Optimización matemática de la construcción parámetros en el comportamiento del eje vertical turbinas de viento con cuchillas rectas

Resumen

Debido a las investigaciones desarrolladas en energía eólica, se ha podido ver la influencia de diferentes características constructivas (ángulo de alineamiento, altura, radio y solidez) sobre el coeficiente de potencia Cp. Este artículo propone un método de optimización, cuyo objetivo es maximizar el Cp integrando todas las características geométricas mencionadas anteriormente. La importancia de este trabajo está basada en el hecho que la mayor parte de los resultados de las acciones de investigación en este campo han sido obtenidos mediante experimentos en túneles de viento, en los cuales cada parámetro es individualmente evaluado. Los modelos computacionales (CFD), se han concentrado en demostrar su validez al comparar sus resultados con los datos obtenidos experimentalmente. Sin embargo, es difícil encontrar un estudio cuyo objetivo sea determinar la influencia de las diferentes características constructivas, estudiando su comportamiento simultáneamente. El procedimiento de cálculo fue basado en la selección de parámetros geométricos para la optimización del modelo. Considerando que Cp es diferente para cada valor de TSR y este es el parámetro a optimizar. La función objetivo fue definida como el área bajo la curva Cp vs TSR. Como punto de partida se tomaron los parámetros citados por diversos autores (relación HR, Solidez S, Angulo de alineamiento γ). Los resultados obtenidos dan evidencia de la influencia del estudio simultaneo en las características constructivas de las cuales el Cp depende permiten alcanzar valores similares de eficiencia a los obtenidos en turbinas eólicas de eje horizontal y además se superan problemas de arranque, los cuales son la principal causa del desinterés de investigación en turbinas de eje vertical.