Hibridación de un rotor Savonius a microescala utilizando un rotor Darrieus helicoidal
Autores: Moreno, Martin; Trejo-Zúñiga, Iván; Terrazas, Jesús; Díaz-Ponce, Arturo; Pérez-Terrazo, Andrés
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Hibridación de un rotor Savonius a microescala utilizando un rotor Darrieus helicoidal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Turbina eólica híbrida
Rotor Savonius
Rotor Darrieus helicoidal
Eficiencia en la conversión de energía
Generación de energía renovable descentralizada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta una turbina eólica híbrida a microescala que integra un rotor Savonius con un rotor Darrieus helicoidal, con el objetivo de mejorar la eficiencia de conversión de energía y la adaptabilidad para la generación de energía renovable descentralizada. El diseño híbrido aprovecha la alta generación de par del rotor Savonius y la eficiencia aerodinámica del rotor Darrieus helicoidal. Se realizaron análisis computacionales utilizando simulaciones CFD y validación experimental con un prototipo impreso en 3D en un túnel de viento cerrado, a velocidades que oscilan entre 3 y 8 m/s. Los resultados demuestran que la turbina híbrida alcanza un coeficiente de potencia de 0.26 a una relación de velocidad de punta óptima de 2.7, marcando una mejora del 180% en comparación con los rotores Savonius independientes. El proceso de hibridación mitiga las ineficiencias a baja velocidad del rotor Savonius. Compensa las limitaciones a alta velocidad del rotor Darrieus, resultando en una turbina capaz de operar de manera eficiente en un rango más amplio de velocidades del viento. Esta integración equilibrada maximiza la recolección de energía y mejora la adaptabilidad a las condiciones variables del viento, logrando un rendimiento equilibrado y sinérgico.
Descripción
Este estudio presenta una turbina eólica híbrida a microescala que integra un rotor Savonius con un rotor Darrieus helicoidal, con el objetivo de mejorar la eficiencia de conversión de energía y la adaptabilidad para la generación de energía renovable descentralizada. El diseño híbrido aprovecha la alta generación de par del rotor Savonius y la eficiencia aerodinámica del rotor Darrieus helicoidal. Se realizaron análisis computacionales utilizando simulaciones CFD y validación experimental con un prototipo impreso en 3D en un túnel de viento cerrado, a velocidades que oscilan entre 3 y 8 m/s. Los resultados demuestran que la turbina híbrida alcanza un coeficiente de potencia de 0.26 a una relación de velocidad de punta óptima de 2.7, marcando una mejora del 180% en comparación con los rotores Savonius independientes. El proceso de hibridación mitiga las ineficiencias a baja velocidad del rotor Savonius. Compensa las limitaciones a alta velocidad del rotor Darrieus, resultando en una turbina capaz de operar de manera eficiente en un rango más amplio de velocidades del viento. Esta integración equilibrada maximiza la recolección de energía y mejora la adaptabilidad a las condiciones variables del viento, logrando un rendimiento equilibrado y sinérgico.