Desarrollo y Medición de un Perfil Aerodinámico Muy Grueso para Palas de Aerogeneradores
Autores: Schaffarczyk, Alois Peter; Lobo, Brandon Arthur; Balaresque, Nicholas; Kremer, Volker; Suhr, Janick; Wang, Zhongxia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Desarrollo y Medición de un Perfil Aerodinámico Muy Grueso para Palas de Aerogeneradores
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía eólica
Palabras clave
Rendimiento aerodinámico
Palas de rotor de turbina eólica
Metodología de diseño
Investigaciones de CFD
Adiciones aerodinámicas
Brecha tecnológica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Diseñamos un perfil aerodinámico de 60% de grosor para mejorar el rendimiento aerodinámico en la región de raíz de las palas del rotor de turbinas eólicas, teniendo en cuenta las limitaciones actuales. Después de una extensa revisión de la literatura y una investigación de patentes, se estableció una metodología de diseño (incluyendo consideraciones de fabricación simple), y se realizaron amplias investigaciones de CFD en 2D y 3D con cuatro códigos (Xfoil, MSES, ANSYS Fluent y DLR-tau), incluyendo la implementación dentro de una pala de prueba genérica de 10 MW (CIG10MW). Se llevó a cabo una comparación con los resultados de los métodos de Elemento de Palas y la estimación de los efectos 3D debido a la pala en rotación. Se seleccionó y probó una forma específica (con un pronunciado respaldo plano) en el túnel de viento aeroacústico de Deutsche WindGuard (DWAA), en Bremerhaven, Alemania. Se midieron un total de 34 polares, incluyendo dos formas de borde de salida y dispositivos aerodinámicos como generadores de vórtices, flaps de Gurney, cinta en zig-zag y una placa separadora. Se observaron cambios considerables en las características de sustentación y resistencia debido al uso de adiciones aerodinámicas. Con los estudios presentados aquí, creemos que hemos cerrado una importante brecha tecnológica.
Descripción
Diseñamos un perfil aerodinámico de 60% de grosor para mejorar el rendimiento aerodinámico en la región de raíz de las palas del rotor de turbinas eólicas, teniendo en cuenta las limitaciones actuales. Después de una extensa revisión de la literatura y una investigación de patentes, se estableció una metodología de diseño (incluyendo consideraciones de fabricación simple), y se realizaron amplias investigaciones de CFD en 2D y 3D con cuatro códigos (Xfoil, MSES, ANSYS Fluent y DLR-tau), incluyendo la implementación dentro de una pala de prueba genérica de 10 MW (CIG10MW). Se llevó a cabo una comparación con los resultados de los métodos de Elemento de Palas y la estimación de los efectos 3D debido a la pala en rotación. Se seleccionó y probó una forma específica (con un pronunciado respaldo plano) en el túnel de viento aeroacústico de Deutsche WindGuard (DWAA), en Bremerhaven, Alemania. Se midieron un total de 34 polares, incluyendo dos formas de borde de salida y dispositivos aerodinámicos como generadores de vórtices, flaps de Gurney, cinta en zig-zag y una placa separadora. Se observaron cambios considerables en las características de sustentación y resistencia debido al uso de adiciones aerodinámicas. Con los estudios presentados aquí, creemos que hemos cerrado una importante brecha tecnológica.