TURBINA EÓLICA DE BAJO COSTO

Cristhian Andres Paez Torres

Ingeniería Aeronáutica. Universidad San Buenaventura

neo_96@msn.com

Abstract – The development of this project is focused on the design and simulation of a wind turbine with low cost materials for the use of alternative energies in order to supply energy in different areas that have shortage problems.

KeyWords – wind Turbine, horizontal, alternative energies.

Resumen – El desarrollo de este Proyecto está enfocado al diseño y simulación de una turbina eólica con materiales de bajo costo para el aprovechamiento de las energías alternativas con el fin de ayudar las zonas de desabastecimiento energético en el país.

Palabras Claves – Turbina eólica, aerogenerador, Horizontal, energía renovable.

I. INTRODUCCIÓN

El proyecto Turbina Eólica de Bajo Costo consiste en el desarrollo de un aerogenerador que aproveche los diferentes tipos de energía, transformándola y almacenándola para el consumo diario en los hogares Colombianos. El tipo de turbina que se planteaba era Vertical para un mayor aprovechamiento energético, pero en el desarrollo y simulación se determino que era mejor el desarrollo de una turbina horizontal por factores de seguridad y aprovechamiento energético.

II. FASE ANÁLISIS Y REQUERIMIENTOS

Para la fase de análisis y requerimientos se tuvieron en cuenta diferentes estudios como:

• Investigativa: Visitas a Codensa, en donde se analizo el consumo promedio por cada Casa en Colombia, consulta de los estudios de vientos en Colombia.

• Análisis de requerimientos por parte de usuarios: Información sobre los vientos y el consumo para determinar los requerimientos funcionales y condiciones de la turbina, como lo son: Tamaño de las aspas, tamaño del eje, soportes.

• Ensayos mecánicos: Se diseñó el eje de la turbina, aplicándole diferentes materiales y se evaluo el factor de seguridad, la deformación y esfuerzo.

• Evaluación de las alternativas: evaluación de diferentes turbinas eólicas vertical u horizontal. Evaluación de los soportes, piezas y materiales.

III. CRONOGRAMA DE TRABAJO

Teniendo en cuenta los análisis anteriores se estipuló el siguiente cronograma de trabajo teniendo en cuenta todas las fases del proyecto.

IV. FASES DE INGENIERÍA

A. DISEÑO CAD TURBINA VERTICAL

Se realizó el diseño de una turbina eólica vertical en SolidWorks, planteando unos alabes, ejes y soportes de acuerdo a su forma y presión que iba a soportar por el movimiento.

B. ANÁLISIS ESTRUCTURAL TURBINA VERTICAL

Se realizaron una serie de análisis de la turbina eólica vertical en donde se identificaron puntos de quiebre, factores de riesgo y un bajo rendimiento que llevaron a plantear un nuevo diseño de turbina eólica.

C. DISEÑO CAD TURBINA HORIZONTAL

Se realizó el diseño de una turbina eólica Horizontal en SolidWorks, planteando un nuevo diseño de alabes, ejes y soportes de acuerdo a los factores de riesgo obtenidos en las simulaciones.

D. ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Se realizaron una serie de simulaciones (deformación total, Factor de Seguridad, Esfuerzo de Von Misses) al eje de la turbina aplicando diferentes materiales, para evaluar su comportamiento y así poder determinar los materiales en los cuales se va a realizar el prototipo.

V. CONCLUSIONES

• El diseño parcial que se tiene necesita unas pruebas de deformación teniendo en cuenta los materiales para evaluar las cargas reales que tendrán las aspas en su funcionamiento.

• El diseño se migrara a Catia en donde se harán unos ajustes y las siguientes pruebas se realizaran en Simulia.