2016-18 Diseño de un aerogenerador

PABLO GÓMEZ MORALES- Tecnología

Este proyecto se centrará en el estudio de la energía eólica, en sus fundamentos, y en sus aplicaciones. El trabajo tendrá una parte teórica y un ensayo.

La parte teórica se llevará a cabo con el objetivo de conocer mejor la energía eólica y entenderla además de aplicar los conocimientos obtenidos en el ensayo, en el que se busca encontrar un aspa novedosa y que presente gran eficiencia, que optimice la obtención de energía eléctrica a partir del viento.

Para la primera parte del proyecto, teórica, se llevará a cabo una búsqueda de información mediante la lectura de páginas web y distintos proyectos de final de carrera y de máster encontrados en internet.

En cuanto a la segunda parte del proyecto, la cual es práctica, se utilizarán aplicaciones y programas de diseño en 3D para diseñar el aspa. Después, se imprimirán las partes del molino diseñadas utilizando una impresora 3D y se el resto se harán en madera. Finalmente, se ensayarán las aspas con el objetivo de averiguar cuál de las piezas diseñadas es la más eficiente. Esto se hará haciendo varias pruebas y luego calculando el rendimiento de éstas.

A raíz de los resultados obtenidos en el ensayo se llega a unas conclusiones: Se puede apreciar que los resultados van por parejas: aquellos que se han realizado con un buje con un ángulo de inclinación de 30º y los que se llevaron a cabo con uno inclinado 45º. Los resultados de cada pareja son muy similares, cosa que se preveía, pues utilizaban el mismo diseño de buje, solo que variando ligeramente la longitud y el espesor de éstas. En cambio, sí que hay una diferencia abismal entre los aerogeneradores de una pareja y las de la otra. Se puede concluir a partir de esto, que el ángulo de inclinación juega un papel determinante en el rendimiento del aerogenerador. Por otra parte, los rendimientos obtenidos en el caso de las aspas inclinadas 45º son elevados, y si bien demuestra la diferencia con el otro tipo de buje ensayado, es demasiado cercano al límite de Betz, por lo que el rendimiento del anemómetro era un valor que probablemente influyó el ensayo en gran medida. En cuanto a las cuestiones propuestas antes de llevar a cabo el ensayo, ante las cuales se propusieron unas hipótesis se encuentra la respuesta. La primera cuestión trataba el ángulo de inserción del buje. 

A priori, se planteó la hipótesis de que el ángulo de 45º grados es más eficiente, lo que ha quedado demostrado cierto después del ensayo. En cuanto a la segunda, la cual está relacionada con el carácter alargado del segundo tipo de aspas, las cuales eran más finas, a raíz del ensayo se llega a la conclusión de que eran ligeramente superiores a las más cortas. Esto podría explicarse con el hecho de que al alargar el aspa y hacerla más fina, esta no ganó el suficiente peso como para tener menor eficiencia. Otra posible explicación es la influencia de factores externos, siendo la diferencia entre las dos tan pequeña, esta podría estar incluso generada por otros agentes no controlados.

This project will take on wind energy, a renewable energy that has progressively increased during the last thirty years. The research project will be divided in two parts. The first one will be an investigation on the bases of this energy source, in order to understand all the variables that need to be thought of when designing a wind turbine, including all the physics behind them.

In the second one, the study will revolve around the construction of a functional wind turbine that is as efficient as possible. The project will be centered on aspects such as how the change of variables like length of the blade and the angle it describes when in touch with the hub of the wind turbine affects its performance.

Along this second part we will also develop the design of the blades using computer programs that allow us to create a 3D figure. It will then be continued with the 3D print of the previously designed blades and the hub, which was designed using the same process employed for the blades. This is all made in order to test the objects created and conclude which one is the most efficient.

After testing the blades, we may draw the conclusion that the best blade option is the one that is slightly longer and described an angle of 45° with the hub, even though some results might have been affected by external variables.