Estudio de controles de paso de pala para generador eólico de baja potencia

Abstract

El presente trabajo tiene el propósito de incrementar capacidades en el área energética, clave en el desarrollo de una región, con el menor daño medio ambiental y en forma sustentable. Dentro de este marco, se erige la generación por recurso eólico como una de la más importante. La Argentina cuenta con sitios inmejorables respecto a capacidad de recurso eólico, entre ellos es de destacar la Patagonia, con medias de densidad de potencia del viento por encima de muchas regiones del mundo en donde la energía eólica es de vital importancia. Las características particulares de las condiciones atmosféricas de estos lugares, como por ejemplo, el alto nivel de turbulencia, hace necesario el estudio de diferentes métodos de trabajo de las turbinas eólicas de baja potencia, con el objetivo de obtener el mejor desempeño respecto a la producción, reducción de costos y aumento de vida útil. Por ello se propone: La optimización del rotor de un generador eólico, de potencia por debajo de los 10kW, para propender a un mejor desempeño en la obtención de energía del viento. Modificar el paso de pala, por encima de velocidad de viento nominal, de manera de incrementar las condiciones de amortiguamiento de cargas aerodinámicas y por ende disminuir la fatiga del dispositivo electroproductor. Desarrollar, en principio, un rotor por control de potencia por pérdida aerodinámica “Stall” (por su definición en inglés) de paso fijo y luego con controles de paso de pala, para este último a través de sistema netamente mecánico con centrífugos. Modelar, por medio de programa computacional, un método de control de potencia por paso de palas, haciendo énfasis a la zona de trabajo de la turbina eólica por encima de viento nominal de manera de poder comparar contra ensayos de laboratorio y campo. Obtener conclusiones entre los prototipos planteados, tanto del punto de vista de desempeño estructural como de extracción de energía. Realizar análisis técnico-económico, fundamentalmente entre el sistema de control de potencia por “Stall” o pérdida aerodinámica (sin paso de pala) respecto de los de paso variable.