Simulación y comparación de perfiles alares para el uso en aerogeneradores de eje horizontal en Chile

Abstract

El presente trabajo tiene como finalidad realizar un análisis comparativo sobre el comportamiento aerodinámico de perfiles alares utilizados en aerogeneradores de eje horizontal sometidos a condiciones de viento encontradas en Chile. El principal objetivo de esta investigación es poder determinar que perfiles alares podrían mejorar el rendimiento de un aerogenerador instalado en el territorio nacional. Para realizar este trabajo se utiliza el método numérico de volúmenes finitos mediante el software de código abierto OpenFOAM 7, donde se simulan los perfiles alares FFA-W3-211, DU 93-W-210, NREL S809 y NACA0012. Las condiciones de viento utilizadas para las distintas simulaciones corresponden a las obtenidas a partir del explorador eólico para los parques eólicos Taltal y Talinay II, siendo estos puntos de referencia del territorio nacional. A partir de esta investigación, los perfiles con mejor comportamiento aerodinámico bajo las condiciones del Parque Eólico Taltal son el perfil NACA0012 Optimizado debido a su alto ratio 𝐶𝑙/𝐶𝑑 = 24,53 para un ángulo de ataque de 5,5° y el perfil DU 93-W-210 debido a su mayor control respecto a decaimiento en el ratio 𝐶𝑙/𝐶𝑑 en un mayor rango de ángulos de ataque, mientras que para las condiciones del Parque Eólico Talinay II es el perfil DU 93-W-210 el perfil con mejor comportamiento aerodinámico debido a su máximo ratio 𝐶𝑙𝐶𝑑⁄ = 14,00 para un ángulo de ataque de 5,5°. Finalmente, se demuestra que el perfil utilizado actualmente en los aerogeneradores instalados en estas regiones de Chile, el perfil FFA-W3-211, no es el óptimo para estas condiciones de viento. En esta investigación, queda demostrado que los perfiles DU 93-W-210 y NACA0012 Optimizado son los perfiles que podrían mejorar el rendimiento de aerogeneradores según las condiciones de viento de Chile.