Cálculo de la densidad del airePosted on 18 abril, 2013 by dpelluz La densidad del aire es un parámetro fundamental a la hora de estimar la producción energética de un parque eólico. Cuanto mayor es la densidad de la masa de aire que atraviesa el rotor del aerogenerador, mayor será su contenido energético y por tanto, mayor será la producción eléctrica a obtener: La densidad del aire, al ser un fluido compresible, depende de una serie de parámetros: Estos parámetros se combinan en la siguiente ecuación para obtener la densidad del aire: Cada emplazamiento objeto de estudio tiene una serie de parámetros variables que hay que conocer para calcular la densidad del aire en la zona a la altura de buje del aerogenerador a emplear. Pero en cada ocasión tenemos distintos datos de partida, y por tanto será más o menos inmediato el cálculo de la densidad del aire en un emplazamiento concreto. Veamos las distintas situaciones que nos podemos encontrar: Caso 1: Densidad del aire disponible a la altura de buje. En este caso, disponemos del valor de densidad del aire para nuestro emplazamiento objeto de estudio a la altura determinada, porque ha sido calculado previamente por algún tercero: observatorio, proveedor de datos virtuales, torre de medición que hayamos instalado en el lugar en cuestión, etc…. No es necesario hacer ningún cálculo posterior, puesto que ya disponemos del valor de densidad del aire, que es lo que queríamos calcular. Este caso no es habitual.15 K (ya que x ºC = x + 273. En este caso. Caso 3: Temperatura disponible para una altura distinta de la buje. . Este es el caso más habitual.15 K) El valor de densidad del aire en este caso es de 1.117 kg/m3. es necesario cerciorarse de que su cálculo este justificado. Primero hay que conocer el valor de altitud del punto concreto del emplazamiento. que será la suma de la altitud del terreno (en metros sobre el nivel del mar) más la altura de buje. con una altura de buje de 80 metros sabiendo que la temperatura media a dicha altura de buje es de 10 ºC. Caso 2: Temperatura disponible a la altura de buje. y solo nos falta calcular la altitud total de dicho punto. y en caso de emplear datos de terceros. El cálculo de la densidad del aire se realiza aplicando la ecuación siguiente tomando: z = 480 m (400 m + 80 m) T = 283. Ejemplo: calcular la densidad del aire para un emplazamiento a 400 metros sobre el nivel del mar. sobretodo si estamos estudiando un emplazamiento del que no sabemos nada. cosa sencilla una vez se disponga de las curvas de nivel del lugar (también se puede consultar en Google Earth directamente). se dispone de la temperatura medida a la altura de buje (del futuro aerogenerador) para el emplazamiento objeto de estudio. 305 metros sobre el nivel del mar (1. De los datos anteriores se puede deducir lo siguiente: La altitud total de nuestro emplazamiento ( z2) es 1. se puede aplicar el gradiente vertical de temperatura.218 m) será igual a un descenso de 0. podemos meter dichos valores en la ecuación anterior para el cálculo de la densidad. altura sobre el nivel del mar más la altura de buje). También es necesario disponer de una medida de temperatura en algún punto cercano. la temperatura disminuye en 1 ºC por cada 154 metros de ascensión vertical. una vez conocida la temperatura (T2) a la altitud total del emplazamiento (z2) bajo estudio. agencias de meteorología.218 metros (1. La temperatura (T1) de 10. Para ello se suelen emplear datos de observatorios.215 metros sobre el nivel del mar. es necesario estimar la temperatura (T2) a la altitud total de nuestro emplazamiento (z2. Se sabe que un observatorio cercano (a la misma altitud de 1.215 m + 90 m). una temperatura media de 10.94 ºC = 283. .La altitud total será.50 ºC está medida a una altitud ( z1) igual a 1.215 m + 3 m). La temperatura (T2) será de 9.305 m.215 metros) mide con un sensor a 3 metros sobre el nivel del suelo. según el cual. Una vez dispongamos del dato de temperatura ( T1) a una altitud determinada (z1). Finalmente.305 m – 1. etc.87m x 1 ºC / 154m). la altura del emplazamiento más la altura de buje.08 K para la altitud (z2) de 1. La variación del gradiente de temperatura debida a la diferencia de altitudes de 87 m (1. para una altura de buje de 90 m. Como regla general.50 ºC. como antes hemos explicado. Ejemplo: Calcular la densidad para un emplazamiento con una altitud de 1.56 ºC (. 225 kg/m3 (densidad del aire para condiciones estándar). Introduciendo en la ecuación del cálculo de la densidad los valores de T2 y z2 calculados. .066 kg/m3. En resumen. es necesario calcular la densidad del aire para cada emplazamiento concreto para poder estimar la producción energética de manera más precisa y hay que evitar cometer el error de pensar que la densidad del aire es siempre igual a 1. se obtiene una densidad de aire en nuestro emplazamiento de 1.