Paritian

Ciencias

Calculadora de la Velocidad del Viento a Distinta Altura (Gradiente del Viento, Ley de Potencia y Ley Logarítmica)

Velocidad del viento a otra altura a partir de una medición a una altura, por la ley de potencia y por la ley logarítmica, para alturas de buje de aerogeneradores, mástiles y anemómetros.

Resultados

Velocidad del viento allí, ley de potencia 6,73 m/s
Velocidad del viento allí, ley logarítmica 6,79 m/s
Potencia del viento allí frente a la altura medida (ley logarítmica) 2,50 ×
Cómo varía
Velocidad del viento allí, ley de potenciaAltura deseada 2 – 120. Velocidad del viento allí, ley de potencia: 3,97207 → 7,13334; Velocidad del viento allí, ley logarítmica: 3,61474 → 7,13879Velocidad del viento allí, ley de potenciaVelocidad del viento allí, ley logarítmica0246820406080100120Altura deseada (m)

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

El viento se frena cerca del suelo por el rozamiento, así que la lectura de un anemómetro a 10 m infravalora el viento a la altura del buje de un aerogenerador. Dos formas habituales de escalarla son la ley de potencia, con un exponente que suele tomarse como 1/7 en terreno abierto, y la ley logarítmica, que usa la longitud de rugosidad z₀ del terreno, desde unos 0,0002 m sobre agua abierta hasta un metro o más sobre ciudades y bosques. Como la potencia del viento va con el cubo de la velocidad, un pequeño aumento importa mucho: un viento un 36 % más rápido lleva dos veces y media la potencia. Ambas leyes son para condiciones neutras, terreno llano y los pocos cientos de metros más bajos.

Fórmula

power law: v₂ = v₁ (z₂ ÷ z₁)^α (α ≈ 1/7 = 0.143 in open country) · log law: v₂ = v₁ ln(z₂ ÷ z₀) ÷ ln(z₁ ÷ z₀)

Variables

SímboloSignificadoUnidad
v1Velocidad del viento medidam/s
z1Altura de la mediciónm
z2Altura deseadam
alExponente α de la ley de potencia—
z0Longitud de rugosidad z₀ del terrenom
VPVelocidad del viento allí, ley de potenciam/s
VLVelocidad del viento allí, ley logarítmicam/s
PGPotencia del viento allí frente a la altura medida (ley logarítmica)×

Ejemplo resuelto

  • Velocidad del viento medida5 m/s
  • Altura de la medición10 m
  • Altura deseada80 m
  • Exponente α de la ley de potencia0,143
  • Longitud de rugosidad z₀ del terreno0,03 m
  • Velocidad del viento allí, ley de potencia6,73 m/s
  • Velocidad del viento allí, ley logarítmica6,79 m/s
  • Potencia del viento allí frente a la altura medida (ley logarítmica)2,50 ×

Limitaciones

  • La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
  • El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.