¿Qué es la densidad de potencia eólica?
La densidad de potencia eólica (DPE) es la cantidad de energía cinética que atraviesa un metro cuadrado de superficie perpendicular al viento, y se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m²). Es el indicador más útil para evaluar el recurso eólico de un emplazamiento, porque refleja la fuerte dependencia de la potencia disponible respecto a la velocidad del viento. Como la potencia es proporcional al cubo de la velocidad, duplicar la velocidad del viento multiplica por unas ocho veces la potencia disponible.
Cómo usar esta calculadora
Introduce la velocidad del viento en metros por segundo y la densidad del aire en kilogramos por metro cúbico. A nivel del mar y a 15 °C, la densidad del aire es de aproximadamente 1,225 kg/m³, que es el valor predeterminado. El aire frío y más denso genera más potencia; en cambio, las grandes altitudes y las temperaturas elevadas la reducen. La calculadora te devuelve la densidad de potencia eólica teórica en W/m² (y en kW/m²).
La fórmula explicada
La ecuación es $$\frac{P}{A} = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^{3}$$ donde \(\rho\) es la densidad del aire y \(v\) es la velocidad del viento. El término \(\frac{1}{2}\cdot\rho\cdot v^{2}\) corresponde a la presión dinámica (energía por unidad de volumen), y al multiplicarlo por \(v\) se obtiene el caudal volumétrico por unidad de superficie, de modo que el resultado es la potencia por unidad de área. Ten en cuenta que se trata de la potencia contenida en el viento, no de la que un aerogenerador puede aprovechar: el límite de Betz fija el máximo extraíble en torno al 59,3 %.
Ejemplo resuelto
Para una velocidad del viento de 10 m/s con la densidad del aire estándar de 1,225 kg/m³: $$\frac{P}{A} = 0{,}5 \times 1{,}225 \times 10^{3} = 0{,}5 \times 1{,}225 \times 1000 = 612{,}5 \ \text{W/m}^2$$ Este valor corresponde a una clase de recurso eólico «buena».
Preguntas frecuentes
¿Por qué influye la densidad del aire? Un aire más denso transporta más masa y, por tanto, más energía cinética a la misma velocidad, lo que aumenta proporcionalmente la potencia disponible.
¿Es esta la potencia que genera un aerogenerador? No. Es la potencia bruta contenida en el viento. Los aerogeneradores reales solo aprovechan una fracción, limitada por el límite de Betz (~59,3 %) y por las pérdidas mecánicas y eléctricas.
¿Qué se considera una buena densidad de potencia eólica? Los emplazamientos que superan aproximadamente los 400 W/m² (a la altura del buje) suelen considerarse adecuados para el desarrollo de energía eólica.
