Thesis WIND-PANEL: DISEÑO Y VALIDACIÓN DE UN PANEL AEROGENERADOR MODULAR EQUIPADO CON TURBINAS EÓLICAS DE GEOMETRÍA HÍBRIDA DARRIEUS-SAVONIUS PARA PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD
Date
2021-11
Authors
MORALES CARLOS, VANESSA ANGÉLICA
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Abstract
Como una contribución al avance en la innovación tecnológica para el sector de energía eólica y
proyectos de generación distribuida, se ha identificado la oportunidad de desarrollar un panel modular
equipado con microaerogeneradores híbridos, capaces de aprovechar los vientos de baja y mediana
densidad energética. Por ende, el presente trabajo tiene como objetivo general diseñar un sistema
eólico modular, escalable e interconectable con microturbinas híbridas Darrieus-Savonius.
Para esto, se toma como punto de partida las investigaciones “Diseño y pruebas numéricas de un
microaerogenerador híbrido multipropósito” de Ricardo Sanzana, y “Diseño, fabricación y pruebas
de un microaerogenerador híbrido multipropósito”, de Jonathan Maldonado, las que entregan un
prototipo de microturbina ya probada, teórica y empíricamente, que se puede implementar en el panel.
Se diseñaron cuatro tipos de paneles en base al tipo de acople y cantidad de alternadores. Cada
configuración contempló turbinas, un marco, alternadores y conectores para ejes con más de una
turbina. Estos diseños y posteriores simulaciones de análisis de tensiones se realizaron en Autodesk
Inventor, y de los resultados obtenidos se seleccionó la tensión de Von Mises, desplazamientos, y
factor de seguridad para ser estudiados.
A partir de los primeros resultados, se concluyó que el material seleccionado para la turbina no
cumplía con los requerimientos mínimos, por lo que se optó por un nuevo material que permitiera
continuar con el análisis. Los nuevos resultados permitieron descartar algunas de las configuraciones
de paneles previamente diseñadas, y modificar el modelo de la turbina para reforzar las zonas de alta
concentración de esfuerzo. Luego, se realizó un nuevo análisis que confirmo que los cambios
realizados fueron adecuados.
Con los cambios realizados se pudo seguir con las simulaciones de dinámica de fluidos en el programa
CFD de Autodesk. En estas se pudo analizar el comportamiento del aire alrededor de la turbina y
como afectaban a las turbinas adyacentes, permitiendo optimizar las distancias entre ellas, las cuales
fueron consideradas para el diseño del panel.
Una vez analizadas las simulaciones, se escogieron los parámetros óptimos para cada configuración,
y se simularon para evaluar sus desempeños, obteniendo resultados alentadores, por lo que se ponen
a disposición para que se sigan estudiando en futuros trabajos.
Description
Keywords
ENERGIA EOLICA , MICROTURBINA , PANEL EOLICO , TURBINA HIBRIDA