SOFTWARE DE APLICACIÓN PARA DISEÑO Y SIMULACIÓN DE HÉLICES DE TURBINAS EÓLICAS DE PEQUEÑA ESCALA

ALEJANDRO J. VITALE; ANDREA P. ROSSI

Mar del Plata, Argentina

Conferencia; VI WWEC 2007: VI Conferencia y Exhibición Mundial de Energía Eólica; 2007

El principal inconveniente al realizar el proyecto de un aerogenerador radica, fundamentalmente, en el diseño de la hélice, y en la capacidad de conocer el desempeño de la misma antes de su ejecución material, resultando necesario contar con herramientas computacionales que provean una adecuada asistencia en este sentido.El presente trabajo expone las prestaciones de un software para DISEÑO y SIMULACIÓN de hélices de turbinas eólicas de pequeña escala, en distintas situaciones de trabajo.Por medio de esta aplicación, es posible obtener la forma óptima de la pala que permita satisfacer los requerimientos energéticos de un determinado sistema eléctrico con el rendimiento máximo posible, utilizando como datos la velocidad media del viento del lugar, la cantidad de palas, y su perfil con las correspondientes curvas de coeficientes de sustentación y arrastre.El usuario puede optar entre diferentes condiciones de borde para las dimensiones físicas de la hélice, de acuerdo a los recursos y limitaciones de construcción disponibles, pudiendo establecer el ancho de las palas y el ángulo de inclinación con respecto al centro del perfil y el plano de rotación (pitch).Los resultados son provistos en diversas ventanas. En ellas puede apreciarse, gráficamente en dos y tres dimensiones, el aspecto de la pala resultante, y las medidas correspondientes a las dimensiones físicas.En cuanto a los parámetros de desempeño de la hélice resultante, el software presenta la opción de graficar, en función de la velocidad angular de rotación de la hélice, la curva correspondiente a alguna de las siguientes variables: potencia, rendimiento, torque o fuerza axial (estas dos últimas a lo largo de la pala). Es posible graficar la familia de curvas de la variable seleccionada, para diferentesvalores de un determinado parámetro, también elegido por el usuario, como ser: radio de la hélice, ancho de pala, cantidad de palas, o velocidad media del viento. El programa permite, además, visualizar en una curva los valores máximos de rendimiento, velocidad de giro y potencia de la hélice, para distintos valores del parámetro dentro de su rango de variación.Utilizando como datos de diseño la información provista por distintos fabricantes de aerogeneradores comerciales, se obtuvieron hélices de características sumamente similares a las comerciales.Se simularon, además, dichos aerogeneradores comerciales utilizando los datos sobre las hélices provistos por sus fabricantes, obteniéndose resultados de desempeño comparables a los declarados en los catálogos de los equipos.