Simulación CFD de Turbina Savonius para la Producción de Energía en Ríos

Resumen

En Colombia, las comunidades ubicadas fuera de las áreas urbanas enfrentan un desafío continuo en el acceso a la energía. El aprovechamiento de un porcentaje del potencial hidrológico del país es una solución sostenible para estas poblaciones, con el uso de turbinas hidrocinéticas. Entre las turbinas disponibles, las Savonius destacan por su eficaz funcionamiento en bajos caudales, su capacidad de arranque y su simplicidad de diseño. Esta investigación modela y simula a una turbina Savonius, compuesta de dos cilindros con uno de avance y uno de retroceso, entre dos discos horizontales con una posición simétrica respecto al centro, con una velocidad de 1m/s. La simulación se realizó con ANSYS, tomando en cuenta los diámetros de diseño de la turbina, el coeficiente de momento (CM), el coeficiente de torque (CP) y la velocidad de punta (STR, Tip Speed Ratio). Los resultados indicaron que, el punto óptimo de funcionamiento de una turbina individual se obtiene con una Razón de Velocidad de Punta (TSR) de 0.9, con una potencia de 5.6 Watts, generando un total de 4.0248 kWh/mes. Considerando, por ejemplo, el consumo promedio de 534 kWh mensual. de los 121 habitantes, de la localidad de Alto Estero (Magüí Payán, Nariño), se requeriría un parque hidrocinético con 133 turbinas para suplir el 100% de la energía. En consecuencia, es necesario continuar la investigación a fin de explorar alternativas menos complejas.