Calculadora aerogenerador
Un rotor de 80 m con viento constante de 10 m/s y un coeficiente de potencia de 0,4 entrega más de un millón de vatios y más de diez millones de kWh al año. Indique sus datos para evaluar un emplazamiento. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Diámetro del rotor (m)
- 80
- Velocidad del viento (m/s)
- 10
- Densidad del aire
- 1,225
- Eficiencia
- 0,4
- Área barrida (m2)
- 5 026,5482457437
- Potencia (W)
- 1 231 504,320207199
- Energía anual (kWh)
- 10 787 977,845015064
- Horas por año
- 8 760
Un aerogenerador convierte la energía cinética del aire en movimiento en trabajo de eje y después en electricidad. Quienes prospectan emplazamientos, el alumnado y quienes diseñan proyectos pequeños suelen necesitar una cifra transparente de vatios y de energía anual a partir de cuatro números que ya tienen: el diámetro del rotor, la velocidad media del viento, la densidad del aire y el coeficiente de potencia del rotor. Esta calculadora de energía de aerogenerador aplica la fórmula de flujo cinético del disco actuador: la potencia en vatios es un medio por la densidad del aire por el área barrida por la velocidad del viento al cubo por el coeficiente de eficiencia Cp, con el área barrida igual a pi por el diámetro al cuadrado entre cuatro. La energía anual en kilovatios-hora es esa potencia por 8760 horas dividido entre 1000, tratando la velocidad indicada como constante durante el año.
Qué significa la potencia de un aerogenerador y cómo se aplica P = ½ ρ A v³ Cp
La potencia instantánea del aerogenerador en esta capacidad es el flujo de energía cinética a través del disco del rotor multiplicado por un coeficiente de potencia, no una curva de fabricante ni una evaluación Weibull del emplazamiento. El modelo de disco actuador parte de la masa de aire que atravesaría el área barrida A en un segundo, densidad por área por velocidad, y de la energía cinética por unidad de masa, un medio de la velocidad al cuadrado.
Su producto es un medio por densidad por área por velocidad al cubo: la potencia eólica disponible en vatios cuando la densidad va en kilogramos por metro cúbico, el área en metros cuadrados y la velocidad en metros por segundo. El rotor no puede extraer todo ese flujo. El límite de Betz afirma que el coeficiente de potencia teórico máximo Cp es dieciséis veintisietes, cerca de cero punto cinco nueve tres.
Las máquinas reales de eje horizontal suelen operar entre unos cero punto tres y cero punto cuatro cinco en la parte creciente de la curva, por debajo de la velocidad nominal. Esta calculadora multiplica el flujo disponible por el coeficiente de eficiencia que usted aporta, de modo que la potencia equivale a un medio por densidad del aire por área barrida por velocidad al cubo por Cp.
El área barrida es el disco pi D al cuadrado entre cuatro, donde D es el diámetro del rotor en metros, no la altura de torre ni la cuerda de pala. La energía anual en kilovatios-hora es esa potencia instantánea por ocho mil setecientas sesenta horas de un año no bisiesto, dividido entre mil vatios-hora por kilovatio-hora. Esa anualización trata la velocidad indicada como constante todo el año: es una cota de primer orden a partir de una velocidad media, no un factor de capacidad ni una integral Weibull.
La herramienta no aplica velocidades de arranque, nominal o de parada, no obtiene meteorología y no convierte kilovatios-hora en dinero o carbono. Responde a la pregunta de vatios y energía anual a partir del diámetro, la velocidad del viento, la densidad y Cp para que usted pueda emparejar el resultado con su tarifa, factor de emisiones o factor de capacidad medido.
Contrato de entrada, forma de la respuesta y por qué se rechaza una velocidad de viento negativa
Se rechaza una velocidad de viento negativa porque el flujo de energía cinética no está definido para una velocidad invertida en este modelo de primer orden: no hay una v negativa que al cubo siga dando un vataje con sentido, así que la tarea falla en lugar de devolver una potencia con signo que un cliente defectuoso podría tratar como generación. Una velocidad de viento cero es válida y produce potencia nula y energía anual nula.
El diámetro y la densidad deben ser estrictamente positivos; un disco de área cero o un vacío no es una turbina. La eficiencia debe situarse en el intervalo cerrado de cero a uno; valores por encima de uno reclamarían más que el flujo cinético. Los campos numéricos se redondean a doce decimales para goldens estables entre runtimes.
Ejemplo: un rotor de ochenta metros, diez metros por segundo, densidad 1.225 y Cp 0.4 rinde cerca de 1.23 megavatios y unos 10.8 millones de kilovatios-hora si esa velocidad se mantiene todo el año. Este extremo no aplica una curva de potencia, un k de Weibull ni un factor de capacidad.
Qué puede hacer con ella
Presupuestos de primera pasada para prospección y proyectos pequeños
Convierta el diámetro del rotor, una velocidad media del viento, la densidad del aire y un Cp supuesto en vatios instantáneos y una cota anual a velocidad constante en kilovatios-hora antes de una curva de fabricante o un rendimiento Weibull.
Preguntas frecuentes
¿Qué ocurre si la velocidad del viento es negativa?
Una velocidad de viento negativa se rechaza y no se factura; una velocidad cero es válida y produce potencia nula.
¿Qué fórmula usa la calculadora de energía de aerogenerador?
El modelo de flujo cinético del disco actuador: área barrida A = π D² / 4, potencia P = ½ ρ A v³ Cp en vatios, energía anual = P × 8760 / 1000 kWh tratando la velocidad indicada como constante durante el año.
¿Es esta una curva de fabricante o una evaluación de rendimiento Weibull?
No. Es una estimación de primer orden a partir del diámetro, la velocidad del viento, la densidad y Cp. No aplica velocidades de arranque, nominal o de parada, ni un factor de capacidad, ni un k de Weibull. Empárela con una curva medida o un modelo de recurso para un rendimiento bancable.
¿Qué es el límite de Betz de un aerogenerador?
Es el techo teórico de la potencia del viento que un rotor puede captar: 16/27, alrededor de 0,593. Ninguna máquina real lo alcanza, por eso el coeficiente que usted introduce debe quedar por debajo.
¿La cifra anual supone que el viento sopla todo el año?
Sí. Trata su velocidad del viento como constante durante las 8760 horas del año, así que es un máximo a partir de una velocidad media. No aplica velocidades de arranque, nominal ni de corte.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/eco/wind-turbine \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"rotor_diameter_m":80,"wind_speed_ms":10,"air_density":1.225,"efficiency":0.4}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eco/wind-turbine", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"rotor_diameter_m": 80,
"wind_speed_ms": 10,
"air_density": 1.225,
"efficiency": 0.4
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/eco/wind-turbine",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"rotor_diameter_m": 80,
"wind_speed_ms": 10,
"air_density": 1.225,
"efficiency": 0.4
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eco/wind-turbine", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"rotor_diameter_m":80,"wind_speed_ms":10,"air_density":1.225,"efficiency":0.4}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"rotor_diameter_m":80,"wind_speed_ms":10,"air_density":1.225,"efficiency":0.4}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eco/wind-turbine", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"rotor_diameter_m": 80,
"wind_speed_ms": 10,
"air_density": 1.225,
"efficiency": 0.4
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "eco.wind_turbine",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Una velocidad de viento negativa carece de sentido físico y falla con invalid_input. El mismo módulo analítico puro alimenta la vía gratuita del navegador y la vía API de prepago a $0.002 por llamada exitosa.
Contrato de entrada, forma de la respuesta y por qué se rechaza una velocidad de viento negativa
Envíe por POST un cuerpo JSON con cuatro números finitos obligatorios: rotor_diameter_m, el diámetro positivo del rotor D en metros; wind_speed_ms, la velocidad de viento v no negativa en metros por segundo; air_density, la densidad de aire ρ positiva en kilogramos por metro cúbico (el aire seco ISA al nivel del mar es 1.225); y efficiency, el coeficiente de potencia Cp entre cero y uno inclusive. Se aceptan los alias diameter, diameter_m, rotor_diameter y D para el diámetro; wind_speed, speed, v y wind para el viento; density, rho y air_density_kg_m3 para la densidad; y cp, power_coefficient, coefficient, efficiency_coefficient y Cp para el coeficiente. Cada campo puede llegar como número JSON o como cadena numérica decimal. Los campos ausentes, las cadenas vacías, los booleanos, los valores no finitos y las magnitudes por encima de los techos admitidos fallan con invalid_input nombrando el campo. Si hay éxito el cuerpo ecoa las entradas limpias, informa swept_area_m2, el principal power_w en vatios, annual_energy_kwh, hours_per_year de 8760, betz_limit de dieciséis veintisietes, más formula, equation, el método actuator_disk_cp y un breve array steps.
Dónde aporta valor una calculadora de energía de aerogenerador
Los grupos de energía comunitaria y quienes instalan a escala de tejado o de explotación usan una calculadora de potencia de aerogenerador para convertir un diámetro de rotor candidato, una velocidad media del emplazamiento, una densidad de aire local y un Cp supuesto en vatios y una cifra anual de primer orden en kilovatios-hora antes de abrir una curva de fabricante o un libro WAsP. Los diámetros, densidades o coeficientes inválidos, o una velocidad de viento negativa, no consumen saldo. Para una conversión Beaufort o un componente de viento cruzado use una calculadora hermana; esta página responde a la búsqueda de vatios de turbina y energía anual a partir de D, v, ρ y Cp. Los laboratorios de mecánica de fluidos y los cursos de energías renovables necesitan un oráculo determinista que rechace una velocidad de viento negativa como invalid_input en lugar de devolver un cubo con signo que un calificador defectuoso podría tratar como éxito. Quienes redactan hojas de cálculo y paneles y ya disponen del diámetro y de una velocidad media suelen querer el mismo producto ½ρAv³Cp en una API para que una página, un complemento LMS o un trabajador en el borde muestren vatios y energía anual sin incrustar matemáticas que se desvíen de la fórmula documentada. Mantenga las solicitudes pequeñas, fije power_w y annual_energy_kwh en las pruebas, y obtendrá una salida reproducible para presupuestos, deberes y trabajadores en el borde sin levantar una suite completa de recurso eólico propia.
Casos de integración
Comprobaciones de disco actuador en el aula
Permita que el alumnado y los calificadores LMS verifiquen P = ½ ρ A v³ Cp y E = P × 8760 / 1000, con un invalid_input claro cuando la velocidad del viento es negativa.
Paneles y automatización sin un modelo de recurso
Llame al mismo módulo analítico desde un widget de aterrizaje o una API de prepago para que los vatios y la energía anual mostrados no se aparten nunca de la fórmula documentada.
Preguntas técnicas
¿Cómo se estima la potencia y la energía anual de un aerogenerador?
Envíe rotor_diameter_m (metros positivos), wind_speed_ms (m/s no negativos), air_density (kg/m³ positivos) y efficiency (Cp de 0 a 1). La API devuelve power_w = ½ × ρ × A × v³ × Cp con A = π D² / 4, y annual_energy_kwh = P × 8760 / 1000.
¿Cuánto cuesta la calculadora de energía de aerogenerador?
La herramienta del navegador es gratuita. Las peticiones API usan saldo prepago KIT a $0.002 por llamada exitosa; la entrada inválida no se factura.