Estudio experimental de la interacción fluido-estructura de una turbina Savonius Tripala de Álabes móviles

Abstract

Dentro del contexto de una prestación de servicios, se ha solicitado el estudio y caracterización de la operación de un prototipo de turbina eólica de eje vertical, tipo Savonius tripala de álabes móviles montada sobre una estructura telescópica. Para la realización de este estudio, se diseñó e implementó un banco de pruebas, tipo túnel de viento, donde se realizaron las mediciones de los principales parámetros de operación del prototipo de turbina. El diseño del banco de pruebas fue hecho con apoyo de software de CAD (Inventor de Autodesk) y simulaciones de CFD (Ansys Fluent), para optimizar la geometría de la estructura. Una vez finalizada la construcción del banco de pruebas, se desarrolló un protocolo experimental estandarizado y replicable, de acuerdo con el cual fueron realizados los ensayos sobre el prototipo de turbina. Se llegó a la conclusión de que la movilidad de los álabes disminuía la generación de energía comparada con una configuración rígida para velocidades de viento incidente mayores a 8 [m/s]. También se determinó el valor máximo del Coeficiente de potencia (Cp) entre 0,025 y 0,030 alcanzado para TSR entre 0,250 y 0,300. Valores diez veces más bajo que lo esperable para un rotor Savonius de estándar comercial. A partir de los resultados del estudio se hicieron sugerencias para mejorar el desempeño de futuros diseños de la empresa. Futuros trabajos pueden basarse en este para la realización de pruebas sobre futuros diseños de rotores. O, para mejora del banco de pruebas, aumentando la confiabilidad del sistema, la precisión y exactitud de las mediciones que se puedan tomar en este.