Diseño de un sistema para el dimensionamiento del rotor de un aerogenerador de eje horizontal

Abstract

Este trabajo presenta el diseño de un algoritmo computacional que permite realizar el dimensionamiento del rotor de un aerogenerador mediante el cálculo del torque y la velocidad angular que producirá el mismo. Este cálculo lo realiza el programa con los datos que el usuario ingresa de: tamaño del radio del rotor, densidad y velocidad del viento. El programa desarrollado usa un análisis por partículas del fenómeno físico de la interacción del viento con las aspas del rotor. El primer paso fue realizar el mallado de una de las aspas, es decir, dividir el aspa en partes más pequeñas llamadas elementos y encontrar las coordenadas de los nodos o puntos de unión de estos para el cálculo del área de cada elemento. Los datos obtenidos permitieron calcular la fuerza que ejerce el viento en cada elemento; la fuerza resultante produce un torque que impulsa el movimiento del rotor. Por último, se realizó un análisis del comportamiento del aspa cuando el rotor ya está en movimiento, logrando con ello obtener el torque y la velocidad angular máximos a los que llegará el rotor; estos parámetros permitirán escoger un generador eléctrico para la turbina. La interfaz diseñada para el ingreso de datos por el usuario y la presentación de los resultados obtenidos se presentan en un programa amigable, teniendo un error mínimo del 1%, y que no necesita grandes recursos computacionales para su funcionamiento