PREGUNTA PROBLEMATIZADORA
¿Con qué fin se utiliza la energía eólica y cuál es su beneficio para el medio?
OBJETIVO GENERAL DE FÍSICA
Identificar la manera en que se crea la electricidad mediante la energía eólica.
La
potencia del viento depende principalmente de 3 factores:
Área
por donde pasa el viento (rotor)
Densidad del aire
Velocidad
del viento
Para
calcular la formula de potencia del viento se debe considerar el
flujo másico del viento que va dado por:
Densidad del
viento
Área por donde pasa el viento
Velocidad del viento
La
conversión de la energía del viento en electricidad se realiza por
medio de aerogeneradores, con tamaños, que abarcan desde algunos
vatios, hasta los 4.000 kilovatios (4 MW).
Actualmente
la capacidad instalada asciende a 7.000 MW, equivalente a varias
centrales nucleares.
Si
bien es una fuente de energía mucho más limpia que la nuclear o la
de combustibles fósiles, presenta una serie de desventajas: por un
lado, los molinos afectan al ecosistema ya que las aves ...
La
otra dificultad es que para que funcionen, requieren de baterías de
alto rendimiento y baja manutención, que son costosas. Ese problema
se podría solucionar si se pudieran desarrollar mejores métodos de
almacenamiento, como por ejemplo, baterías de Hidrógeno.
DEMOSTRACIÓN
DE LA FORMULA DE LA ENERGÍA EÓLICA
La
energía que tiene el viento es cinética
EC=
½ · m · v² para calcular la masa de aire que pasa, se considera
el volumen que atraviesa la superficie de las aspas en un tiempo(t)
En
el dibujo, ese volumen es del cilindro, cuya base es la superficie
de las aspas, y la altura es el producto de la velocidad del aire
por el tiempo:
V
= S · (v · t)
La masa de aire que
pasa en un tiempo t será el producto de la densidad por el volumen
de aire que pasa en ese tiempo:
m = d · V
Con lo cual, la
ecuación queda como:
E = ½ · m · v²
= ½ · (d · V) · v² = ½ · d · S · v · t · v² = ½ ·
d · S · v³ · t
Por lo que el
resultado queda E=½ · d · S · v³ · t
Cuando la cantidad
de aire que pasa es elevada, no se trabaja con energía (tendríamos
cifras enormes), sino con la potencia, y los cálculos se realizan
por unidad de tiempo:
P = E/t = (½ ·d
· S · v³ · t)/t = ½ · d · S · v³
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