Diseño y construcción de un aerogenerador de eje vertical tipo Banki para microgeneración urbana
DOI:
https://doi.org/10.52428/20758944.v21i58.1391Palabras clave:
Aerogenerador Eje Vertical , Banki, Microgeneración, Generación Eólica, Energía RenovableResumen
El acuerdo de París y el establecimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) han impulsado a los países que firmaron estos acuerdos a invertir en la investigación y desarrollo de alternativas de generación de energía limpia y reducir la dependencia en los combustibles fósiles. Una de las estrategias para esta transición es la microgeneración en sistemas productivos urbanos, donde la energía eólica destaca debido a su flexibilidad de diseño y adaptabilidad. En este sentido, en este trabajo se diseña y construye un Aerogenerador de Eje Vertical (VAWT por su sigla en inglés) tipo Banki para microgeneración urbana. Para este propósito, primero se verifican mediante simulaciones numéricas los parámetros de diseño óptimos (número de álabes, ángulo de ataque del álabe y relación altura-diámetro) sugeridos en un trabajo previo del mismo grupo de investigación. Posteriormente, se analiza la influencia del perfil de los álabes del aerogenerador, un parámetro que no había sido considerado anteriormente. A partir de los resultados obtenidos de velocidad angular de los diferentes perfiles de álabes se llegó a un diseño final del aerogenerador. Finalmente, se logró construir un prototipo de aerogenerador de eje vertical el cual, en las pruebas, llegó hasta 600 RPM y consiguió generar una diferencia de voltaje de hasta 100 mV. Además, se verificó experimentalmente la importancia del ángulo de incidencia del viento en la rotación del aerogenerador.
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Alave-Vargas, E. M., Orellana Lafuente, R., Sempértegui-Tapia, D. F., Alave-Vargas, E. M., Orellana Lafuente, R., & Sempértegui-Tapia, D. F. (2022). ESTADO DEL ARTE SOBRE AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL. Investigación & Desarrollo, 22(1), 161-172. https://doi.org/10.23881/idupbo.022.1-13i
Alave-Vargas, E. M., Sempertegui-Tapia, D. F., Villarroel-Beltran, V. R., Orellana Lafuente, R., & Tapia-Siles, C. (2023). Design and Simulation of a Banki Cross-Flow Wind Turbine for Highways Under High Turbulence and High Altitude Conditions. 36th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems (ECOS 2023), 1588-1599. https://doi.org/10.52202/069564-0144
Al-Maaitah, A. A. (1993). The design of the Banki wind turbine and its testing in real wind conditions. Renewable Energy, 3(6), 781-786. https://doi.org/10.1016/0960-1481(93)90085-U
Al-shammari, S., Karamallah, A., & Aljabair, S. (2020). Blade Shape Optimization of Savonius Wind Turbine at Low Wind Energy by Artificial Neural network. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 881, 012154. https://doi.org/10.1088/1757-899X/881/1/012154
Denoon, R., Cochran, B., Banks, D., & Wood, G. (2008). Harvesting wind power from tall buildings. Congress Proceeding of CTBUH.
Du, L., Ingram, G., & Dominy, R. G. (2019). A review of H-Darrieus wind turbine aerodynamic research. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C, 233(23-24), 7590-7616. https://doi.org/10.1177/0954406219885962
Airfoil Tools. (s. f.). NACA 4-digit airfoil. Recuperado 27 de febrero de 2024, de http://airfoiltools.com/airfoil/naca4digit
Airfoil Tools. (s. f.). NACA 5-digit airfoil. Recuperado 11 de marzo de 2024, de http://airfoiltools.com/airfoil/naca5digit
Liu, K., Yu, M., & Zhu, W. (2019). Enhancing wind energy harvesting performance of vertical axis wind turbines with a new hybrid design: A fluid-structure interaction study. Renewable Energy, 140, 912-927. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.03.120
Möllerström, E., Gipe, P., Beurskens, J., & Ottermo, F. (2019). A historical review of vertical axis wind turbines rated 100 kW and above. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 105, 1-13. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.12.022
Moran, M. (2023). Energía. Desarrollo Sostenible. https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/energy/
Muller, G., Jentsch, M., & Stoddart, E. (2009). Vertical axis resistance type wind turbines for use in buildings. Renewable Energy, 34, 1407-1412. https://doi.org/10.1016/j.renene.2008.10.008
Nations, U. (2020). El Acuerdo de París | Naciones Unidas. United Nations; United Nations. https://www.un.org/es/climatechange/paris-agreement
Ponta, F. L., Seminara, J. J., & Otero, A. D. (2007). On the aerodynamics of variable-geometry oval-trajectory Darrieus wind turbines. Renewable Energy, 32(1), 35-56. https://doi.org/10.1016/j.renene.2005.12.007
Pope, K., Rodrigues, V., Doyle, R., Tsopelas, A., Gravelsins, R., Naterer, G. F., & Tsang, E. (2010). Effects of stator vanes on power coefficients of a zephyr vertical axis wind turbine. Renewable Energy, 35(5), 1043-1051. https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.10.012
Qusai, S., Esraa, S., & Aseel, R. (2021). Polycarbonate Bladed Highway Wind Turbine: A Case Study. 2021 12th International Renewable Engineering Conference (IREC), 1-5. https://doi.org/10.1109/IREC51415.2021.9427820
Sathiyamoorthy, K., Gorli, S. S., Sai, P. K., & Varma, N. N. S. (2021). Numerical analysis of vertical axis wind turbine with the wing profile of NACA0021. Journal of Physics: Conference Series, 2054(1), 012088. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2054/1/012088
Subramanian, A., Yogesh, S. A., Sivanandan, H., Giri, A., Vasudevan, M., Mugundhan, V., & Velamati, R. K. (2017). Effect of airfoil and solidity on performance of small scale vertical axis wind turbine using three dimensional CFD model. Energy, 133, 179-190. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.05.118
Tian, W., Song, B., & Mao, Z. (2020). Numerical investigation of wind turbines and turbine arrays on highways. Renewable Energy, 147, 384-398. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.08.123
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