Publicación: Diseño de aerogenerador tipo Darrieus helicoidal para su operación en el campus Palmas de la Universidad EIA
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Resumen en español
RESUMEN: se desarrolló el diseño de concepto para un aerogenerador de eje vertical tipo Darrieus helicoidal. Siguiendo la metodología de diseño de producto propuesta por Karl T. Ulrich se identificaron necesidades y especificaciones de diseño para el aerogenerador, se crearon conceptos de solución y se seleccionó el mejor a partir de criterios de calificación que respondían a estas mismas especificaciones. Posteriormente se evaluó el desempeño teórico mediante el uso del software QBlade y en condiciones de operación presentes en el campus Palmas de la Universidad EIA, con una velocidad de viento de 4 a 8 m/s y a una altura de 10 m sobre el nivel del suelo. Finalmente, se identificaron los elementos críticos del aerogenerador y se realizó una propuesta básica de posibles materiales y procesos de manufactura para su fabricación, incluyendo un análisis FEA para evaluar esfuerzos y deformaciones en condiciones críticas de operación, es decir, velocidades de viento de hasta 12 m/s. Se obtuvo un diseño de concepto de un aerogenerador Darrieus helicoidal de tres álabes en aluminio, con un generador de imanes permanentes de velocidad variable, con soportes radiales en ‘V’, un sistema de control automatizado mediante un microcontrolador Arduino FIO, sistema de almacenamiento y entrega de energía eléctrica y una torre en cercha de tubos, que satisfizo las necesidades de diseño identificadas.
Resumen en inglés
ABSTRACT: the concept design was developed for a vertical axis wind turbine of the helical Darrieus type. Following the product design methodology proposed by Karl T. Ulrich, needs and design specifications for the wind turbine were identified, solution concepts were created, and the best one was selected based on qualification criteria that responded to these same specifications. Subsequently, the theoretical performance was evaluated using QBlade software and under operating conditions present in the Palmas campus of EIA University, with a wind speed of 4 to 8 m/s and at a height of 10 m above ground level. Finally, the critical elements of the wind turbine were identified and a basic proposal of possible materials and manufacturing processes for its fabrication was made, including an FEA analysis to evaluate stresses and deformations under critical operating conditions, i.e., wind speeds up to 12 m/s. A concept design was obtained for a three-bladed aluminum helical Darrieus wind turbine with a variable speed permanent magnet generator, with radial 'V' supports, an automated control system using an Arduino FIO microcontroller, electrical energy storage and delivery system and a tube truss tower, which met the identified design needs.