Análisis de Doble-Múltiple de Tubos de Flujo de una Turbina Eólica de Eje Vertical Flexible
Autores: Roy, Lalit; Kincaid, Kellis; Mahmud, Roohany; MacPhee, David W.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis de Doble-Múltiple de Tubos de Flujo de una Turbina Eólica de Eje Vertical Flexible
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Turbinas eólicas
VAWTs
Ajuste de palas
Eficiencia
Palas flexibles
Pruebas en túnel de viento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las turbinas eólicas de eje vertical (VAWT) han atraído una atención creciente para la generación de energía fuera de la red y en alta mar debido a las ventajas inherentes sobre las turbinas eólicas de eje horizontal (HAWT) más populares. Entre estas ventajas se encuentran la ubicación del generador, la omnidireccionalidad y el diseño simplista. Sin embargo, una desventaja importante es la menor eficiencia, que puede ser mitigada a través del ajuste de las palas. Dado que cada pala debe transitar tanto hacia arriba como hacia abajo en cada revolución, las técnicas de ajuste de palas de VAWT aún no son comunes debido a la mayor complejidad y costo. La utilización de palas flexibles que se transforman de manera pasiva puede ofrecer resultados similares al ajuste activo, sin requerir sensores o actuadores, y ha mostrado promesas en el aumento del rendimiento de VAWT en casos selectos. En este estudio, se han realizado pruebas en túnel de viento con perfiles aerodinámicos NACA 0012 de palas flexibles y rígidas, con el fin de proporcionar los datos de entrada necesarios para un modelo de Doble-Tubo de Corriente Múltiple (DMST). Los resultados de este estudio indican que un VAWT que se transforma de manera pasiva puede alcanzar un coeficiente de potencia máximo (Cp) que supera con creces el de un VAWT de palas rígidas (18.9% frente a 10%) con fluctuaciones de fuerza normal reducidas de hasta un 6.9%. También se observa que el rango operativo de la relación de velocidad de punta aumenta en un máximo del 40.3%.
Descripción
Las turbinas eólicas de eje vertical (VAWT) han atraído una atención creciente para la generación de energía fuera de la red y en alta mar debido a las ventajas inherentes sobre las turbinas eólicas de eje horizontal (HAWT) más populares. Entre estas ventajas se encuentran la ubicación del generador, la omnidireccionalidad y el diseño simplista. Sin embargo, una desventaja importante es la menor eficiencia, que puede ser mitigada a través del ajuste de las palas. Dado que cada pala debe transitar tanto hacia arriba como hacia abajo en cada revolución, las técnicas de ajuste de palas de VAWT aún no son comunes debido a la mayor complejidad y costo. La utilización de palas flexibles que se transforman de manera pasiva puede ofrecer resultados similares al ajuste activo, sin requerir sensores o actuadores, y ha mostrado promesas en el aumento del rendimiento de VAWT en casos selectos. En este estudio, se han realizado pruebas en túnel de viento con perfiles aerodinámicos NACA 0012 de palas flexibles y rígidas, con el fin de proporcionar los datos de entrada necesarios para un modelo de Doble-Tubo de Corriente Múltiple (DMST). Los resultados de este estudio indican que un VAWT que se transforma de manera pasiva puede alcanzar un coeficiente de potencia máximo (Cp) que supera con creces el de un VAWT de palas rígidas (18.9% frente a 10%) con fluctuaciones de fuerza normal reducidas de hasta un 6.9%. También se observa que el rango operativo de la relación de velocidad de punta aumenta en un máximo del 40.3%.