Caracterización experimental de una turbina eólica para vivienda unifamiliar

Autores/as

  • Luís G. Cusme- Mercado Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.
  • Alvez R. Mera- Mosquera Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.
  • Franklin A. Ochoa- González Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.
  • Galo E. Maldonado- Ibarra Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.
  • Lenin Montaño- Roldan Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.

DOI:

https://doi.org/10.23857/dc.v4i3.792

Palabras clave:

turbina eólica, vivienda unifamiliar, potencia del viento, potencia electrónica y potencia del rotor.

Resumen

En este artí­culo se presenta la caracterización experimental de una turbina eólica de baja potencia y eje horizontal con un rotor de tres palas, empleada principalmente para la carga de baterí­as en zonas alejadas de los níºcleos de población. La turbina eólica empleada se corresponde al modelo Air 303 del fabricante Southwest Windpower. Dicho modelo consiste en una turbina eólica de eje horizontal, con un rotor de tres palas situado a barlovento y diómetro 1,14 m. La metodologí­a siguió un enfoque experimental, el ensayo de la turbina se hizo en un tíºnel aerodinómico de circuito cerrado con una sección de trabajo de 1 m2. Mediante un tubo de Pitot, se obtuvieron las distribuciones de velocidad de la corriente de aire aguas arriba de la turbina y en su estela. Asimismo, se empleó un vatí­metro para obtener la potencia eléctrica generada, permitiendo estimar la cantidad de energí­a cedida por el viento a su paso por las aspas y rendimiento aerodinómico del sistema. También se realizaron mediciones de amplitud de la vibración axial y radial, así­ como medidas de velocidad de giro. La información y/o datos obtenidos, se obtuvieron a partir de repetidos ensayos para diferentes velocidades de la corriente de aire incidente, en concreto para un rango de velocidades entre 4,95 m/s (1,5 mm.c.a.) y 14 m/s (12 mm.c.a.). Entre los resultados obtenidos, se observó que, tras haber realizado los ensayos con diferentes velocidades de corriente de aire incidente, con un rango entre 4,95 m/s (1,5 mm.c.a) y 14 m/s (12 mm.c.a.), y haber superado las limitaciones del tíºnel aerodinómico, se obtuvo la potencia del viento, la potencia eléctrica y la del rotor, permitiendo hallar los rendimientos. A tal efecto, se pudo concluir que se obtienen mejores resultados al utilizar el tíºnel aerodinómico, en comparación con el uso de un ventilador axial, esto se debe a que el flujo de aire en el tíºnel aerodinómico es mós homogéneo.

Biografía del autor/a

Luís G. Cusme- Mercado, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.

Ingeniero Mecánico y Máster Universitario en Ingeniería Energética. Docente de la Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas. Esmeraldas, Ecuador.

Alvez R. Mera- Mosquera, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.

Ingeniero Mecánico Automotriz. Docente de la Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas. Esmeraldas, Ecuador.

Franklin A. Ochoa- González, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.

Licenciado en Física y Matemática, Ingeniero Mecánico y Máster en Gestión Ambiental. Docente de la Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas. Esmeraldas, Ecuador.

Galo E. Maldonado- Ibarra, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.

Ingeniero Electrónico en Control y Redes Industriales. Docente de la Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas. Esmeraldas, Ecuador.

Lenin Montaño- Roldan, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas.

Ingeniero Mecánico y Máster en Gestión Ambiental. Docente de la Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas. Esmeraldas, Ecuador.

Citas

Clausen, P D y Wood, D H. (1999). Research and development issues for small wind turbines. Renewable Energy, 16 (1-4), 922-927.

Cuesta, M. J; Pí©rez, M y Cabrera, J. A. (2008). Aerogeneradores de potencia inferior a 100 kW. Prospectiva y vigilancia tecnológica. 3/08 (1) CIEMAT, 1-37.

Hirahara, H; Hossain. M. Z; Kawahashi, M y Nonomura, Y. (2005). Testing basic performance of a very small wind turbine designed for multi-purposes. Renewable Energy, 30 (8), 1279-1297.

Howell, R; Qin, N; Edwards, J y Durrani, N. (2010). Wind tunnel and numerical study of a small vertical axis wind turbine. Renewable Energy, 35 (2), 412-422.

Matsushima, T; Takagi, S y Muroyama, S. (2006). Characteristics of a highly efficient propeller type small wind turbine with a diffuser. Renewable Energy, 31 (9), 1343-1354.

Rodrí­guez Amenedo, J.L.; Burgos Diaz, J.C. y Arnalte Gómez, S. (2003). Sistemas eólicos de producción de energí­a elí©ctrica. Madrid, España: Editorial Rueda.

Villar, J. A; Daher, F y Da Silva, G. C. (2004). Small wind turbine testing: indoor and out-door methodologies. European Wind Energy Conference & Exhibition. Conferencia y exhibición llevada a cabo en Londres, UK.

Wang, F; Bai, L; Fletcher, J; Whiteford, J y Cullen, D. (2007). The methodology for aerodynamic study on a small domestic wind turbine with scoop. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 96 (1), 1-24.

Wright, A. K y Wood, D. H. (2004). The starting and low wind speed behaviour of a small horizontal axis wind turbine. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 92 (14), 1265-1279.

Publicado

2018-07-31

Cómo citar

Cusme- Mercado, L. G., Mera- Mosquera, A. R., Ochoa- González, F. A., Maldonado- Ibarra, G. E., & Montaño- Roldan, L. (2018). Caracterización experimental de una turbina eólica para vivienda unifamiliar. Dominio De Las Ciencias, 4(3), 29–54. https://doi.org/10.23857/dc.v4i3.792

Número

Sección

Artí­culos Cientí­ficos