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Revista Ingeniantes 2020 Año 7 No. 2 Vol. 1
Donde:
PW =Potencia del viento
Pm =Potencia mecánica de la turbina
Pt =Potencia transmitida al generador
Pe =Potencia eléctrica
Cp = nm = ng =Eficiencias
Figura 3. Curva P-V de un PF Un aerogenerador convierte la energía cinética del
viento en trabajo mecánico y este a su vez es tras-
El circuito de un PF presenta perdidas las cuales se mitido a un generador que se encarga de la potencia
pueden apreciar representadas por las resistencias en eléctrica (W). La curva de potencia característica del
serie de los contactos superior e inferior de la celda y generador describe la relación entre la variable de en-
las terminales de corrientes la cuales debe ser lo me- trada de la velocidad del viento y la variable de salida
nor posible (Rs), las perdidas por resistencias en para- de la potencia eléctrica en watts.
lelo representan los defectos estructurales al interior La curva característica P-V (Figura 6), de un generador
de la celda (Rsh). En la Figura 4 se aprecia el circuito eólico de 3 palas, 920 – 1,560 rpm, 60 (Hz), 1500W.
de un PF.
Figura 6. Curva Característica V-P
Figura 4. Circuito equivalente de un PF. Uno de los parámetros más importantes cuando se in-
vestiga sobre la generación eólica, en específico de
A partir de la ley de corrientes de Kirchhoff se obtiene aerogeneradores es su función la cual es interceptar
la Ec.1 la mayor cantidad de aire en un área determinada a su
E.c1.1 vez este enfocada a la turbina conocida como área de
= � − � − �� barrido.
En esta zona se produce el cambio de la energía ci-
Donde: nética del viento a potencia mecánica que se entrega
IIdL==CCoorrrrieienntteedfeotlodigoednoe. ra d=a�.������ a través del eje de la turbina, en esta transformación
. 2 como en toda conversión energética existen perdidas.
Para considerar las pérdidas de transformación de la
Ish=Corriente de pérdida de la resistencia en paralelo. máquina, se el concepto de Coeficiente de Potencia
I=Corriente de salida del PF. (Cp), se muestra en Figura 7, siendo la eficiencia de la
conversión de las turbinas eólicas [5].
Modelo matemático del aerogenerador. El valor máximo de este coeficiente corresponde a
El proceso de la conversión de la energía eólica en el 16/27 y es mencionado como Límite de Betz. Los di-
siguiente diagrama de bloques (Figura 5). seños más modernos de turbinas pueden lograr alcan-
zar un valor máximo de coeficiente de potencia de 0.4
aproximadamente.
Figura 5. Sistema de conversión de energía eólica. Cabe aclarar que, si bien la determinación del coefi-
ciente de potencia se ha realizado para turbinas de eje
horizontal, su expresión es válida para cualquier clase
de turbina [6].
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