Calculadora de energía eólica
Potencia del viento y potencia que puede extraer un rotor, frente al límite de Betz.
Rellena los campos y el resultado aparecerá aquí automáticamente.
Halla potencia mecánica instantánea de un rotor idealizado con diámetro, viento, densidad y Cp. La fila de 24 horas supone viento y Cp constantes; no pronostica generación eléctrica diaria ni anual.
Cómo funciona
Fórmula y lógica
A=πD²/4, Pflujo=ρAv³/2, Protor=Cp·Pflujo. Betz usa la fracción exacta 16/27, no 0,593 redondeado. Se requiere Cp positivo≤16/27; v=0 es válido y da potencia cero.
Ejemplo
D=3 m,v=7 m/s,ρ=1,225 kg/m³,Cp=0,4 dan≈0,594 kW del rotor,≈1,485 kW del flujo y≈0,8800 kW de Betz.24 horas constantes dan≈14,256 kWh de energía mecánica.
Campos y unidades
- Diámetro del rotor — m
- Velocidad del viento — m/s
- Coeficiente de potencia — 1
- Densidad del aire — kg/m³
Cómo se usa
- — Introduce viento en el rotor y densidad adecuada; la altura de torre no es entrada directa.
- — No tomes viento medio como pronóstico energético con viento variable.
- — Factor de capacidad=energía real/(potencia nominal×tiempo); el formulario no lo determina.
Método y limitaciones
- Método de cálculo
- Fórmula y lógica
- Fuente de datos o norma
- DOE: límite exacto 16/27 y significado de Cp
- Limitación
- Modelo aerodinámico ideal de un rotor aislado. Cp no incluye automáticamente pérdidas del generador, límites, paradas ni control. La energía requiere distribución temporal de velocidades y curva de potencia: la media de v³ no es el cubo de la media de v.
FAQ
¿Por qué el límite de Betz es exactamente 16/27?
Se deduce de la conservación de la masa y del momento: extraer energía significa frenar el flujo, pero el aire detenido del todo no tiene por dónde salir detrás del rotor. El óptimo lo frena hasta un tercio de la velocidad original y rinde el 59,3 por ciento.
¿Por qué importa más la velocidad que el diámetro?
El diámetro entra al cuadrado y la velocidad al cubo. El doble de viento da ocho veces la potencia; igualarlo con un rotor mayor exigiría casi tres veces el diámetro.
¿Por qué la producción real es menor que el cálculo?
Modelo aerodinámico ideal de un rotor aislado. Cp no incluye automáticamente pérdidas del generador, límites, paradas ni control. La energía requiere distribución temporal de velocidades y curva de potencia: la media de v³ no es el cubo de la media de v. Factor de capacidad=energía real/(potencia nominal×tiempo); el formulario no lo determina.
¿Está incluida la altura de la torre?
Introduce viento en el rotor y densidad adecuada; la altura de torre no es entrada directa.