Upload
axaritxo11
View
44
Download
8
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Euskarazko apunteak
Citation preview
1.GAIA: Haizea baliabide gisa
1.1.- Sarrera
Haizearen potentzia:
Pot
Haizearen abiadurax2=potentziax8
Potentzia eolikoaren dentsitatea
PA
=12ηδ u
3(Wm2 )= xurgatutako potentziaazaleraunitateko ohikoak
u=urteko batazbesteko abiaduraP=batazbesteko potentzia
1
EROI= lortutako energiagastatutakoenergia
“Energy Return On Investment”
Desabantailak:
• -Kutsadura akustikoa, bisuala (paisajistikoa)• -Lurraren okupazioa
• Lorratza: 5-10D• Zeharka: 3-5D
• -Interferentzia elektromagnetikoa• -Haizea aleatorioa da: “mix” termiko, hidro,
nuklearra 24 orduko kudeaketa
Abantailak:
1. -CO2 ez2. -Ingurugiroarentzako
arriskurik ez3. -EROI
u: haizearen abiadura
δ: dentsitatea
A=π R2: hartutako azalera (Área barrida)
W=δ∝A βuγ
φ=u·A (m3/ s)
˙m=¿ δ ·φ=δ·u·A (kg /s)¿
Ez=12m·u2
dEzdt
=12m·u2→W=1
2δ·A·u3
∝u3
ARRISKUAPnominala
cut-out25m/s
unominala
15m/scut-in4m/s
<100 W/m2; AHULA≈400W/m2; ONA<700W/m2; OSO ONA
KONTUZ! P≠12δ A u3 Energia patroiaren faktorea sartu!
Ke= 1N u3
∑i=1
N
u13
u=∑i=1
N→24· 365
u1
N
Orduko datuak
PA
=12δ u3Ke non,
W.E.C (estimazio mundiala)❶Potentzial metereologikoa❷Potentzial lokala, lurrean❸Teknologia (%45) ❹Inplementazioa
1.2.- Aerosorgailu motak
IRIZPIDEA DEFINIZIOABiraketa ardatza Horizontala, bertikala
Plaka kopurua 1,2,3, multipala
Errotorearen abiadura -Abiadura konstantea-Semikonstantea -Bi abiadura
Kontrola eta erregulazioa
“stall control”: pasiboa“pitch control”: aktiboa
Sorgailu elektrikoa Sinkrono, asinkronoa
Lekua Onshore, offshore
Haize mota I, II, III klasea u orduz ordu turbulentzia (10s)
Sarerako konexioa Isolatua, konektatuta
Potentziaren arabera -Mikro <5 kW-Mini 5-100 kW-Ertaina 100-1000 kW-Handia (multimega) 1000-6000 kW
Irizpide kuantitatiboa λ=palaren puntako abiadurahaizearen abiadura
“punta abiadura ratioa”
Multipala: makina motela λ 1→ par handia (indar momentua)Ohiko horizontalak : makina azkarrak λ 5−8→par txikia
1.3.- Funtzionamendu parametroak
(PE) Potentzia espezifikoa: barreiatutako azalera unitateko lortutako potentzia nominala.
2
1015 kWh/urteko ahalmena >>> x100 planetaren kontsumo elektrikoa
Biraketa abiadura (bira/min)
PA
=12ηδ u3 normalean=0,4-0,5 KW/m2
(EPE) Energia produkzio espezifikoa: azalera unitateko urteko energia produkzioa 800-1500 KWordu/m2
(KF) Karga faktorea: urteko enrgia produkzioa
potentzia normaleanlan egindaurte osoan sortuko lukeena%20−30
1.-Beti potentzia nominalen diharduela suposatuta, urteko zenbat ordu lan egingo lituzke ohiko turbina batek?
2.-Frogatu EPE-ren balioa, KF eta PE-ren datuak erabiliz.
3.-Ohiko turbina baten bizi denbora 20 urtekoa bada, zenbat energia sortuko luke bere bizitzan zehar D=30-eko batek?
2.1.- AtmosferaAirea= N2(%78), O2(%20), CO2, metanoa…
Airearen masa molekularra= 28,96Kg/Kmol
Gasaren konstantea R'= RM
=831429
=287 J /KgK
M[Pv=nRT]
nM=masa totala
δ=mV
Udako egun bat borraska ( P↓) P1=990mbar T1=25ºC
Neguko egun bat antizikloia (P↑) P2=1020mbar T2=5ºC
3
δ= PMRT→δ= P
R ' T
non R’=287
2.2.- Gradiente termikoadTdz
= atmosfera banatzeko irizpidea: Homosfera 0-100Km
Troposfera : fenomeno atmosferikoak gertatzen diren atmosferako lehen 10km-ak.
Sistema autosufizientea.
dTdz
=−6,5 ºC1000m
2.3.- Atmosfera estandarraBaldintza estandarrak: P=1013,25 mbar, T=15ºC, δ=1,225Kg/m3
Troposfera0 < z < 10000m
Konparaketa
Hezetasuna: HR↑ δ↓ HR=PVPV∗¿¿
non PV=lurrun presioa
PV∗¿=asetze presioaHezetasuna handitzen bada dentsitatea jaitsi egingo da
4
o Mesosferao Estratosferao Troposfera
Orokorrean 10Km-ko tartea badago ere poloetan 6koa da eta ekuatorean 16koa
Gradiente termiko negatiboa
T↓ tantonak erori
T↑ lurruna igo
Tenperatura (ºC): T=15−0,0065 z
Presioa (mb)=P=1013,25−(1−2,25·10−5 z )5,256
z1= 1000m
z2=3000m
2.4.- EgonkortasunaAtmosfera egonkorra//Ez egonkorra.
Beroarekin egonkortasun adiabatikoa ↑// Hotzarekin egonkortasun adiabatikoa ↓
2.5.- Zirkulazio atmosferiko orokorra
Ekuatorea xurgapen gune bat da.
Coriolis efektua0-30ºtan haizeak Ekialdetik (haize alisoak)
30ºtan Hadley-ren aire masa jaitsi egiten da. Presioa handitu eta
antizikloiak sortu. Egonkortasun zona. Area of horses Gobi, Sahara
(presio baxuko guneak xurgapen guneak dira)
Eremu epeletan (30-60º)
o Mendebaldeko haizeak:
“mendebala, galizi haizea” Eremu polarretan:
o Presio altuak poloan. Fluxua erabili.o 60ºko latitudera, non presio baxua dagoen.
2.6.- Haizea
ESKALAK DIMENTSIOAK(Km) DENBORA Adb.Planetarioa 5000 Beti HadleySinoptikoa 1000 Egunak Azores-eko antizikloiaMesoeskala 100 Orduak Ekaitzak eta brisakMikro 5-10 segundoak Orografiagatik turbulentziak
Indar barikoa: presio gradientea.
5
v
P1P2 ; (P1 > P2)
dPdn
=δ a Eulerren ekuazioak
Isobararekiko perpendikularra
Haize geostrofikoa: lurrazalaren marruskadura nabaritzen ez duen haize altua (z≈1000-2000m)
Marruskadura dagoenean
6
PGF: indar barikoa, presio gradienteagatikCF= coriolis indarra, abiadurarekiko proportzionala eta norabide perpendikularra.
2.7.- Haizearen perfil bertikala
Ekuazio enpirikoak
Non, zr=erreferentzia altuera z0=zimurdura 2.2 TAULA
7
t
u
t
u
z≈ 1000-2000m
Haize geostrofikoak
100m
Azalera geruza zimurdura geografikoak gogor eragiten die haizearen modulu eta norabidearen aldaketei. Turbulentzia intentsitate handia.
Ekman-en geruza aldaketa leun eta progresiboak
Potentziala: u ( z )u ( zr )
=( zzr )∝
non∝=0,7
Logaritmikoa: u ( z )u ( zr )
=ln( zz0 )ln( zrz0 )
Turbulentzia altuak
2.8.- Haize lokalak
Haize ezagunak:
Mendebal haizea edo gallego haizea: EH, Kantabria… IM Ziertzoa: Nafarroa eta Aragoi IM Tramuntana: Pirineo azpian (mendietatik zehar) IE Sirocco: Andaluzia eta Kanariar irlak (Afrika I, Sahara…) H Alisoak: Ekialdetik Kanariar irlak
8
Egunez itsasotik
Gauez lurretik
Mendi hegaletako haizeak Foehn efektua
2.9.- Beaufort eskala
2.10.- Lurrazalaren efektua
Eremu laua:
2.11.- Oztopoak
Mendilerroaren definizioa
9
Haize gradientea ↑Turbulentziak ↑
Dorre altuak
11,5Km-ko erradio baten baitan, turbinaren dorreak ezin du izan 60m baino diferentzia handiagorik inguruko lurrekin konparatuta.
4Km-ko erradioaren baitan, haizearen norabidean ezin da egon mendirik altuerazabalera
< 150
duenik.
4Km-ko erradioaren baitan, errotorearen puntu baxuena eta lurraren puntu altuenaren arteko diferentzia 3 aldiz mendiarena izan behar da gutxienez: z≥3h (z=errotoreak hartzen duen altuera minimoa)
z-hM-hD ≤ 60m
3hh
4Km11,5Km
HDhM
15H%2
5H%20
Mozketa geruza
Zirimola
Kanpo geruza
Altuera ≤ 600m
luzeeraaltuera
≥10
Konbergentzia Dibergentzia
Haranak eta ibarrak paraleloetan hobe. Adb: Ebro (Ziertzoa)
Itsas ibarrak (Irlanda)
3.- Neurketa eta datu tratamendua
3.1.- Sarrera
Haizea aldakorra da
Analisia teknika estatikoez:
Abiadura modulua, norabidea Abiadura eta norabidearen banaketa tenporala Baldintza metereologikoak: Tº, P, HR δ Turbulentziak Haize boladak
Arazoak
Errepresentagarria? Urte asko behar Aldakortasuna Efektu lokalak: orografia, zimurdura (z0) Extrapolazioa: z=10m neurketetatik
3.2.- Haizearen abiadurav=(V x ,V y ,V z) Vz ez da kontuan hartzen, bakarrik plano horizontala (x,y)
10
Konbergentzia Dibergentzia
* * *
* * *
norabidea
intentsitatea
“turbulentzia indizea”
Perfil bertikala
Modulua v=|v|= haizearen intentsitatea (m/s)
1mila nautikoorduko
= ”nudo” 1 korapilo 0,51m/s
Errepresentazioa “bizar”, “hirukiak”
Turbulentzia: aldaketa azkarrak
u (t )=u+[aldaketaaleatorioak ]
u=∫0
∆t
u (t ) f (u )du
Dispertsioa: σ desbideraketa estandarra σ 2=∫0
∆t
(u (t )−u )2 f (u )du
Turbulentzia intentsitatea: I t=σu [ dispertsioabatazbestekoarekiko ]
I t ahal den baxuena:
Kontrol eta erregulazioa errazteko. Makinen nekea arintzeko.
11
M
IM
H
E
I
45º
IEkialdea: 90º
Hegoaldea: 180º
Mendebaldea: 270ª
KorapiloTxiripa
σ
Intentsitatea: anenometroNorabidea: beletak
Datuak 2 segunduro: “Abiadura instantaneoa”Datuak 2 minuturo: “Abiadura aeronautikoa”10 minturo batezbestekoak: “Haize metereologikoa”
Probabilitate dentsitatea
3.3.- Weibullen banaketaFuntzio akumulatzailea: F (u )=1−e
−( uc )k
F(u)= haizearen abiadura u baino txikiagoa den denbora proportzioa
u=∫0
∞
uf (u )du=c Γ (1+ 1k )u3≠u3→u3=c3 Γ (1+ 3k )
Ekuazio garrantzitsuak
12
k= forma parametroa(raileigh k=2)c= eskala parametroa
Probabilitate dentsitatea
f (u )=−dF (u )du
Funtzio akumulatzailearenderibatua
Abiadura ohikoena
potentzia kalkulatzeko
Justus (1978):
k=( σu )−1,086
c= u
Γ (1+ 1k )
3.4.- Haizearen abiaduraren aldakuntzak
Haize boladak, aldaketa bortitzak
u=u±(5 8m /s)
Indartsua ±(8-15m/s)
Bortitza > 15m/s
Non, Vp= boladaren gailur abiadura
VC=Barealdi abiadura
TR= Boladaren iraupena
3.5.- Anemometroak (neurketa aparatuak)
o Mekanikoak: ardatz batekiko errotazioa
o Hari beroaren hoztea: baldintza artikoetan o ΔP: Pitoten hodiao Ultrasoinua: laser edo Doppler efektua (SODAR)
Non ipini anemometroa? Haizebean Oztopoaren atzean, haizearen norabidean
13
VP
VCTR
Denbora (s)
u (m/s)
Goilara semiesferikoa
Goilara Konikoak Popako
anemometroa
20hh2h