Desarrollo de un Modelo Estructural Híbrido de una Turbina Eólica Completa

Abstract

Las energías renovables representan un aporte cada vez mayor en la matriz de generación de energía eléctrica, especialmente las turbinas eólicas que han alcanzado gran difusión a nivel mundial. Resulta valioso contar con herramientas computacionales robustas y confiables que permitan estudiar la dinámica de estas estructuras, a fin de poder acompañar este proceso de expansión y apoyar el avance tecnológico y de ingeniería de diseño. Se presenta un modelo estructural híbrido de aerogenerador eólico de eje horizontal formado por un conjunto de cuerpos rígidos y cuerpos flexibles. La torre flexible se modela como una viga de Euler-Bernoulli con campos de desplazamiento en las direcciones principales de inercia de la sección transversal. Por su parte, el conjunto góndola-nariz-palas se modela como cuerpos rígidos. En la modelación cinemática de la viga en flexión se utiliza un conjunto de modos asumidos en la torre. Se calculan frecuencias naturales de vibración del sistema y se contrastan las estimaciones con resultados publicados en la literatura para el rotor sin velocidad angular en su eje de rotación.