Diseño de una microturbina para un aerogenerador de eje horizontal para el aprovechamiento de vientos a baja velocidad

Abstract

RESUMEN : El aumento de la población y la industrialización de los procesos productivos requieren cada vez mayor cantidad de energía, en ocasiones para ser suministrada lleva al incremento de quema de combustibles fósiles; que generan mayor cantidad de contaminantes y gases de efecto invernadero. La Energía eólica y solar fotovoltaica ofrecen a corto y largo plazo una alternativa para la reducción de estos contaminantes. En Colombia se motiva el uso de fuentes de energía alternativa con el fin de disminuir la emisión de gases de efecto invernadero, siendo la energía eólica una de estas fuentes . Las turbinas eólicas de eje horizontal tienen una gran oportunidad de aprovechar el recurso eólico de baja velocidad debido a su alta eficiencia y como dice las turbinas de pequeño tamaño son un buen objetivo para ser optimizadas, pues las velocidades de viento menores a $6,5m/s$ no están siendo aprovechadas siendo estas turbinas de pequeño porte las indicadas para zonas de difícil acceso y zonas urbanas. En este estudio se buscó mejorar el rendimiento de un perfil aerodinámico mediante implementación de estrategias de optimización, el cual será usado en los álabes de una turbina eólica de pequeño tamaño y baja potencia, Siendo una oportunidad para obtener rendimientos aprovechables de vientos de baja velocidad, presentes en zonas donde la red interconectada de energía eléctrica tiene carencias. Para el estudio se utilizó una metodología de optimización sobre los perfiles involucrando el software Xfoil como método de evaluación del rendimiento aerodinámico, este software requiere bajo costo computacional, pero ha demostrado tener suficiente exactitud para la predicción de los coeficiente de arrastre y sustentación necesarios para evaluar el rendimiento aerodinámico. Además, se realizó evaluación numérica mediante software CFD. De forma complementaria se hicieron análisis experimentales en túnel de viento con modelo escala del rotor.