Estudio del comportamiento aerodinámico del rotor de un generador eólico de eje horizontal en función de variaciones paramétricas de su geometría

CRISTIAN GEBHARDT; SERGIO PREIDIKMAN; JULIO C. MASSA

Arica, Chile

Congreso; COCIM 2008 - XIII Congreso Chileno de Ingeniería Mecánica; 2008

Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Tarapacá

En el presente trabajo se presenta una herramienta computacional que esta siendo actualmente desarrollada para simular numéricamente el comportamiento aerodinámico de rotores de generadores eólicos de eje horizontal y gran potencia (mayor a 1MW) cuando se varían algunos de los parámetros que definen la geometría de los mismos o la dirección del viento incidente. Como ejemplo de aplicación, se estudia como varía la potencia producida en función de la dirección relativa del viento respecto al eje del rotor o de la conicidad de las palas. El rango de velocidades de operación del rotor (subsónico bajo) se conjuga con las grandes dimensiones de su geometría dando lugar a flujos incompresibles con elevados números de Reynolds. Este hecho avala la hipótesis de que los efectos viscosos son confinados únicamente, a las capas límite y las estelas vorticosas, y permite estimar las cargas aerodinámicas implementando el método de red de vórtices no-lineal e inestacionario. Los datos necesarios para llevar a cabo estas simulaciones numéricas son: i) la geometría del rotor; ii) la cinemática del rotor (modelado como una colección de cuerpos rígidos); y iii) la corriente de aire que puede variar en el tiempo, tanto en magnitud como en dirección. Los datos que caracterizan el flujo incidente pueden ser de origen sintético, o bien, pueden ser obtenidos experimentalmente a partir de mediciones de campo.