Metodología para el diseño de parámetros en una máquina eólica vertical

Marlo Leyva-Tarafa, Geovanys Martínez-Ruiz, Aliet Lamorú-Reyes, Mailiet Guilarte-Breff, Alejandro Fernández-Peña, Dioelis R. Guerra-Santiesteban

Resumen


Se establecieron los parámetros de diseño de los componentes de un aerogenerador rápido de baja potencia, compuesto por rotor, palas, palas suplementarias y el árbol, combinando materiales de madera, aluminio al 13 % silicio y acero AISI 1045; para generar una potencia eólica de 305,75 W obtenida de una potencia del viento de 120,102 W donde el equipo será capaz de entrega 305,75 W/h con un rendimiento eólico del 32 %. Los componentes mecánicos, debido al momento torsor ocasionado por la fuerza centrífuga del viento, podrán girar hasta 477 r/min y transmitir un par torsional igual a 2 294 Nm. El cálculo de las condiciones de resistencia arroja a tracción es de 68,75 MPa y el esfuerzo admisible, teniendo en cuenta el coeficiente de seguridad y la resistencia a la rotura de 7,75x107 Pa, ambos parámetros inferiores a los valores permisibles. A través del análisis de los esfuerzos por el método de elementos finitos y aplicando los criterios de Von Mises se muestran las tensiones que se distribuyen a lo largo del árbol sometido a la torsión, valores máximos que soporta el árbol central de 1,577 MPa; el desplazamiento máximo de 6,62x10-6 MPa y mínimo 1,13x10-10 MPa en los elementos 7 063 y 3 128, respectivamente.

 


Palabras clave


aerogenerador vertical; resistencia mecánica; paletas suplementarias; potencia eólica; ángulo de ataque.

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