FUNDAMNTOS DE MEDICIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL VIENTO.

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN ENERGÍA. FUNDAMNTOS DE MEDICIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL VIENTO. Dr. Erasmo Cadenas Calderón.

2 Indice. La naturaleza del viento. Determinación del recurso eólico. Estaciones de medición. Medición de viento en la Venta, Oaxaca Tratamiento estadístico de la información. Comentarios finales.

3 La Tierra La Tierra no es un esfera perfecta. Ecuador, se engrosa 21 km. Polo Norte está dilatada 1 m. Polo Sur está hundida unos 31 m.

4 La Atmósfera. Mezcla de gases que rodea a un objeto celeste. Tiene un grosor aproximada de 1,1 km. Aproximadamente la mitad de su masa se concentra en los 5.6 km más bajos. Los gases que la componen son: Nitrógeno (78%). Oxígeno (21%). Argón (.9%). Dióxido de carbono (.3%). Vapor de agua, trazas de hidrógeno, ozono, metano, monóxido de carbono, helio, neón, kriptón y xenón.

5 La naturaleza del viento. El movimiento horizontal propio de la atmósfera, se le llama aire en movimiento o viento. Los movimiento verticales o casi verticales se llaman corrientes. Los vientos se producen por diferencias de presión atmosférica, atribuidas, sobre todo, a diferencias de temperatura. Las variaciones en la distribución de presión y temperatura se deben en gran medida, a la distribución desigual del calentamiento solar, junto a las diferentes propiedades térmicas de las superficies terrestres y oceánicas. Los vientos pueden clasificarse en cuatro clases principales: dominantes, estacionales, locales y, por último, ciclónicos y anticiclónicos.

6 Vientos globales

7 Dirección del viento dominante. Los vientos están mucho más influenciados por la superficie terrestre a altitudes de hasta 1 metros. El viento es frenado por la rugosidad de la superficie de la tierra y por los obstáculos. Tratándose de energía eólica interesará conocer los vientos de superficie y cómo calcular la energía aprovechable del viento. Dirección NE SO NE SE NO SE Latitud 9-6 N 6-3 N 3- N -3 S 3-6 S 6-9 S

8 Velocidad y Potencia. La potencia del viento está definida de la siguiente manera:

9 Características del viento Rugosidad (orografía) Cizallamiento (Perfil de velocidades)

10 Determinación del recurso eólico Colección de datos empíricos Mediciones anemométricas Correlaciones Adquisición de datos en tiempo real

11 Colección de datos empíricos

12 Mediciones anemométricas

13 Estaciones de medición

14 Medición en la Venta Oaxaca Sitio Fecha Hora Temperatur a Voltaje de Velocidad Desviación Velocidad Desviación Velocidad Desviación Velocidad Desviación Radiación Desviación Temperatu ra Desviación Presión Desviación Humedad Desviación DataLogger Batería 4 m Estandar 3 m Estandar 2 m Estandar 1 m Estandar Solar Estandar del aire Estandar Barométric Estandar Relativa Estandar a Grados C Volts m/seg 4 m m/seg 3 m m/seg 2 m m/seg 1 m W/m2 Grados C in Hg % Canal 1 Canal 2 Canal 4 Canal 5 Canal 9 Canal 1 Canal 11 Canal :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: Tabla 1. Mediciones parciales de viento en la Venta Oaxaca, México, realizadas por CFE, en el año de (1999)

15 Flujo de la información

16 Tratamiento Estadístico MINITAB Distribución de Frecuencias (Histogramas) Distribuciones de probabilidad (Normal, Weibull) Comentarios finales.

17 MINITAB

18 Frecuencia Distribución de Frecuencias (Histogramas) 2 Histograma para la Venta Oaxaca (1999) Enero-Marzo (4m) 3

19 Distribución de Frecuencias (Histogramas) Punto Medio Cantidad 65 ******* ************************* *********************** ********************** ************* 1 14 *********** ************ *************************** ********************************* ********************* *************** ******* ** 26 1 * 28 2 ** 3 7 *

20 Distribuciones de probabilidad (Normal, Weibull)

21 Frecuencia La Venta, Oaxaca Comportamiento Anual La Venta, Oaxaca (1999) 3 Periodo de Medición: Enero - Diciembre Altura de la Medición: 3 m

22 Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia Análisis Mensual La Venta, Oaxaca (1999) La Venta, Oaxaca (1999) 7 6 Periodo de Medición: Enero Altura de la Medición: 3 m 7 6 Periodo de Medición: Febrero Altura de la Medición: 3 m La Venta Oaxaca (1999) La Venta Oaxaca (1999) 7 6 Periodo de Medición: Marzo Altura de la Medición: 3 m 1 Periodo de Medición: Abril Altura de la Medición: 3 m

23 Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia Análisis Mensual 5 4 La Venta Oaxaca (1999) Periodo de Medición: Mayo Altura de la Medición: 3 m 6 5 La Venta Oaxaca de (1999) Periodo de la Medición: Junio Altura de la Medición: 3 m La Venta Oaxaca (1999) La Venta Oaxaca (1999) 5 Periodo de Medición: Julio Altura de la Medición: 3 m 4 Periodo de Medición: Agosto Altura de la Medición: 3 m

24 Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia Análisis Mensual La Venta Oaxaca (1999) La Venta Oaxaca (1999) 4 Periodo de Medición: Septiembre Altura de la Medición: 3 m 6 Periodo de Medición: Octubre Altura de la Medición: 3 m La Venta Oaxaca (1999) La Venta Oaxaca (1999) Periodo de Medición: Noviembre Periodo de Medición: Noviembre 9 Altura de la Medición: 3 m 8 Altura de la Medición: 3 m

25 Análisis Estacional

26 Frecuencia Otoño_Invierno Otoño_Invierno

27 Frecuencia Frecuencia Frecuencia Estacional Verano Otoño Invierno

28 Comentarios finales Instalación de Centrales de medición. Tratamiento estadístico. Uso de la computadora. Equipo confiable y preciso. Necesario un análisis estacional.