la derecha de su dirección de avance y en el hemisferio sur, hacia la izquierda. A su vez; Un objeto que se mueve horizontalmente sobre la Tierra sufre, según el lugar en que lo haga, diferentes aceleraciones de Coriolis. Si el viento se mueve en el plano horizonte sobre la superficie de la Tierra: Para un viento en el Polo Norte, con un movimiento inicial en cualquier dirección, comprobamos que ésta siempre es perpendicular a w. Por lo tanto, estará sometido a una aceleración de Coriolis máxima con una dirección perpendicular a W y V y sentido que lo curva hacia la derecha (regla del sacacorchos: abatir w sobre v) 5. ¿Debido a la temperatura, cuando el aire es pesado o frio tiende a? explique con sus propias palabras. El viento es producido porque el aire que se calienta en la superficie de la Tierra sube, por su menor densidad que el frío, y el frío ocupa su lugar. Este movimiento de masa de aire es lo que produce el viento que no es otra cosa que aire en movimiento. Sabemos que la fuerza de la gravedad es la que mantiene a la atmósfera “pegada” a la Tierra. Y, hasta ahora, no conocemos ninguna que haga que la masa se repela. Entonces, y aunque parezca contradictorio es la fuerza de la gravedad la que hace que el aire caliente suba ya que

realmente es el aire frío el que baja y desplaza al caliente. La pregunta ahora es: ¿por qué el aire frío baja, es decir, se dirige hacia el centro de la Tierra? Es porque tiene más densidad, más masa por unidad de volumen, que el aire caliente. Si cogemos un mismo volumen de aire (oxígeno y nitrógeno) frío y otro caliente, habrá más moléculas de aire (de oxígeno y nitrógeno, el aire no es ninguna molécula) frío que de caliente (ya que en el caliente las moléculas están más separadas entre ellas) y por tanto habrá más cantidad de materia, más masa. Si medimos la fuerza con que atrae la Tierra a la masa de dicho volumen, es decir, el peso, P = m·g, observaremos que es mayor en el caso del aire frío. Y es por eso por lo que el aire frío baja desplazando al aire caliente que sube y es desplazado. A esta fuerza con que es desplazado hacia arriba se le llama Empuje.

Cálculo de potencia para la región escogida Lugar en donde se desarrollará el proyecto: Belén – Nariño Datos: Velocidad Tiempo Densidad Diámetro Longitud Eficiencia n

83 m/s 0,73 1.25 kg/m3 5m 5m 80

La velocidad del viento fue obtenida de Corponariño (2018) El valor del tiempo fue sacado según la siguiente tabla:

Empezamos pasando 83 m/s a (m/s)2 y (m/s)3 ¿ ¿ Calculamos la velocidad real %tiempo=

83 m/s∗0.73 =0,61 100

Eficiencia n Eficiencia n=

80 =0.8 100

Calculamos el área del cilindro área cilindro=2∗π∗r∗h+r

Área=2∗3.1416∗2.5∗(5+2.5) Área=117.81 m 2 Se procede a calcular la masa por unidad de tiempo M=

m =ρAV t

M=

m =ρAV =1,2∗6889m/ s2∗117.81 m2 t

M=

m =ρAV =1014491,36 t

calculamos la potencia del viento 1 E Cinetica por segundo= ρA V 3=Potencia del viento( J / s) 2 1 E Cinetica por segundo= ∗1014491,36∗571787 m/s 3=2,90036( J /s) 2 Potencia eléctrica Eficiencia n∗potencia del viento 0.8∗2,90036=2,32029

Resultados de los cálculos individuales y del cálculo de la región Tablas de resultados cálculos individuales Carlos Eduardo Garcia

V ( Km/h) V (m/s) V (m/s)2 V (m/s)3 % Tiempo V real(m/s) Densidad kg/m3 Eficiencia n 24 6.667 44.444 296.296296 19.09 1.273 1.25 0.8 32 8.889 79.012 702.331962 18.05 1.604 1.25 0.8 40 11.111 123.457 1371.74211 14.51 1.612 1.25 0.8 48 13.333 177.778 2370.37037 10.15 1.353 1.25 0.8 56 15.556 241.975 3764.06036 6.25 0.972 1.25 0.8 Catherine Alvarez X V (Km/h) 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96

V (m/s) V (m/s)2 6,67 44,44 8,89 79,01 11,11 123,46 13,33 177,78 15,56 241,98 17,78 316,05 20,00 400,0 22,22 493,83 24,44 597,53 26,67 711,11

V (m/s)3 % tiempo Velocidad real (m/s) Densidad kg/m3 Eficiencia n Potencia del viento (J/s) Potencia electrica M= m/t= pAV 296,30 19,09 1,27 1,25 0,8 969629,63 775703,7 6545 702,33 18,05 1,60 1,25 0,8 4086011,28 3268809,0 11636 1371,74 14,51 1,61 1,25 0,8 12469516,84 9975613,5 18180,56 2370,37 10,15 1,35 1,25 0,8 31028148,15 24822518,5 26180,0 3764,06 6,25 0,97 1,25 0,8 4311260,63 3449008,5 2290,75 5618,66 3,42 0,61 1,25 0,8 130752360,92 104601888,7 46542 8000,00 1,67 0,33 1,25 0,8 11781000,00 9424800 2945,25 10973,94 0,73 0,16 1,25 0,8 399024538,94 319219631 72722,2 Diametro 14606,31 0,29 0,07 1,25 0,8 642633010,21 514106408,2 87993,89 Longitud 18962,96 0,1 0,03 1,25 0,8 992900740,74 794320592,6 104720 Área

Angie Paola Cadena

5 5 117,81

V (km/h)

V (m/s)

V(m/s)^2

24 32 40 48 56 64 72 80 88 96

6,67 8,89 11,11 13,33 15,56 17,78 20,00 22,22 24,44 26,67

44,44 79,01 123,46 177,78 241,98 316,05 400,00 493,83 597,53 711,11

AREA (m^2) Diametro(m) Longitud(m) 117,81 5 5

V(m/s)^3 (% tiempo/100) 296,3 702,3 1371,7 2370,4 3764,1 5618,7 8000,0 10973,9 14606,3 18963,0

0,1909 0,1805 0,1451 0,1015 0,0625 0,0342 0,0167 0,0073 0,0029 0,001

densidad (kg/m^3)

Eficiencia %

velocidad real (m/s)

1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25

0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

1,27 1,60 1,61 1,35 0,97 0,61 0,33 0,16 0,07 0,03

Potencia del viento (J/s) 145444,44 459676,27 1122256,52 2327111,11 4311260,63 7354820,30 11781000,00 17956104,25 26289532,24 37233777,78

Potencia eléctrica (J/s) 116355,56 367741,02 897805,21 1861688,89 3449008,50 5883856,24 9424800,00 14364883,40 21031625,79 29787022,22

M=m/t 981,75 1309,00 1636,25 1963,50 2290,75 2618,00 2945,25 3272,50 3599,75 3927,00

Longitud 0,8

Resultados potencia de la región Belén – Nariño V (m/s) V (m/s)2 V (m/s)3 % tiempo Velocidad real (m/s) Densidad kg/m3 Eficiencia n Potencia del viento (J/s) Potencia electrica M= m/t= pAV Diámetro 83 6889 571787 0,73 0,61 1,25 0,8 2,90036E+11 2,32029E+11 1014491,36 Longitud Área

5 5 117,81

Conclusiones Recomendaciones Bibliografía Barragán, E. A. Generación Eólica en Ecuador: Análisis del Entorno y Perspectivas de Desarrollo. Revista Técnica Energía, p. 58-66. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co/login? url=http://search.ebscohost.com/login.aspx? direct=true&db=aci&AN=95648727&lang=es&site=eds-live Cálculo de potencia eléctrica en el https://repository.unad.edu.co/handle/10596/23314

aire.

Recuperado

de:

Cervantes Falomir, M. (2011). Análisis del efecto coriolis y su influencia en la circulación global atmosférica. Universidad Politécnica de Barcelona. Recuperado de https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/13715/An%C3%A1lisis%20del %20efecto%20Coriolis%20y%20su%20influencia%20en%20la%20circulaci %C3%B3n%20global%20atmosf%C3%A9rica.pdf?sequence=1&isAllowed=y El Aire Frío y Húmedo es Más Ligero Que el Aire Frío y Seco. (2009). In: 12th ed. University of Georgia, p.1. Recuperado de https://www.poultryventilation.com/node/4816 Villada Duque, F., López Lezama, J. M., & Muñoz Galeano, N. (2017). Effects of incentives for renewable energy in Colombia. Ingenieria y Universidad, 21(2), p. 1-16. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co/login? url=http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=edselc&AN=edselc.252.0-85022328314&lang=es&site=eds-live