Simulación del aerogenerador tornillo de Arquímedes en aplicaciones de baja tensión para optimizar el rendimiento energético.

Abstract

En el presente estudio desarrolla la simulación computacional de un aerogenerador tipo tornillo de Arquímedes de baja potencia, donde el objetivo principal será analizar el rendimiento energético bajo condiciones controladas dentro de un túnel de viento, el cual permite estudiar la integración entre el flujo del viento y la geometría propuesta del aerogenerador. El diseño que se seleccionó para el aerogenerador fue de tres aspas con un ángulo de separación uniforme, con esto se obtuvo una estabilidad estructural y una capacidad de aprovechar el flujo de viento de una manera gradual. Con la simulación CFD se evalúa la forma y dimensiones del tornillo de Arquímedes influyendo directamente en la generación de torque, después se calcula la potencia producida, evidenciando en los resultados que la geometría adoptada permite la transferencia de energía eficiente entre el flujo incidente y el sistema rotatorio. El tipo de metodología aplicada será tipo mixta como recolección de datos y el procesamiento de los datos obtenidos. Con las variables de entrada y salida que se obtuvieron de la simulación se obtuvo la velocidad del flujo, la temperatura, torque generado y la potencia, se realizó un análisis estadístico, aplicando pruebas de normalidad donde se verifica la distribución de las variables, también análisis de varianza para identificar si existe diferencia significativa en el comportamiento de torque y potencia, con distintas condiciones de operación, también mediante modelos regresión para la relación funcional entre las variables, donde el ajuste cuadrático representa de mejor manera el comportamiento, esta combinación entre el análisis y la simulación CFD permite cuantificar el rendimiento energético del aerogenerador y validar la consistencia y confiabilidad de los resultados y el diseño propuesto del aerogenerador de baja potencia.