Diseño de Generadores Eólicos de Eje Vertical de Baja Potencia

Abstract

En este informe detallamos los avances realizados en el estudio del comportamiento de turbinas eólicas de eje vertical (VAWT) de pequeña escala. Nos enfocamos en los VAWT de palas híbridas, analizando en particular su capacidad de autoarranque. Realizamos simulaciones numéricas para comprobar la capacidad del modelo de turbulencia Shear Stress Transport (SST) para reproducir la respuesta bidimensional de un generador híbrido con perfiles alares NACA 0012 y NACA 0018, durante la fase de arranque. Usando el programa OpenFOAM, comprobamos que el modelo tiene dificultades para determinar los coeficientes aerodinámicos de los perfiles alares para ángulos de ataque altos. Logramos identificar las areas de la rotación donde la predicción de los coeficientes deja de ser confiable y evaluamos de manera cualitativa el arranque del generador. Verificamos estos resultados experimentalmente con un generador híbrido que construimos con materiales compuestos. Describimos el proceso de fabricación de dicho generador en detalle. Por último, realizamos simulaciones numéricas unidimensionales para evaluar el uso de perfiles alares no simétricos en las palas de un VAWT. Usamos el software QBlade para realizar las simulaciones, las cuales demostraron que el uso de perfiles no simétricos es posible y podría ser una alternativa viable para el diseño de VAWT.