Mejora del Rendimiento Aerodinámico de Dos Turbinas H-Darrieus Adyacentes Utilizando una Configuración de Doble Rotor
Autores: Boulla, Douha; Fertahi, Saïf ed-Dîn; Bernatchou, Maryam; Samaouali, Abderrahim; Arbaoui, Asmae
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mejora del Rendimiento Aerodinámico de Dos Turbinas H-Darrieus Adyacentes Utilizando una Configuración de Doble Rotor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Rendimiento aerodinámico
Turbina H-Darrieus
Rotor dual
Simulación CFD
Eficiencia
ángulo de ataque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las mejoras en el rendimiento aerodinámico de la turbina H-Darrieus son cruciales para abordar las futuras necesidades energéticas. Este trabajo tiene como objetivo optimizar el comportamiento de dos turbinas adyacentes mediante la adición de un rotor dual H-Darrieus. El primer rotor está compuesto por tres palas NACA 0021, mientras que el segundo consta de una sola pala Eppler 420. Este estudio se centra en la simulación CFD 2D basada en la solución de las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds no estacionarias (URANS), utilizando el método de malla deslizante y el modelo de turbulencia k- SST. Los resultados de la simulación indican una mejora del 17% en la eficiencia de las dos turbinas que integran rotores duales, en comparación con las dos turbinas aisladas, para alpha = 0 grados. Además, el coeficiente de potencia (CP) alcanza valores máximos de 0.49, 0.42 y 0.40 para ángulos de ataque de 30 grados, 25 grados y 20 grados, respectivamente, a TSR = 2.51. Por el contrario, la selección de un ángulo de ataque óptimo permite aumentar la eficiencia de las dos turbinas H-Darrieus. También se demuestra por los resultados que el efecto de estancamiento se reduce y la sustentación se maximiza cuando se elige la distancia óptima entre dos turbinas adyacentes. Además, el rendimiento aerodinámico general del sistema se mejora por el potencial de una configuración de rotor dual, y el vórtice entre las dos turbinas se interrumpe, lo que puede resultar en una disminución de la producción de energía dentro de los parques eólicos.
Descripción
Las mejoras en el rendimiento aerodinámico de la turbina H-Darrieus son cruciales para abordar las futuras necesidades energéticas. Este trabajo tiene como objetivo optimizar el comportamiento de dos turbinas adyacentes mediante la adición de un rotor dual H-Darrieus. El primer rotor está compuesto por tres palas NACA 0021, mientras que el segundo consta de una sola pala Eppler 420. Este estudio se centra en la simulación CFD 2D basada en la solución de las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds no estacionarias (URANS), utilizando el método de malla deslizante y el modelo de turbulencia k- SST. Los resultados de la simulación indican una mejora del 17% en la eficiencia de las dos turbinas que integran rotores duales, en comparación con las dos turbinas aisladas, para alpha = 0 grados. Además, el coeficiente de potencia (CP) alcanza valores máximos de 0.49, 0.42 y 0.40 para ángulos de ataque de 30 grados, 25 grados y 20 grados, respectivamente, a TSR = 2.51. Por el contrario, la selección de un ángulo de ataque óptimo permite aumentar la eficiencia de las dos turbinas H-Darrieus. También se demuestra por los resultados que el efecto de estancamiento se reduce y la sustentación se maximiza cuando se elige la distancia óptima entre dos turbinas adyacentes. Además, el rendimiento aerodinámico general del sistema se mejora por el potencial de una configuración de rotor dual, y el vórtice entre las dos turbinas se interrumpe, lo que puede resultar en una disminución de la producción de energía dentro de los parques eólicos.