Desarrollo De Una Turbina Eólica Híbrida Vertical De Baja Potencia

Abstract

En este proyecto se ha elaborado el diseño de una turbina eólica híbrida de baja potencia, fusionando dos tipos de geometría la Savonius y la Darrieus. Su principal objetivo se basa en facilitar la obtención de energía limpia con un potencial eólico bajo, favoreciéndose de los diferentes rangos de velocidades encontrados en el país; además, se destaca su bajo costo de fabricación, fácil instalación y poco mantenimiento. En el desarrollo del proyecto, se analizaron varios conceptos teóricos, artículos y experimentos realizados por ingenieros en el campo de la energía eólica; tomando así parámetros como el área de barrido, el coeficiente de potencia, las diferentes condiciones ambientales de la zona como densidad, altura de la zona, velocidad del viento, altura de la instalación y área disponible para la instalación; para el estudio de la geometría del alabe, se realizó un álabe helicoidal de 90° para la turbina Savonius y un perfil NACA 0018 para la turbina Darrieus, seleccionando materiales livianos, resistentes y de fácil manipulación para garantizar mayor eficiencia y coeficiente de potencia. Consecutivamente se determinaron las características del sistema para su respectivo dimensionamiento, procediendo así en la fabricación del prototipo de la turbina hibrida con el fin de realizar pruebas y evaluar su comportamiento, obteniendo como resultado las curvas de rendimiento.

In this project, the design of a hybrid vertical axis wind turbine has been developed, merging two wind turbine geometries, Savonius and Darrieus. Its main objective is based on making easy access to clean energy with a low wind potential, taking advantage of the different wind speed ranges found in the country; Besides, its low manufacturing cost, easy installation and low maintenance stand out. In the development of the project, different theoretical concepts, scientific articles and various experiments carried out by engineers’ experts in the field of wind energy were combined, parameters like swept area, power coefficient and environmental conditions (density, zone height, wind speed, installation height, and available installation area) were considered. Furthermore, for the study of the blade geometry, a 90° helical blade was made for the Savonius turbine and a NACA 0018 profile for the Darrieus turbine, selecting light, resistant and easy to handle materials to guarantee greater efficiency and power coefficient. Consecutively, the system characteristics were determined for their respective sizing, thus proceeding into the manufacturing stage of the hybrid turbine prototype to perform tests and evaluate its behavior, obtaining, as a result, the performance curves of the hybrid rotor.