Wind Energy - ITESM€¦ · •Wind Energy •Air Movement Principles •Available Wind Power •Classification of Wind Turbines •Wind Power Coefficient for Different Type Turbine

Wind Energy

Content

• Wind Energy• Air Movement Principles• Available Wind Power• Classification of Wind Turbines• Wind Power Coefficient for Different Type Turbine• Aerodynamic Principle of Wind Turbine• Wind Potential• Uses of Wind Turbines

Wind Energy

• Wind energy is that obtained from wind, that is, that which is obtained from the kinetic energy generated by the effect of air currents and likewise the air vibrations produced.

Wind Energy

• The use of this type of energy was not exactly for sailboats, but windmills; and dates back to over 4000 years.

• They have been used for grinding grains, papermaking, and sawing wood.

• Windmills in Holland and the UK are used to pump water.

• This led to the development of wind turbines to generate power.

Air Movement Principles

First Principle• As a result of friction, wind speed is lower near the surface of the earth at the top of the atmosphere. The speed reduction is a function of terrain roughness.

Air Movement Principles

Second Principle• As a result of inertia, the wind tends to continue moving in the same direction even when it encounters an obstruction. Therefore flowing around objects like water flowing around a rock in a stream rather than push the object in any direction.

Air Movement Principles

Third Principle• Air flows from areas of high pressure to areas of low pressure. For example, when solar radiation heats the air in a prairie, lowering the pressure and causing it to rise, the air then flows into prairie coming from the surrounding forest where the air is at a lower temperature and higher pressure .

Air Movement Principles

Macroclimate

Air Movement Principles

Microclimate

Available Wind Power

The power available from the wind depends on:• Air density • Turbine cross sectional area • Air velocity 

Available Wind Power

Are essential with high average wind speed• Minimum 4 m/s annual average• At higher altitudes, higher wind speed

Places of good winds• coastal areas• hills with great slopes• passages• open land• Valleys that channel the wind

Typically there is more wind• In winter than summer• During the day than the night

Available Wind Power

• Power Coefficient ( )

Available Wind Power

• System losses

Tip‐speed ratio = Vblade/Vwind

Available Wind Power12

Available Wind Power

Classification of Wind Turbines

• Horizontal axis turbines• They are the most common

• Vertical axis turbines• Darrieus type• Savonius type• Musgrove type

Classification of Wind Turbines

Horizontal axis turbines

Classification of Wind Turbines

Classification of Wind Turbines

Vertical axis turbines

Classification of Wind Turbines

Wind Power Coefficient for Different Type Turbine

Wind Turbine

Wind Turbine

Wind Turbine

Wind TurbineWind Farm Offshore

Wind Potential

Fuente:Recursos Renovables para la Producción de Electricidad en México. SENER, CFE

Wind Potential

Fuente:Recursos Renovables para la Producción de Electricidad en México. SENER, CFE

Wind Potential

Uses of Wind Turbines

http://www.aerotecture.com

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