Foros de SóloIngeniería

- 06 Sep 2012, 16:58 #308317

Adjunto los cálculo de potencia de rotación de la palas hechos por la Universidad Autónoma de Barcelona.

image2012-09-06-111856.pdf

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- 06 Sep 2012, 17:04 #308318

+1, me gustaría ver ese estudio. Saludos.

Te adjunto los cálculos de la UAB.

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- 06 Sep 2012, 19:34 #308332

He visto el documento, no puedo aportar nada, pero creo que la conclusión del artículo deja más o menos claro donde puede estar el error. En resumen, no se conoce el modelo matemático exacto del comportamiento de un aerogenerador, esto es frecuente en ingeniería.

Cosa que dista bastante de lo que apuntabas inicialmente:

un día me fuí a la UAB Universidad Autónoma de Barcelona para que me hicieran un estudio, sobrae la cantidad de potencia que reciben las palas de un aerogenerador "Según los libros de física", o sea teoría pura.

Lo digo porque es la física con límite de Betz el que dice la cantidad de energía máxima que podemos extraer del viento.

Saludos

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- 09 Sep 2012, 16:55 #308470

He visto el documento, no puedo aportar nada, pero creo que la conclusión del artículo deja más o menos claro donde puede estar el error. En resumen, no se conoce el modelo matemático exacto del comportamiento de un aerogenerador, esto es frecuente en ingeniería.

Cosa que dista bastante de lo que apuntabas inicialmente:

un día me fuí a la UAB Universidad Autónoma de Barcelona para que me hicieran un estudio, sobrae la cantidad de potencia que reciben las palas de un aerogenerador "Según los libros de física", o sea teoría pura.

Lo digo porque es la física con límite de Betz el que dice la cantidad de energía máxima que podemos extraer del viento.

Saludos

Bueno yo creo que el tema principal, es aceptar la teoría de Betz, una teoría de hace unos 90 años y que habla del viento que pasa por un área de barrido, después y sabiendo el dato de la energía que entrega la máquina, se saca el porcentaje y se dice, está máquina tiene un rendimiento de "x", considero que eso es algo muy simplista y yo lo que estoy tratando de averiguar, es el como y el porqué.
Si hay alguien que piense como yo, me gustaría comentar con él el tema, el dilema es el siguiente:
¿La potencia generada por un aerogenerador, se ha de cálcular en base al área de barrido de las palas, O BIEN DEPENDIENDO DE LA SUPERFICIE Y AERODINAMICA DE LAS MISMAS?

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- 09 Sep 2012, 17:31 #308471

Bueno yo creo que el tema principal, es aceptar la teoría de Betz, una teoría de hace unos 90 años y que habla del viento que pasa por un área de barrido, después y sabiendo el dato de la energía que entrega la máquina, se saca el porcentaje y se dice, está máquina tiene un rendimiento de "x", considero que eso es algo muy simplista y yo lo que estoy tratando de averiguar, es el como y el porqué.
Si hay alguien que piense como yo, me gustaría comentar con él el tema, el dilema es el siguiente:
¿La potencia generada por un aerogenerador, se ha de cálcular en base al área de barrido de las palas, O BIEN DEPENDIENDO DE LA SUPERFICIE Y AERODINAMICA DE LAS MISMAS?

Creo que el tema no es aceptar o no la teoría de Betz que creo que no se cuestiona, es evidente que sólo con la superficie del barrido de las palas no se calcula la potencia que da el aerogenerador, lo que nos permite determinar es la potencia máxima que se puede generar y por tanto, la eficiencia de ese aerogenerador.

Creo que lo que buscas, es la ecuación exacta con todas las variables que afectan al aprovechamiento del viento del aerogenerador, a ver si hay suerte y alguien te puede ayudar.

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- 27 Oct 2014, 08:59 #345108

Alguien podría explicarme, por qué, si las palas de lo aerogeneradores funcionan bajo el principio de la sustentación aerodinámica, se siga tomando como dato para calcular la potencia recibida del viento, el área de barrido de éstas.
Con todos mis respetos hacia el Sr. Betz, su teoría creo que queda un poco anticuada, es de hace casi 100 años y si yo no estoy herrado, lo que viene a decir, es que el viento entra por el borde de ataque de la pala a una velocidad y sale a otra por la parte trasera, pero tomando para ello todo el área de barrido. Si cambiamos las palas por tablones de obra, la turbulencia se produce igual y sin embargo no se aprovecha ninguna energía.

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- 27 Oct 2014, 11:45 #345116

Hola, yo no te puedo ayudar, a ver si alguien se anima.

Aunque con una búsqueda en google encontré esto: viewtopic.php?f=36&t=40731&start=0

Espero que alguien te lo pueda explicar, ya sea en uno u otro hilo.

Saludos,

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R. Freire

- 30 Oct 2014, 09:34 #345242

Hola, yo no te puedo ayudar, a ver si alguien se anima.

Aunque con una búsqueda en google encontré esto: viewtopic.php?f=36&t=40731&start=0

Espero que alguien te lo pueda explicar, ya sea en uno u otro hilo.

Saludos,

No te preocupes por eso -rfreire- nadie, absolutamente nadie opinará sobre el tema, llevo varios años estudiando ésto y nadie me ha sabido dar una explicación física o mecánica, referente a la potencia recibida por el viento en las palas de un aero, están todavía con Betz, es más cómodo, el caso es que ahí está y todo el mundo tan contento, nadie profundiza en el porqué de las cosas, yo debo de ser un tipo raro, porqué a mi si me gusta llegar hasta el núcleo y sabes por que creo que nadie se adentra en el tema, porqué el resultado sería como una especia de movimiento continuo, que no perpetuo, o sea que no se está creando ninguna energía nueva, si no que se está utilizando una que ya existe y que es acumulativa, debemos tener en cuenta, esa Ley física que dice que todos los cuerpos tienen energía y hasta aquí puedo leer, no me extiendo más.

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- 31 Oct 2014, 09:43 #345278

Con todos mis respetos hacia el Sr. Betz, su teoría creo que queda un poco anticuada, es de hace casi 100 años y si yo no estoy herrado, lo que viene a decir, es que el viento entra por el borde de ataque de la pala a una velocidad y sale a otra por la parte trasera, pero tomando para ello todo el área de barrido. Si cambiamos las palas por tablones de obra, la turbulencia se produce igual y sin embargo no se aprovecha ninguna energía.

No entiendo que quieres decir con lo anterior.
La fórmula de Betz se basa en un balance de energías antes y después del sistema de palas. Es completamente lógico que la diferencia de energías se basa en la pérdida de velocidad de la masa de aire. Es decir de la pérdida de energía cinética. Es algo basto, pero cierto.
Lo que dices de las palas corresponde a un nivel más detallado, sobre la forma de convertir ese balance de energías en un par de giro del molino, que no contradice a Betz.

Saludos

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- 31 Oct 2014, 12:47 #345294

...el resultado sería como una especia de movimiento continuo, que no perpetuo,...

¿Y cual es la diferencia?

... o sea que no se está creando ninguna energía nueva, si no que se está utilizando una que ya existe...

Eso no es nada nuevo, la física lleva años diciéndolo, no creo que tenga nada que ver con alguna particularidad específica de los aerogeneradores, es simplemente el primer principio de la termodinámica, un principio universal que se conoce desde hace mucho. No creo que tenga nada que ver con reticencias a cuestionar el límite de Betz, ya que ni éste contradice el primer principio, ni al revés, ni una revisión de la teoría de Betz podría contradecir dicho principio. Así que no veo que tiene que ver que la gente se cuestione o no la teoría de Betz con el principio de que la energía solamente se transforma. Son cosas distintas.

... y que es acumulativa,...

¿Y eso que quiere decir?

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- 03 Nov 2014, 09:46 #345404

...el resultado sería como una especia de movimiento continuo, que no perpetuo,...

¿Y cual es la diferencia?

... o sea que no se está creando ninguna energía nueva, si no que se está utilizando una que ya existe...

Eso no es nada nuevo, la física lleva años diciéndolo, no creo que tenga nada que ver con alguna particularidad específica de los aerogeneradores, es simplemente el primer principio de la termodinámica, un principio universal que se conoce desde hace mucho. No creo que tenga nada que ver con reticencias a cuestionar el límite de Betz, ya que ni éste contradice el primer principio, ni al revés, ni una revisión de la teoría de Betz podría contradecir dicho principio. Así que no veo que tiene que ver que la gente se cuestione o no la teoría de Betz con el principio de que la energía solamente se transforma. Son cosas distintas.

... y que es acumulativa,...

¿Y eso que quiere decir?

Tomamos los datos de un Aero de 1,3Mw, con vientos de 12 m/s., palas de 29 m., área de barrido de 3.019 m2., las palas tienen una cuerda aerodinámica en inicio de 2,4 m. y 0,80 m. al final, luego según la física (sustentación), la energía eólica que las palas puedan asimilar y transformar en energía eléctrica, será la correspondiente a esas dimensiones, teniendo en cuenta su superficie y coseno del ángulo de ataque (esto también lo dice la física), si eso es así, a que viene lo del área de barrido, si cada pala tiene una superficie total, pongamos que de 90 m2 c/u., ¿>Como concentramos la energía correspondiente a los 3.019 m2. del área de barrido, para entregarla a unas palas que en total suman unos 270 m2.?, ni aún utilizando el descuento de Betz (un 59% del área de barrido) cuadra la cosa.
Tengo un estudio que encargué a la UAB (Universidad Autónoma de Barcelona), que utilizando la física actual, daba e l siguiente resultado:
Potencia entregada por el viento a 12 m/s. según la teórica física = 445,2 Kwh. (sin aplicarle el límite de Betz)
Potencia entregada en el campo según el fabricante: 1.072 Kwh. (esto es real, o sea lo que entrega la máquina en realidad).
Extraño... verdad.

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- 03 Nov 2014, 21:05 #345459

...el resultado sería como una especia de movimiento continuo, que no perpetuo,...

¿Y cual es la diferencia?

... o sea que no se está creando ninguna energía nueva, si no que se está utilizando una que ya existe...

Eso no es nada nuevo, la física lleva años diciéndolo, no creo que tenga nada que ver con alguna particularidad específica de los aerogeneradores, es simplemente el primer principio de la termodinámica, un principio universal que se conoce desde hace mucho. No creo que tenga nada que ver con reticencias a cuestionar el límite de Betz, ya que ni éste contradice el primer principio, ni al revés, ni una revisión de la teoría de Betz podría contradecir dicho principio. Así que no veo que tiene que ver que la gente se cuestione o no la teoría de Betz con el principio de que la energía solamente se transforma. Son cosas distintas.

... y que es acumulativa,...

¿Y eso que quiere decir?

Tomamos los datos de un Aero de 1,3Mw, con vientos de 12 m/s., palas de 29 m., área de barrido de 3.019 m2., las palas tienen una cuerda aerodinámica en inicio de 2,4 m. y 0,80 m. al final, luego según la física (sustentación), la energía eólica que las palas puedan asimilar y transformar en energía eléctrica, será la correspondiente a esas dimensiones, teniendo en cuenta su superficie y coseno del ángulo de ataque (esto también lo dice la física), si eso es así, a que viene lo del área de barrido, si cada pala tiene una superficie total, pongamos que de 90 m2 c/u., ¿>Como concentramos la energía correspondiente a los 3.019 m2. del área de barrido, para entregarla a unas palas que en total suman unos 270 m2.?, ni aún utilizando el descuento de Betz (un 59% del área de barrido) cuadra la cosa.
Tengo un estudio que encargué a la UAB (Universidad Autónoma de Barcelona), que utilizando la física actual, daba e l siguiente resultado:
Potencia entregada por el viento a 12 m/s. según la teórica física = 445,2 Kwh. (sin aplicarle el límite de Betz)
Potencia entregada en el campo según el fabricante: 1.072 Kwh. (esto es real, o sea lo que entrega la máquina en realidad).
Extraño... verdad.

He visto de nuevo el documento (ya habías abierto con hilo igual, el que indica rfreire), no acabo de entender por qué cuestionas el límite de Betz ya que en el documento no lo contradice, ya que con los datos del aero:
Paero (12 m/s) = 1072 kW (no kWh)
Pmax_teoria (12 m/s) = 1/2 x 1,225 x 3,1416 x 29² x 12³ = 2.796 kW

Cp = Paero/Pmax_teorica = 1.072 / 2.796 = 0,38 < 16/27 (máx. aprovechable)

Creo que lo tienes cuestionas es el modelo que utilizaron ese es estudio.

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- 04 Nov 2014, 10:07 #345488

Tomamos los datos de un Aero de 1,3Mw, con vientos de 12 m/s., palas de 29 m., área de barrido de 3.019 m2., las palas tienen una cuerda aerodinámica en inicio de 2,4 m. y 0,80 m. al final, luego según la física (sustentación), la energía eólica que las palas puedan asimilar y transformar en energía eléctrica, será la correspondiente a esas dimensiones, teniendo en cuenta su superficie y coseno del ángulo de ataque (esto también lo dice la física), si eso es así, a que viene lo del área de barrido, si cada pala tiene una superficie total, pongamos que de 90 m2 c/u., ¿>Como concentramos la energía correspondiente a los 3.019 m2. del área de barrido, para entregarla a unas palas que en total suman unos 270 m2.?

A ver si puede explicarte la relación entre superficie de palas y superficie barrida:

Si consideramos el área de barrido y lo multiplicamos por la velocidad del viento no da un volumen de aire que se desplaza en 1 segundo. Es un cilindro que tiene una energía cinética.

Las palas tienen que rebanar ese volumen para aprovechar su energía.
Si las pala tienen un ancho de 0,50 m (por ejemplo), en cada vuelta rebajarán la velocidad de una rebanada del cilindro de espesor 0,50m.

En las siguientes vueltas deberán de rebanar todo el cilindro, todo ello en un segundo de tiempo.
12 m/0,50 = 24 rebanadas en un segundo.
como hay tres palas, 24/3 = 8 vueltas por segundo = 8 . 60 = 240 rpm.

Con esta velocidad, las palas habrán laminado toda la energía de ese aire de 12 m/s.
Si el aire va más o menos rápido, las palas también lo harán, pero siempre de forma que se aproveche todo el caudal de aire.

Saludos

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- 04 Nov 2014, 12:09 #345497

...el resultado sería como una especia de movimiento continuo, que no perpetuo,...

¿Y cual es la diferencia?

... o sea que no se está creando ninguna energía nueva, si no que se está utilizando una que ya existe...

Eso no es nada nuevo, la física lleva años diciéndolo, no creo que tenga nada que ver con alguna particularidad específica de los aerogeneradores, es simplemente el primer principio de la termodinámica, un principio universal que se conoce desde hace mucho. No creo que tenga nada que ver con reticencias a cuestionar el límite de Betz, ya que ni éste contradice el primer principio, ni al revés, ni una revisión de la teoría de Betz podría contradecir dicho principio. Así que no veo que tiene que ver que la gente se cuestione o no la teoría de Betz con el principio de que la energía solamente se transforma. Son cosas distintas.

... y que es acumulativa,...

¿Y eso que quiere decir?

Tomamos los datos de un Aero de 1,3Mw, con vientos de 12 m/s., palas de 29 m., área de barrido de 3.019 m2., las palas tienen una cuerda aerodinámica en inicio de 2,4 m. y 0,80 m. al final, luego según la física (sustentación), la energía eólica que las palas puedan asimilar y transformar en energía eléctrica, será la correspondiente a esas dimensiones, teniendo en cuenta su superficie y coseno del ángulo de ataque (esto también lo dice la física), si eso es así, a que viene lo del área de barrido, si cada pala tiene una superficie total, pongamos que de 90 m2 c/u., ¿>Como concentramos la energía correspondiente a los 3.019 m2. del área de barrido, para entregarla a unas palas que en total suman unos 270 m2.?, ni aún utilizando el descuento de Betz (un 59% del área de barrido) cuadra la cosa.
Tengo un estudio que encargué a la UAB (Universidad Autónoma de Barcelona), que utilizando la física actual, daba e l siguiente resultado:
Potencia entregada por el viento a 12 m/s. según la teórica física = 445,2 Kwh. (sin aplicarle el límite de Betz)
Potencia entregada en el campo según el fabricante: 1.072 Kwh. (esto es real, o sea lo que entrega la máquina en realidad).
Extraño... verdad.

He visto de nuevo el documento (ya habías abierto con hilo igual, el que indica rfreire), no acabo de entender por qué cuestionas el límite de Betz ya que en el documento no lo contradice, ya que con los datos del aero:
Paero (12 m/s) = 1072 kW (no kWh)
Pmax_teoria (12 m/s) = 1/2 x 1,225 x 3,1416 x 29² x 12³ = 2.796 kW

Cp = Paero/Pmax_teorica = 1.072 / 2.796 = 0,38 < 16/27 (máx. aprovechable)

Creo que lo tienes cuestionas es el modelo que utilizaron ese es estudio.

Bueno, yo lo que trato de analizar y llegar al fondo de la cuestión, es averiguar cual es la energía más importante que se produce en el funcionamiento de un aero, o sea de la que se nutre el generador eléctrico y que luego envía a la red. Volviendo a Betz, lo que dice este señor, o al menos yo lo entiendo así, es que por aquí pasa un caudal de viento de "X" y lo máximo que se puede aprovechar es el 16/27, pero en realidad eso no me sirve para averiguar lo que estoy buscando, porqué como ya dije al principio, que si cambiamos las palas por tablones de obra sin forma aerodinámica, la turbulencia se produce igual, sin embargo el generador eléctrico no capta energía alguna.
Yo apunto por la energía cinética de las palas, la energía cinética de rotación. Si a este aero, recibiendo el mismo caudal de viento y a la misma velocidad, o sea todo exactamente igual, le cambiamos las rpm. de la turbina, en vez de a 19, de las ponemos a 22, la máquina generaría más potencia y si se las bajamos, menos, la mayoría de lo los generadores eléctricos que se usan son de doble devanado.

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- 04 Nov 2014, 12:21 #345498

Tomamos los datos de un Aero de 1,3Mw, con vientos de 12 m/s., palas de 29 m., área de barrido de 3.019 m2., las palas tienen una cuerda aerodinámica en inicio de 2,4 m. y 0,80 m. al final, luego según la física (sustentación), la energía eólica que las palas puedan asimilar y transformar en energía eléctrica, será la correspondiente a esas dimensiones, teniendo en cuenta su superficie y coseno del ángulo de ataque (esto también lo dice la física), si eso es así, a que viene lo del área de barrido, si cada pala tiene una superficie total, pongamos que de 90 m2 c/u., ¿>Como concentramos la energía correspondiente a los 3.019 m2. del área de barrido, para entregarla a unas palas que en total suman unos 270 m2.?

A ver si puede explicarte la relación entre superficie de palas y superficie barrida:

Si consideramos el área de barrido y lo multiplicamos por la velocidad del viento no da un volumen de aire que se desplaza en 1 segundo. Es un cilindro que tiene una energía cinética.

Las palas tienen que rebanar ese volumen para aprovechar su energía.
Si las pala tienen un ancho de 0,50 m (por ejemplo), en cada vuelta rebajarán la velocidad de una rebanada del cilindro de espesor 0,50m.

En las siguientes vueltas deberán de rebanar todo el cilindro, todo ello en un segundo de tiempo.
12 m/0,50 = 24 rebanadas en un segundo.
como hay tres palas, 24/3 = 8 vueltas por segundo = 8 . 60 = 240 rpm.

Con esta velocidad, las palas habrán laminado toda la energía de ese aire de 12 m/s.
Si el aire va más o menos rápido, las palas también lo harán, pero siempre de forma que se aproveche todo el caudal de aire.

Saludos

La palas del aero que estamos tratando, giran a 19 rpm, la pala a partir del metro 10 o 11 a contar desde el buje, lleva mas velocidad que el viento del que se nutren, no se como puede entregar "par" el viento en esa zona.

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