domingo, 1 de junio de 2014

Como medir el rendimiento de una turbina de viento de tamaño pequeño / medio


Es conocido que el principal talón de Aquiles de las turbinas de viento de tamaño pequeño / medio es el rendimiento de las mismas desde el punto de vista de potencia efectiva que suministran cuando ya están en uso real.

Mientras grandes turbinas modernas captan un poco más de 50% de la energía del viento, las pequeñas no suelen pasar del 25%.

El máximo rendimiento teórico nominal de las pequeñas turbinas suele darse en vientos de más de 10m/s (más de 30km/h)! En la mayor parte de ubicaciones el viento a la altura de las casas solamente durante algunas horas del día supera 5m/s. Con suerte, en estas condiciones una pequeña turbina típica de 600W produce algo más de 80W.

Si procediéramos con método, deberíamos tener y si no lo podemos obtener entonces calcular el promedio de la fuerza del viento en el lugar que vamos a colocar nuestra turbina. A veces ello no es posible, pues el coste de algunos anemómetros profesionales es superior al de las turbinas de viento de tamaño pequeño.

Aquí explicamos una manera de como calcular el rendimiento de nuestra turbina de tamaño pequeño / medio una vez ya la tenemos instalada.

Si nuestro sistema es del tipo conexión a red, es decir, la energía obtenida se vuelca a la red eléctrica, la medición del rendimiento es muy fácil.

Tan solo tenemos que colocar un medidor del consumo de electricidad en la toma de corriente donde conectamos nuestro sistema “on grid”.

Medidor consumo electricidad



Vamos a tener tanto la producción instantánea como la acumulada.

Si por el contrario nuestra turbina es “off grid”, es decir, sistema de aislada, guarda la energía producida en una batería para hacer el uso que creamos mas conveniente de ella, aquí tenemos un poco más de dificultad.

Describimos a continuación una dataloger (registro de datos) que hemos creado utilizando una plataforma de desarrollo rápido Arduino.

dataloger desarrollado con arduino para KIT híbrido



Este sistema incorpora una tarjeta microSD de 4 Gbytes que puede almacenar 40 días de mediciones. Las mediciones se realizan con una frecuencia de 1/5 Hz, buscando un equilibrio entre fiabilidad de los resultados que se van a obtener y consumo de batería (cada grabación consume energía, obtenida de la batería cuando no hay viento). Cada medición de la tensión y la intensidad se realiza con un muestreo de 50 valores/medición. 

Instalación del dataloger para mediciones



Hemos hecho pruebas con un aerogenerador de 200W nominales.

Imagen del KIT solar eólico instalado


En esta instalación concreta, si bien en algunos momentos el aerogenerador ha alcanzado una potencia de 50W, el porcentaje de tiempo en que el aerogenerador esta “parado” (es decir, potencia 0), es superior al 95% de su tiempo.

Construir nuestro primer KIT híbrido para experimentar


Vamos a explicar como construir un pequeño KIT hibrido, solar eólico, para iluminación. La funcionalidad será que la luz se encienda por la noche y se apague cuando sea de día.

Los componentes que vamos a utilizar son:

Turbina de viento de 200W:


Turbina viento 200W