2019: especial congreso

La región de la punta en las aspa de un rotor eólico se presenta el fenómeno de arrastre inducido, el cual disminuye la eficiencia aerodinámica de la turbina e incrementa los esfuerzos sobre la estructura. En este trabajo, se analizan computacionalmente (CFD) diferentes dispositivos de punta de aspa, con base en aplicaciones similares como Winglets, Split-Tips, Tip-Tanks, como alternativa de mejora de la aerodinámica. El Reynolds utilizado fue de Re =140000 y modelo RANS de turbulencia K-e, el ángulo de ataque (alfa) fue variado desde -25° hasta 25°. El análisis de los resultados mostró, respecto al aspa con punta base (sin modificación), incremento porcentual del coeficiente de sustentación (CL) así: Split-Tips = 3% Winglet = 4.6%, la punta tipo Tip-Tank no presentó mejora apreciable, La intensidad del vórtice de punta de aspa también mostró relación directa (incremento/disminución) cuando fue comparado con la variación del CD.

En este artículo se presenta la simulación de un aerogenerador de eje horizontal de tres álabes, para baja velocidad y baja potencia, mediante la ayuda de un software comercial de CFD. La geometría de los álabes es determinada acoplando los perfiles aerodinámicos; WORTMANN FX 60-126, SG043 y SG042, para la raíz, la región media y para la punta del álabe, respectivamente. Estos perfiles aerodinámicos son acoplados mediante interpolación geométrica, con la ayuda del software SOLIDWORKS. Por otra parte, utilizando el software de diseño y análisis de perfiles aerodinámicos XFOIL, se caracterizó el rendimiento aerodinámico del álabe. Las simulaciones se desarrollaron para velocidades de viento entre 5 m/s y 10 m/s. A partir de los resultados de estas últimas, se determinaron las características de desempeño del aerogenerador, tales como; la velocidad de rotación, la potencia de salida y el coeficiente de potencia. Finalmente, se analizaron las fluctuaciones de presión sobre la superficie del alabé y la distribución de esfuerzos a lo largo del mismo, con el objetivo de realizar el diseño estructural del aerogenerador.Los resultados obtenidos en el presente trabajo serán utilizados, en una segunda fase de la investigación, para la construcción de un modelo que permita validar el comportamiento tanto aerodinámico como mecánico del aerogenerador, lo cual contribuirá en la construcción del prototipo que se implementará en campo.