DISEÑO DE UN AEROGENERADOR DE PEQUEÑA POTENCIAPARA USO RURAL

INTRODUCCIÓN

En el presente capítulo se realiza una presentación general del trabajo, comenzando por la motivación del mismo para luego mostrar sus objetivos, alcances y principales etapas a desarrollar. Sera para el uso rural y explotación del recurso eólico en Perú.

Hoy, nuestro país posee una economía pujante, que nos ha brindado la oportunidad de suscribir diversos tratados de libre comercio con diferentes países industrializados en el mundo, otorgándonos una gran oportunidad para dar un salto en el crecimiento del país que conlleve una mejor calidad de vida para todos sus habitantes.Por tanto, no deberían existir poblados a lo largo del país carente de sistemas de electrificación y sin un abastecimiento seguro y continuo de energía eléctrica, situación que se contrapone al notorio desarrollo que se aprecia en las grandes urbes de Chile.Es en este contexto que se plantea el presente trabajo, donde se desea abordar la problemática de la electrificación rural, buscando una solución factible, efectiva y que sea de largo aliento. Los tratados internacionales no sólo suscriben bajas arancelarias, sino que también conllevan responsabilidades con el medio ambiente, mediante diversas normas, principalmente de emisión de contaminantes, acordadas entre las partes. Por otro lado, los problemas enfrentados últimamente en cuanto al déficit e incremento de precio del energético primario en la generación de energía eléctrica, junto con la certeza del futuro agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, crean la necesidad de buscar la energía primaria en fuentes limpias, renovables y cuya adquisición o explotación se pueda realizar en forma autónoma.Así nace la idea de diseñar un sistema de abastecimiento de energía eléctrica basado en el uso de aerogeneradores para su implementación en electrificación rural, siendo éste el objetivo principal del presente trabajo de título.

ELECTRIFICACIÓN RURAL EN EL PERÚ HOY

A fines de 1994, creo el Programa Nacional de Electrificación Rural (PER), donde se fijaron como objetivos: dar solución a las carencias de electricidad en el medio rural, disminuyendo los incentivos que generan las migraciones hacia zonas urbanas, fomentando el desarrollo productivo y garantizado un flujo estable de inversiones públicas para tales efectos.

Posteriormente los resultados del Censo de Población y Vivienda, realizado el 24 de Abril del 2002, mostraron el fuerte impacto logrado por el Programa Nacional de Electrificación Rural que permitió en diez años pasar de una cobertura nacional del 53,15% a una del 85,71%. Cifras, que le permiten a Perú de electrificación rural de América Latina.Mientras entre 1982 y 1992 se incrementó en 14,8% el número de viviendas rurales con electricidad, entre 1992 y 2002 el aumento fue de 32,6%, lo que corresponde a 193.147 nuevas viviendas rurales dotadas de energía eléctrica.Durante los años 2000, 2001 y 2002, se electrificaron más de 30.000 nuevas viviendas rurales, con una inversión pública a través del Fondo Nacional de Desarrollo Regional (FNDR) de 24.791 millones de pesos a diciembre de 2002, equivalentes a 37 millones de dólares.Desglosando esta realidad país, en las diferentes regiones que lo componen, cuatro regiones resaltan como las de mayor desarrollo, al superar el 90% de cobertura, éstas son: V Región de Valparaíso, VI Región del Libertador Bernardo O´Higgins, VIIRegión del Maule y la Región Metropolitana.Además, se destacan las regiones con mayor crecimiento, siendo en este caso laIX Región de La Araucanía, que ascendió de un 23% a un 76% (53% de incremento), y la X Región de Los Lagos que pasó de un 38% a un 79% (41% de incremento) de viviendas rurales electrificadas entre 1992 y 2002. Estas regiones son las que concentran los más altos niveles de ruralidad, con el mayor número de viviendas rurales y con una fuerte concentración de población indígena.

FIGURA 1: COBERTURA ELECTRIFICACIÓN RURAL A NIVEL PAÍS

FIGURA 2: COBERTURA ELECTRIFICACIÓN RURAL POR REGIONES

DISEÑO DEL AEROGENERADOR DE PEQUEÑA POTENCIA

PASO 1. ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD MEDIA DEL VIENTO

FIGURA 3: DATOS DEL VIENTO

PASO 2. EVALUACIÓN DE LAS NECESIDADES ENERGÉTICAS

En la Fig IV.1 se presenta la polar del perfil FX60-126 y a la misma escala la representación de Cy en función del ángulo de ataque ; de ellas se obtiene que la sustentación máxima se presenta para un ángulo de ataque (= 12°) y que el arrastre mínimo se produce para un valor de (Cx= 0,006), que se corresponde con un coeficiente de sustentación (Cy= 0,2). El mejor funcionamiento de la pala se produce para un ángulo de ataque en el que la relación (Cy/Cx) sea máxima, es decir, el coeficiente ascensional tiene que ser grande, pero no necesariamente el máximo absoluto, al tiempo que el coeficiente de arrastre tiene que ser lo más pequeño posible, compatible con la relación anterior.

FIG IV.1.- COEFICIENTES DE ARRASTRE Y DE SUSTENTACIÓN DEL PERFIL FX60-126

Según la tabla IV utilizaremos para un generador eólico pequeño con un TSR de 5.

TABLA IV.1.- MÁQUINAS DE VIENTO DE EJE HORIZONTALTIPO DE

MAQUINATSR DE DISEÑO TIPO DE PALA CY/CX

BOMBEO DE AGUA

1 PLACA PLANA 10

1PLACA

CURVADA20-40

1 ALA DE TELA 10-25

GENERADORES EÓLICOS

PEQUEÑOS

3-4 PERFIL SIMPLE 10-50

4-6PERFIL

ALABEADO20-100

3-5 ALA DE LA TELA 20-30GENERADORES

EÓLICOS GRANDES

5-15PERFIL DE ALABEADO

20-100

FIG IV.2.- COEFICIENTES DE ARRASTRE Y DE SUSTENTACIÓN EN FUNCIÓN DE

Siendo: L la longitud de la cuerda media, R el radio y r la distancia al eje.Los valores admisibles del factor de actividad están comprendidos entre 15 y 60. Con valores por debajo de 15 el rotor carece de resistencia estructural, por lo que grandes valores del FA se corresponden con palas anchas, mientras que pequeños valores se corresponden con palas finas. Los valores del FA mayores de 15 se corresponden con (6,5 < TSR < 10), D/L del orden de 60 y coeficiente de potencia CN del orden de 0,4.

TABLA IV.2.- VALORES DEL FACTOR DE POTENCIA FV

mph6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

F1,07

1.78 2.62 3.74 5.13 6.82 8.86 11.3 14.1 17.3 21 25.2

V mph

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

F29.9

35.2 41 47.5 54.6 62.4 70.9 80.1 90.1 101 113 125

TABLA IV.3.- FACTORES DE CORRECCIÓN DE LA DENSIDAD DEL AIREAltitud m CA Temperatura ºC CT

0 1 - 18 º 1.13750 0.898 - 6 º 1.083

1500 0.819 + 4 º 1.042250 0.744 + 16 º 13000 0.676 + 27 º 0.963

+ 38 º 0.929

TABLA IV.4.- VALORES ESTIMADOS DE LA EFICIENCIA

MAQUINA EÓLICAEFICIENCIA EN %

CONSTRUCCIÓN SIMPLIFICADA

DISEÑO OPTIMO

Bomba de pala multipala

10 30

Bomba de agua de palas tela

10 25

Bomba de agua Darriieux

15 30

Aeromotor Savonious 10 20Prototipos de aeromotores pequeñas de menos de 2 Kw

20 30

Prototipos de aeromotores medianos de 2 Kw a 10 Kw

20 30

Prototipos grandes de mas de 10 Kw

30 a 40

Generador eólico Darrieux

15 35

PASO 3. CÁLCULO DE LA POTENCIA EÓLICA

Considerando las diversas pérdidas de energía presentes en el sistema (pérdidas del rotor, del generador y del multiplicador), se procede a determinar el rendimiento total o nominal.Para el análisis se asume un rendimiento mecánico del 100% ya que el gene rador va a estar directamente acoplado al rotor y por tanto, no se consideran perdidas mecánicas en el sistema, se asume también un rendimiento eléctrico de 85% en la etapa de generación.Para el cálculo de la potencia nominal de diseño de la turbina, se selecciona un valor del rendimiento aerodinámico del sistema eólico con base en los valores típicos para este tipo de máquinas, como se indica en la Tabla 1.

TABLA 1: VALORES TÍPICOS DE CP PARA VARIOS TIPOS DE TURBINAS EÓLICAS

C p=0.35El rendimiento global se puede determinar mediante la expresión (1):

ηt=ηmx ηe x Cp…………………………………… (1 )

Dónde:

nm: eficiencia mecánicane: eficiencia sistema eléctricoCp: coeficiente de potencia

Reemplazando valores en (1) se obtiene:

ηt=1 x0.85 x 0.35

ηt=0.298=0.3

Se desea que la potencia nominal que entregue la turbina eólica sea.

Putil=50w

Por lo tanto, se tiene que la potencia nominal es:

Pns=Putil

nt

……………………………………(2)

Reemplazando en (2) se tiene:

Pns=500.3

=166.667W

Con los valores de potencia de diseño y la velocidad nominal se definen a continuación los parámetros de la turbina.

-Velocidad del viento en la locación (V): V=7 ms

-Densidad del aire (ρaire ) : ρaire=1.292kg

m2

-Viscosidad dinámica del aire a 15 ºC (μaire): μaire=1.8 x10−5 kg

m. s

-Viscosidad cinemática del aire a 15 ºC (vaire): vaire=1.4 x10−5 kg

m2

E=12mv2=1

2A v3=1

2ρπ4

D2 v3=π8

ρ D2 v3

TABLA VI. DENSIDAD DEL AIRE A PRESIÓN ATMOSFÉRICA ESTÁNDAR

Despejando el área de barrido y reemplazando valores:

A= 166.66712x1.225 x 7

A=0.7933=0.8m2

Cuando la turbina gira, describe un volumen denominado Volumen de barrido, que es simétrico con relación al eje de rotación; se denomina área barrida a la intersección entre este volumen y un plano cualquiera que contenga el eje del rotor. Para una turbina de álabe recto, esta área comprende el diámetro total del rotor multiplicado por la longitud de álabe, la cual se define como:

A=Dxh

La relación D/h se puede determinar, previo establecimiento de los parámetros de diseño y operación del rotor de la turbina.

Las fuerzas aplicadas al ala son la fuerza de arrastre Fa y de sustentación Fs, tal y como se muestra en la Ilustración 1 las dos fuerzas son dependientes del ángulo α formada por los vectores del viento que choca con la pala y la corriente que se crea al girar la misma, por lo que la fuerza resultante será:

ILUSTRACIÓN 1: FEM PARA DISTINTAS V'

Como ya se anunció en el apartado anterior los cálculos se han hecho mediante Excel, tomando como referencia los valores de la tabla 1, los resultados son los siguientes:

Concepto ValorTSR 5Área 0.4 m2

Altura de la pala 2 mDiámetro del rotor 1.5 mAncho pala 0.2 mRendimiento del rotor 0.3Densidad del aire 1.2 kg/m3

TABLA 1 CARACTERÍSTICAS DEL ROTOR

El Área de la pala será 0,2m de ancho 2m de alto = 0.4 m2 y ρ es la densidad típica del aire 1,2 Kg/m3

Siendo: ρ=ladensidad del aire

D= diámetroV = velocidad del viento

ρ0=1.25kg

m3anivel delmar(15° C ,1atm .)

Para un emplazamiento a una altura H sobre el nivel del mar

ρ=ρ0(1−0.665H288 )4.256

=f 1 ρ0

• Y para una torre de altura h la velocidad media del viento.

v=v0( hh0 )

β

=f 2 v0

Suponiendo una torre de 15 m, situado en una zona despejada. Donde β=0.2, la velocidad media será 1.7 de la que corresponde a nivel del suelo

v=1,7v0

A la vista de los cálculos corregidos de la Tabla 4.5 el diámetro del área de barrido por las palas óptimo para esta aplicación es de 6 m ya que con este se obtiene la potencia eléctrica mínima. Pero aún se puede ajustar más la potencia del aerogenerador teniendo en cuenta que la demanda de electricidad de la vivienda no es siempre la potencia mínima calculada en Ec. 4.1 y si además se cuenta con un sistema de baterías, el tamaño del aerogenerador se puede reducir. Como se verá más adelante se selecciona un alternador, por ello es necesario instalar a la salida de éste un rectificador para poder cargar las baterías. El rectificador es un convertidor de corriente alterna a corriente continua. A la salida de las baterías hay que instalar un ondulador que convierte la corriente continua en alterna.El consumo total de energía por de día es según la Tabla 4.1 de 11210 W·h/dia y por lo tanto las baterías han de ser capaces de suministrar este valor. Pero hay que tener en cuenta que a este valor hay que sumarle el consumo de energía del sistema eléctrico, que se estima en el 10% del consumo total de energía.Suponiendo que cada día el viento sopla a la velocidad ponderada calculada en Ec 4.5 durante 10,5 horas y sabiendo el consumo energético por día de la vivienda calculado enTabla 4, se calcula en Ec. 4.9 la potencia mínima eléctrica del aerogenerador.

Para calcular el tamaño del aerogenerador (diámetro palas) en la Tabla 4.6 se ha calculado la potencia eólica (calculada según Ec. 4.2) y la potencia eléctrica (calculada según Ec. 4.8) para distintos valores de diámetros.

TABLA 4.6. POTENCIAS

Se ha seleccionado como diámetro final de las palas del aerogenerador 2,5 m ya que la potencia eléctrica extraíble se ajusta bastante bien a la potencia mínima que tendría que tener el aerogenerador (Ec. 4.9).Para validar que el diámetro de rotor seleccionado sea correcto, hay que comprobar que la velocidad en la punta de la pala no sea superior a la velocidad del sonido, ya que de lo contrario el diseño de las palas no sería óptimo ya que se podrían producir cavitación en la punta de la pala, cosa que implicaría pérdida de rendimiento de las mismas, ruido, vibraciones y erosión. A continuación en la Ec. 4.10 se realiza dicho cálculo de comprobación. Para realizar este cálculo es necesario saber a qué velocidad gira el rotor; como se verá en el Capítulo 5 se selecciona el alternador 145 STK6M que gira a una velocidad de 390 rpm para una velocidad de viento de 8 m/s.

PASO 4 DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO DEL ROTOR

Siendo P la potencia que necesitamos suministrar:

P=ƞE=ƞ f 1 f 2π8

ρ0D2 v0

❑3 (kW)

D=√ P

ƞ f 1 f 2π8

ρ0D2 v0

❑3(m)

Siendo ƞ el rendimiento del sistemaƞ=ƞaƞeƞm

ƞa=rendimiento aerodinámico{ 0,4 hélices0,3 turbinaseje vertical

ƞe=rendimiento el é ctricoo debombeo 0,8 ƞm=rendimientomecánico 0,9

Se comienza por estimar la eficiencia, que, para pequeños propulsores se puede suponer, a priori, entre un 15% y un 30%; elegimos = 25 %.

Para v = 15 mph F = 17,3

Para una temperatura standard a nivel del mar de 16°C CA = CT = 1.

A= 93 x1Kw0.25 x 17.3x 1x 1

=21.5m2

y el diámetro del rotor: d = 5,23 m

En resumen, los parámetros de diseño considerados son los siguientes:

Utilizando las diferentes relaciones anteriores, los resultados para cada un de las secciones de los álabes dan valores no lineales, tanto para la cuerdas del perfil como para el ángulo de posición; ello requiere elementos de fabricación complejos y costosos. Para simplificar el proceso se hace una linealización del álabe, que consiste en transformar la cuerda (C) y el ángulo () en parámetros lineales en función de la posición del radio. De acuerdo a recomendaciones, se toman puntos de paso r= 0.5R y r= 0.9 R, con lo que se tiene los valores definitivos de la cuerda y el ángulo para la construcción del molde. Los resultados se muestran en la figura 7.

PASO 5 DISEÑO DE PALAS

El número de palas se puede determinar en base a consideraciones constructivas y económicas. Para rotores de baja potencia y aplicaciones utilitarias en los que no interesa emplear métodos de fabricación muy elaborados, tres o cuatro palas puede ser una solución muy razonable.La elección del tipo de perfil tampoco es un problema muy importante para este tipo de rotores. En general, los NACA de la serie 12 o 44 son de uso corriente (vea la siguiente figura)

Parámetros de diseño de las palas

La parte esencial de un aerogenerador son las palas. Para el cálculo del diseño de un diseño se plantea un estudio aerodinámico que consiste en la elección del perfil, la

achura del perfil, el número de palas, el ángulo de sustentación, ángulo de incidencia o de ataque y el ángulo de inclinación.Antes de empezar a realizar dicho estudio se explican brevemente algunos conceptos necesarios:- El perfil de la pala es la intersección de una pala con un cilindro cuyo eje es el eje de rotación del rotor.- La anchura del perfil L o también llamada cuerda de perfil es la longitud máxima de una sección transversal de la pala.- El ángulo de incidencia θ o de ataque es el ángulo formado por la cuerda del perfil y la dirección de la velocidad relativa w.- El ángulo de inclinación α es el ángulo que forman la velocidad relativa w con el plano de rotación de la hélice.

- El ángulo de sustentación ᵦ es el ángulo que forma la cuerda del perfil con el plano de

rotación de la hélice.Previamente a hacer el cálculo de las palas es importante explicar qué fuerzas actúan sobre las palas. El estudio de las acciones aerodinámicas se facilita evaluando las proyecciones de la fuerza resultante F sobre un sistema de ejes de coordenadas tal y como se muestra en la Fig. 1.

FIG. 1. ESQUEMA DEL PERFIL DE UNA PALA

Las fuerzas que actúan sobre la pala son:

- Componente FY normal a la velocidad del viento denominada sustentación- Componente FX paralela a la velocidad del viento denominada arrastre

Las fuerzas de sustentación y de arrastre se pueden escribir tal y como se muestran en las Ec. 1.1 y Ec. 1.2.

F x=12CX ρ v2S…………………………………………………… (1 )

FY=12C X ρ v2S………………………………………………,…(2)

- CX y CY representan son los coeficientes adimensionales de resistencia al avancey a la sustentación respectivamente.- ρ es la densidad del aire- S es la superficie de la palaEn el diseño de las palas hay que tener en cuenta que para un funcionamiento óptimo interesa buscar un ángulo de incidencia (ataque) tal que la relación Cy/Cx sea máxima, es decir, que el coeficiente de sustentación CY tiene que ser máximo mientras que el coeficiente de resistencia la avance CX ha de ser mínimo. Así con un perfil de pala NACA 4412 se obtiene un ángulo de incidencia tal que Cy/Cx sea óptima (ver Fig. 1.2).

FIG. 1.2. COEFICIENTES DE ARRASTRE Y SUSTENTACIÓN

La anchura del perfil disminuye desde el cubo a la periferia; cuando la anchura del perfil aumenta, disminuye la relación D/L (siendo L la longitud máxima de la sección estudio) y el perfil transmite menos fuerza al rotor. Como los perfiles gruesos, por razones estructurales, deben estar más próximos al cubo, producen muy poco par, y por ello

pueden suprimirse en esa zona; concretamente en el 10% o 15% de la pala próxima al cubo no es necesario poner perfiles aerodinámicos.Antes de definir las características de las palas, se estima el rendimiento aerodinámico de las mismas. El rendimiento aerodinámico de las palas se define como la potencia generada por el aerogenerador (potencia mecánica) y la potencia eólica asociada al viento que atraviesa el rotor.Con la ayuda de la Fig. 1.3 se puede realizar una estimación de este rendimiento.Conociendo el factor f y la velocidad específica λ se obtiene el rendimiento de las palas.El facto f se define en la Ec. 3. Como la relación entre la fuerza de sustentación y la fuerza de arrastre.

f=CY

CX

=F sustentacion

Farrastre

……………………………………………….(3)

De la Fig. 1.3 se obtiene que f es igual a 85 y sabiendo que f es 6,02 (se definió en el Capítulo 4) se entra en la gráfica de la Fig.3. y la estimación del rendimiento aerodinámico de las palas es de 0,5.

FIG.3. CURVAS nAERO-λ

Una vez definido el rendimiento el siguiente punto es perfilar las palas. Se procede en primer lugar a hacer un esquema de la misma dividiéndola en varias secciones (Fig.4), calculando la relación de velocidades específica SR para cada sección. La velocidad específica se calcula según la Ec.4.

SR=λrR

……………………………………. (4)

Dónde:

- r es la distancia de la sección estudio al centro del rotor- R es el radio de las palas

FIG. 4. FORMA DE SECCIONAR UNA PALA

A partir de esto y con la Fig. 5 se determina el ángulo de sustentación θ que debe tener cada sección.

FIG.5. VALORES DE θ EN FUNCIÓN DE SR

Con la Fig. 6 se determina el parámetro de forma SP que servirá para calcular la anchura del perfil en cada sección.

FIG. 6. VALORES DEL PARÁMETRO DE FORMA SP EN FUNCIÓN DE SR

Con esto se puede calcular la anchura del perfil en cada tramo según la Ec.5.

L= r x SPC v x npalas

………………………………………… ..(5)

A partir de Ec. 15.4 y dividiendo la pala en 10 tramos distintos en la Tabla 1.1 se muestra el valor de la relación de velocidades SR , el ángulo θ , el parámetro de forma SP y la anchura del perfil L en cada tramo. Dividiendo la pala en 10 tramos es suficiente para conseguir una buena aproximación en cada tramo.

FIG. 7. SECCIONES EN LAS QUE SE HA DIVIDO LA PALA

r(m) SR θ(º) SP L(m)0,1350 1,10 27 2.00 0.14210,2465 2,01 17 0.95 0.12330,3580 2,92 13 0.60 0.11310,4695 3,83 8.5 0.35 0.08650,5810 4,74 7 0.25 0.07640,6925 5,65 5 0.20 0.07290,8040 6,56 4.5 0.17 0.07190,9155 7,47 4 0.14 0.06751,0270 8,38 3 0.12 0.06491,1385 9,29 2.5 0.10 0.05991,2500 10,20 2.5 0.09 0.0592

TABLA 1. APROXIMACIÓN DEL PERFIL DE LA PALA POR TRAMOS

Ahora se ajusta el valor del ángulo de ataque o incidencia para obtener un valor óptimo de la relación CY/CX mediante la Ec.6.

El valor del ángulo de ataque es de 5,58 º tal y como se detalla en Ec.9.

Finalmente en la Tabla 2 sabiendo el ángulo θ para cada tramo y el ángulo de incidencia o de ataque α corregida se detalla para cada tramo el valor del ángulo de

inclinación ᵦ (calculado según Ec.10).

θ(º) α(º) ᵦ(º)27 5.58 21.4217 5.58 11.4213 5.58 7.428.5 5.58 2.927.5 5.58 1.42

5.5 5.58 -0.584.5 5.58 -1.084.5 5.58 -1.583.5 5.58 -2.582.5 5,58 -3.082.5 5,58 -3.08

TABLA 2. ÁNGULOS PARA CADA TRAMO

Velocidad típica o celeridad λ

• Es la relación entre la velocidad de la punta de la pala y la velocidad del viento.• Para sistemas de hélice y a falta de estudios más detenidos, se pueden tomar valores λ entre 5 y 10.

λ= UV D

= π .N . D60.V D

N=( 60. λ .V D

π . D )Dónde:

N: Velocidad de giro de la turbina eólica (rpm) U: Velocidad tangencial al extremo de la palaV D :Velocidad de diseño

λ : celeridad

Para concluir se determina el número de palas de las que se compondrá el aerogenerador. Para ello es necesario saber la velocidad específica, la cual se define según la Ec. 4.11 como la relación entre la velocidad en la punta de la pala vpp y la velocidad ponderada del viento v.

El número de palas es función de la velocidad específica tal y como se muestra la Tabla 4.7.

Debido a que la velocidad específica λ tiene un valor de 6,02 el número de palas óptimo varía de 2 hasta 4 palas según la Tabla 4.4. Para decidir el número de palas se tendrá en cuenta que a menor número de palas, el coste es menor pero el aerogenerador sufre mayores cargas debido a que gira más rápido. En cambio a mayor número de palas, aunque el coste y el par de arranque aumentan, las cargas debidas a fatiga son menores.Finalmente se seleccionan dos palas considerando que es una solución de compromiso entre coste y las posibles cargas que pueda sufrir.Para concluir este capítulo en la Tabla 4.8 se muestra el estudio de capacidad del aerogenerador. En esta tabla se muestra la velocidad media mensual a 8 m de altura calculada según Ec. 4.4. En esta tabla se calcula para cada mes la potencia eólica extraíble a 4 m/s, a la velocidad media del viento según el mes y a 14 m/s y según el tiempo de funcionamiento a cada régimen de velocidades, se calcula los kW·h/dia eólicos generados y los kW·h/día eléctricos que se pueden extraer (suponiendo un rendimiento Cp=0,5). Sabiendo que hay que cubrir 10,2 kW·h/dia se observa que el sistema es capaz de cubrir las necesidades de la casa.Hay que resaltar que estos resultados son teóricos ya que se ha supuesto que:- La demanda de electricidad es constante durante todo el año- El funcionamiento del aerogenerador es de 10,5 horas por día- Un histograma de cargas para simplificar los cálculosEl sistema no es perfecto al 100 % ya que es muy difícil predecir en cada momento la energía eólica extraíble y el consumo de electricidad. En la última columna de la Tabla 4.8 se muestra el factor de capacidad FC del aerogenerador, factor que indica la relación entre energía eléctrica que se podría generar si el aerogenerador funcionará 24 horas al día (36,96 kW·h/día) y la energía eléctrica generada real. A la vista de los resultados se observa que los valores de FC son muy bajos, del orden del 30% de media. Esto manifiesta que la energía eólica es muy costosa ya que es no se aprovecha el 100 % de la capacidad del aerogenerador.