Diseño paramétrico de las álabes-aleta de una turbina de viento de 3 kW mediante simulación numérica para zonas no electrificadas de la región Lambayeque

Abstract

En la actualidad, el uso de energías renovables es fundamental para el abastecimiento de recursos energéticos para zonas rurales, además de reducir los altos índices de contaminación generado por el uso de combustibles fósiles. Para ello, es necesario que las tecnologías utilizadas para generar energía limpia sean eficientes y pueda abastecer las necesidades según la demanda del consumidor. Por lo cual, el presente estudio tiene como objetivo determinar la máxima potencia que alcanza el diseño paramétrico de un álabe optimizada mediante simulación numérica para zonas rurales no electrificadas de la región Lambayeque. Para ello, se identificaron las necesidades de la empresa mediante el uso de encuetas para ser expresadas en términos de ingeniería. Posteriormente se realizó el estudio de las velocidades de viento que presenta la zona de estudio. A partir de ello, se generaron tres alternativas de optimización del álabe, luego, mediante el uso de una matriz ponderada se seleccionó el uso de aletas ensambladas en la punta de los álabes. Consecutivamente, se dimensionó la pala del rotor sin aleta, y dos configuraciones de álabes con aletas de 1.5% y 6% de la longitud del radio del rotor. Finalmente, se realizó la simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) mediante el software ANSYS para las tres configuraciones, de las cuales, el álabe con aleta de 6% de longitud del radio del rotor tuvo una generación de potencia máxima de hasta 2,758 Watts, mayor en comparación de las otras configuraciones.