Un estudio experimental y computacional sobre la dinámica de banderas invertidas para la recolección simultánea de energía eólica y solar
Autores: Cioncolini, Andrea; Nabawy, Mostafa R.A.; Silva-Leon, Jorge; O"Connor, Joseph; Revell, Alistair
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un estudio experimental y computacional sobre la dinámica de banderas invertidas para la recolección simultánea de energía eólica y solar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Experimentos
Simulaciones numéricas
Banderas invertidas
Generación de energía
Energía eólica
Energía solar
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta resultados de experimentos y simulaciones numéricas simplificadas sobre la dinámica inducida por el flujo y la generación de energía de banderas invertidas que combinan tiras piezoeléctricas flexibles con células fotovoltaicas para cosechar simultáneamente energía cinética del viento y energía radiante solar. Se realizaron experimentos en un túnel de viento bajo excitación de viento controlada y exposición a la luz, centrándose en particular en la dinámica y generación de energía del recolector de banderas invertidas. Las simulaciones numéricas se llevaron a cabo utilizando un solucionador de fluidos de lattice-Boltzmann acoplado con un solucionador estructural de elementos finitos a través del método de frontera sumergida, centrándose en particular en minimizar el tiempo de ejecución de la simulación. La energía generada durante las pruebas muestra que el recolector de banderas invertidas propuesto es un concepto prometedor, capaz de producir suficiente energía (del orden de 1 mW) para suministrar dispositivos electrónicos de baja potencia en una variedad de aplicaciones donde se necesita generación de energía distribuida. A pesar de las simplificaciones clave implementadas en el modelo numérico para lograr una ejecución rápida, las simulaciones y mediciones están en buena concordancia, confirmando que el método de lattice-Boltzmann es una alternativa viable y efectiva en tiempo a los solucionadores clásicos basados en Navier-Stokes al tratar problemas de interacción fluido-estructura fuertemente acoplados caracterizados por grandes desplazamientos estructurales.
Descripción
Este documento presenta resultados de experimentos y simulaciones numéricas simplificadas sobre la dinámica inducida por el flujo y la generación de energía de banderas invertidas que combinan tiras piezoeléctricas flexibles con células fotovoltaicas para cosechar simultáneamente energía cinética del viento y energía radiante solar. Se realizaron experimentos en un túnel de viento bajo excitación de viento controlada y exposición a la luz, centrándose en particular en la dinámica y generación de energía del recolector de banderas invertidas. Las simulaciones numéricas se llevaron a cabo utilizando un solucionador de fluidos de lattice-Boltzmann acoplado con un solucionador estructural de elementos finitos a través del método de frontera sumergida, centrándose en particular en minimizar el tiempo de ejecución de la simulación. La energía generada durante las pruebas muestra que el recolector de banderas invertidas propuesto es un concepto prometedor, capaz de producir suficiente energía (del orden de 1 mW) para suministrar dispositivos electrónicos de baja potencia en una variedad de aplicaciones donde se necesita generación de energía distribuida. A pesar de las simplificaciones clave implementadas en el modelo numérico para lograr una ejecución rápida, las simulaciones y mediciones están en buena concordancia, confirmando que el método de lattice-Boltzmann es una alternativa viable y efectiva en tiempo a los solucionadores clásicos basados en Navier-Stokes al tratar problemas de interacción fluido-estructura fuertemente acoplados caracterizados por grandes desplazamientos estructurales.