Análisis Computacional de la Transferencia de Carga Aerodinámica de las Palas al Tren Motriz de un Aerogenerador de Multi-MW de Accionamiento Directo
Autores: Bichan, Magnus; Jaen-Sola, Pablo; Muhammad-Sukki, Firdaus; Sellami, Nazmi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis Computacional de la Transferencia de Carga Aerodinámica de las Palas al Tren Motriz de un Aerogenerador de Multi-MW de Accionamiento Directo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Desarrollo
Modelo de turbina
Carga aerodinámica
Excentricidades del eje
Velocidades del viento
Estructura del generador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Este documento detalla el desarrollo de un modelo completo de turbina y el posterior análisis aero-servo-elástico de la Turbina Eólica de Referencia de 15MW de la Agencia Internacional de Energía. Este modelo proporciona los medios para obtener datos de rendimiento realistas de la turbina, de los cuales se extraen y aplican las cargas de las palas normales y tangenciales a un modelo simplificado de tren de transmisión desarrollado expresamente para cuantificar las excentricidades del eje causadas por la carga aerodinámica, determinando así el impacto de la carga aerodinámica en la estructura del generador. Durante este proceso, se presenta un método para determinar los valores de rigidez de los rodamientos principales, y se obtienen valores para la IEA-15MW-RWT. Se encontró que las velocidades del viento en la región de corte de la turbina inducen excentricidades del eje de hasta el 56%, y que la carga tangencial tiene una contribución significativa a las excentricidades del eje, aumentando la deflexión en el área del generador hasta en un 106% a altas velocidades del viento, lo que requiere su inclusión. Durante una posterior optimización de la estructura del generador, se encontró que las excentricidades del eje causadas por los escenarios de carga examinados en este documento aumentaron la masa necesaria de la estructura del rotor en un 40%, para cumplir con la reducción del espacio de aire.
Descripción
Este documento detalla el desarrollo de un modelo completo de turbina y el posterior análisis aero-servo-elástico de la Turbina Eólica de Referencia de 15MW de la Agencia Internacional de Energía. Este modelo proporciona los medios para obtener datos de rendimiento realistas de la turbina, de los cuales se extraen y aplican las cargas de las palas normales y tangenciales a un modelo simplificado de tren de transmisión desarrollado expresamente para cuantificar las excentricidades del eje causadas por la carga aerodinámica, determinando así el impacto de la carga aerodinámica en la estructura del generador. Durante este proceso, se presenta un método para determinar los valores de rigidez de los rodamientos principales, y se obtienen valores para la IEA-15MW-RWT. Se encontró que las velocidades del viento en la región de corte de la turbina inducen excentricidades del eje de hasta el 56%, y que la carga tangencial tiene una contribución significativa a las excentricidades del eje, aumentando la deflexión en el área del generador hasta en un 106% a altas velocidades del viento, lo que requiere su inclusión. Durante una posterior optimización de la estructura del generador, se encontró que las excentricidades del eje causadas por los escenarios de carga examinados en este documento aumentaron la masa necesaria de la estructura del rotor en un 40%, para cumplir con la reducción del espacio de aire.