Distribución de Weibull: Factor de Escala y Forma en el Potencial Eólico

Ley de Distribución de Weibull

La distribución de Weibull nos proporciona la densidad de probabilidad de que una determinada velocidad del viento aparezca con una determinada frecuencia. Es crucial para determinar el potencial eólico disponible. Se expresa mediante la siguiente expresión:

Siendo:

• A: Factor de escala, [m/s]
• k: Factor de forma, adimensional, que caracteriza la disimetría de la distribución.

La velocidad del viento media o el parámetro de escala A, suelen indicar cuán ventoso es, en promedio, el emplazamiento. El parámetro de forma, k, indica cuán puntiaguda es la distribución.

Variación del Factor de Forma “k” en la Ley de Distribución de Weibull

En dos lugares donde la velocidad media del viento sea la misma, se tendrá más energía disponible en aquel en que el factor de distribución k sea mayor. El parámetro de forma k indica cuán puntiaguda es la distribución de velocidades del viento. Con valores mayores de k, la curva se hace más puntiaguda y el pico nos indica la velocidad más frecuente, desplazándose a valores de velocidades más altas.

Variación del Factor de Escala “A” en la Ley de Distribución de Weibull

El parámetro de escala da información sobre lo amplia que es la distribución, y el parámetro de forma afecta a la curvatura de la función. Al ajustar la distribución de probabilidad, se obtiene un parámetro de escala diferente para cada aerogenerador. El factor de escala es significativo y muestra una relación con la variación de la velocidad con la altura.

Correlación Histórica de los Datos de Viento

• La campaña de medición de los datos de vientos del emplazamiento suele corresponder a un año, para observar la variación estacional del viento. Sin embargo, con estos datos solo es posible la estimación a corto plazo.
• Para la estimación a largo plazo, es necesario adicionalmente un factor que tenga en cuenta el histórico de la zona.
• Para hacer una estimación del recurso eólico a largo plazo, es necesario el uso de un observatorio de referencia con un período de medidas de varios años, de modo que se puedan comparar las medidas obtenidas durante la campaña con las que se obtendrían en un año medio.
• Según recomendaciones internacionales, se debe emplear una referencia con diez años de datos, aunque en la mayoría de los emplazamientos bastan cinco años para obtener muy buenos resultados.

La determinación del comportamiento eólico del emplazamiento a largo plazo se ha de efectuar mediante correlaciones entre las velocidades medias diarias registradas en un periodo común de registro entre las mediciones del emplazamiento (estación P) y la estación de referencia (estación R).

El coeficiente de correlación es un índice numérico que nos informa de la magnitud y la dirección de la relación entre dos variables, en este caso, los valores de la velocidad en la estación del parque P y en la estación de referencia R.

• Magnitud del coeficiente de correlación: se mide por el valor absoluto del coeficiente. El valor del coeficiente de correlación puede ser -1≤r≥1.
• Dirección del coeficiente de correlación: se mide por el signo del coeficiente.
  • Positivo: son directamente proporcionales (aumentan las dos variables).
  • Negativo: son inversamente proporcionales (si aumenta una variable, la otra disminuye).