Elaboración de un modelo cfd de un generador eólico y

Abstract

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo elaborar un modelo de un generador eólico de eje horizontal utilizando dinámica de fluidos computacional y validar esos resultados con mediciones de campo. Se utilizó un aero-generador J. Bornay disponible en el laboratorio de Energías Renovables de la ESPOL, el mismo que tiene 2 aspas de 2.86 metros de diámetro y una potencia nominal de 1.5 kW. Para elaborar el modelo en CFD se utilizó un paquete de software de la empresa Fluent. Inc. el mismo que consta de de dos partes que son Gambit 2.3 y Fluent 6.3. La geometría se elaboró con la ayuda del programa AutoCAD 2008 y el mallado se realizó con Gambit. La resolución del problema se hizo con Fluent. El modelo consta de las aspas en tres dimensiones y un volumen de control que encierra a las aspas. El volumen de control tiene un diámetro mayor que las aspas y se extiende una cierta longitud hacia adelante y hacia atrás de II las aspas. La entrada del volumen de control posee un perfil de velocidad constante igual a la velocidad de corriente libre del aire. La salida tiene presión constante igual a la presión atmosférica. Finalmente, la superficie del volumen de control se definió como simetría, es que decir los gradientes de todas las propiedades son igual a cero en esa superficie. Inicialmente se realizó un modelo CFD pero no predecía con precisión el fenómeno físico ya que no se alcanzaban condiciones de corriente libre en la superficie de control. Luego se hizo un modelo CFD mejorado aumentando el tamaño del volumen de control y obteniendo resultados adecuados. Se alcanzaron condiciones de corriente libre en la superficie de control, los contornos de velocidad fueron concordantes con el fenómeno físico y la potencia predicha por el modelo CFD estaba coherente con la potencia medida experimentalmente.