Metodología para la estimación preliminar de la curva de desempeño de una turbina darrieus hidrocinética “h”
Barra lateral del artículo
Publicado:
jun 8, 2021
Palabras clave:
coeficiente de interferencia, coeficiente tangencial, darrieus h, solidez, número de reynolds, velocidad específica local
Contenido principal del artículo
Resumen
Una de las formas más usadas en la actualidad para estimar la eficiencia de una turbina de aprovechamiento cinético (eólica o hidráulica), es a través del análisis de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD – Computational Fluid Dynamics), el cual, permite hacer estudios de caso con resultados muy cercanos a los reales; sin embargo, determinar las características de desempeño a través de la resolución numérica de las ecuaciones de CFD, conlleva a un alto costo computacional. Con la finalidad de obtener una buena aproximación preliminar del coeficiente de potencia para turbinas hidrocinéticas tipo Darrieus “H” con un menor costo computacional, este trabajo propone una metodología analítica basada en la solución de la ecuación integral de Glauert, Esta metodología permite comparar a priori, la variación en la eficiencia del rotor de la turbina Darrieus H en función del cambio progresivo de la solidez del mismo, logrando así discriminar el número de configuraciones a ser probadas en posteriores análisis de CFD o experimentales, necesarios para el diseño más detallado de este tipo de turbinas.
Detalles del artículo
Cómo citar
Martínez Urrutia, C. J., Díaz Gautier, N. J., Espinosa Sarmiento, A. L., & Tiago Filho, G. L. (2021). Metodología para la estimación preliminar de la curva de desempeño de una turbina darrieus hidrocinética “h”. Ingenio Magno, 11(2), 93-107. Recuperado a partir de http://revistas.ustatunja.edu.co/index.php/ingeniomagno/article/view/2182
Sección
Artículos-11-2
DECLARACIÓN DE ORIGINALIDAD DE ARTÍCULO PRESENTADO
Por medio del presente documento, certifico(amos) que el artículo que se presenta para posible publicación en la revista institucional INGENIO MAGNO del Centro de Investigaciones de Ingeniería Alberto Magno CIIAM de la Universidad Santo Tomás, seccional Tunja, es de mi (nuestra) entera autoría, siendo su contenido producto de mi (nuestra) directa contribución intelectual y aporte al conocimiento.
Todos los datos y referencias a publicaciones hechas están debidamente identificados con su respectiva nota bibliográfica y en las citas que se destacan como tal. De requerir alguna clase de ajuste o corrección, comunicaré(emos) de tal procedimiento con antelación a los responsables de la revista.
Por lo anteriormente expresado, declaro(amos) que el material presentado en su totalidad se encuentra conforme a la legislación aplicable en materia de propiedad intelectual e industrial de ser el caso, y por lo tanto, me(nos) hago (hacemos) absolutamente responsable(s) de cualquier reclamación relacionada a esta.
En caso que el artículo presentado sea publicado, manifiesto(amos) que cedo(emos) plenamente a la Universidad Santo Tomás, seccional Tunja, los derechos de reproducción del mismo. Como contraprestación de la presente cesión de derechos, declaro(amos) mi (nuestra) conformidad de recibir dos (2) ejemplares del número de la revista en que aparezca mi (nuestro) artículo.
Por medio del presente documento, certifico(amos) que el artículo que se presenta para posible publicación en la revista institucional INGENIO MAGNO del Centro de Investigaciones de Ingeniería Alberto Magno CIIAM de la Universidad Santo Tomás, seccional Tunja, es de mi (nuestra) entera autoría, siendo su contenido producto de mi (nuestra) directa contribución intelectual y aporte al conocimiento.
Todos los datos y referencias a publicaciones hechas están debidamente identificados con su respectiva nota bibliográfica y en las citas que se destacan como tal. De requerir alguna clase de ajuste o corrección, comunicaré(emos) de tal procedimiento con antelación a los responsables de la revista.
Por lo anteriormente expresado, declaro(amos) que el material presentado en su totalidad se encuentra conforme a la legislación aplicable en materia de propiedad intelectual e industrial de ser el caso, y por lo tanto, me(nos) hago (hacemos) absolutamente responsable(s) de cualquier reclamación relacionada a esta.
En caso que el artículo presentado sea publicado, manifiesto(amos) que cedo(emos) plenamente a la Universidad Santo Tomás, seccional Tunja, los derechos de reproducción del mismo. Como contraprestación de la presente cesión de derechos, declaro(amos) mi (nuestra) conformidad de recibir dos (2) ejemplares del número de la revista en que aparezca mi (nuestro) artículo.
Citas
Alterima. (2020). ‘’Flutuante Roda D’Água.’’ https://www.alterima.com. br/solucoes/11/flutuante-roda-dagu
Dominguez, F., Achard, J. L., Zanette, J., & Corre, C. (2016). ‘’Fast power output prediction for a single row of ducted cross-flow water turbines using a BEM-RANS approach.’’ Renewable Energy, 89, 658–670.
Gorle, J. M. R., Chatellier, L., Pons, F., & Ba, M. (2016). ‘’Flow and performance analysis of H-Darrieus hydroturbine in a confined flow: A computational and experimental study.’’ Journal of Fluids and Structures, 66, 382–402.
Guedes, M. H. (2015). ‘’Transformando Venenos Em Remédios’’ (1st ed.).
Khan, M. J., Bhuyan, G., Iqbal, M. T., & Quaicoe, J. E. (2009). ‘’Hydrokinetic energy conversion systems and assessment of horizontal and vertical axis turbines for river and tidal applications: A technology status review’’. Applied Energy, 86(10), 1823–1835.
Kumar, D., & Sarkar, S. (2016). ‘’A review on the technology, performance, design optimization, reliability, techno-economics and environmental impacts of hydrokinetic energy conversion systems.’’ Renewable and Sustainable Energy Reviews, 58, 796–813.
Manwell, J. F., McGowan, J. G., & Roger, A. L. (2010). ‘’Wind Energy Explained. Theory, Design and Application’’ (Wiley (ed.); 2nd ed.).
Nunes, M. M., Brasil Junior, A. C. P., & Oliveira, T. F. (2020). ‘’Systematic review of diffuser-augmented horizontal-axis turbines.’’ Renewable and Sustainable Energy Reviews, 133, 110075.
Patel, V., Eldho, T. I., & Prabhu, S. V.(2017). ‘’Experimental investigations on Darrieus straight blade turbine for tidal current application and parametric optimization for hydro farmarrangement.’’ International Journal of Marine Energy, 17, 110–135.
Patel, V., Eldho, T. I., & Prabhu, S. V.(2019). ‘’Performance enhancement of a Darrieus hydrokinetic turbine with the blocking of a specific flow region for optimum use of hydropower.’’ Renewable Energy, 135,
Rodrigues, A. P. D. E. S. P. (2007). ‘’Parametrização E Simulação Numérica Da Turbina Hidrocinética
– Otimização Via Algoritmos Genéticos Universidade de Brasilia https://repositorio.unb.br/bitstream/10482/2350/1/2007_AnnaPauladeSousaParenteRodrigues. PDF
Rosato, M. A. (2019). ‘’Small Wind Turbines for Electricity and Irrigation’’ (CRC Press (ed.)). Taylor & Francis Group. https://taylorandfrancis.com/
Sheldahl, R. E., & Klimas, P. C. (1981). ‘’Aerodynamic characteristics of seven symmetrical airfoil sections through 180-degree angle of attack for use in aerodynamic analysis of vertical axis wind turbines’’.
Shiono, M., Suzuki, K., & Kiho, S.(2000). ‘’Experimental study of the characteristics of a Darrieus turbine for tidal power generation.’’ Electrical Engineering in Japan (English Translation of Denki Gakkai Ronbunshi), 132(3), 38–47.
Talukdar, P. K., Kulkarni, V., & Saha, U. K.(2018).’’ Field-testing of model helical-bladed hydrokinetic turbines for small-scale power generation.’’ Renewable Energy, 127, 158–167.
Thönnißen, F., Marnett, M., Roidl, B., & Schröder, W. (2016). ‘’A numerical analysis to evaluate Betz’s Law for vertical axis wind turbines.’’ Journal of Physics: Conference Series, Conference.
Tong, W. (2010). ‘’Wind Power Generation and Wind Turbine Design’’ (U. Kollmorgen Corp. (ed.)). WIT Press.
Vermaak, H. J., Kusakana, K., & Koko, S. P. (2014). ‘’Status of micro-hydrokinetic river technology in rural applications: A review of literature.’’ Renewable and Sustainable Energy Reviews, 29, 625–633
Dominguez, F., Achard, J. L., Zanette, J., & Corre, C. (2016). ‘’Fast power output prediction for a single row of ducted cross-flow water turbines using a BEM-RANS approach.’’ Renewable Energy, 89, 658–670.
Gorle, J. M. R., Chatellier, L., Pons, F., & Ba, M. (2016). ‘’Flow and performance analysis of H-Darrieus hydroturbine in a confined flow: A computational and experimental study.’’ Journal of Fluids and Structures, 66, 382–402.
Guedes, M. H. (2015). ‘’Transformando Venenos Em Remédios’’ (1st ed.).
Khan, M. J., Bhuyan, G., Iqbal, M. T., & Quaicoe, J. E. (2009). ‘’Hydrokinetic energy conversion systems and assessment of horizontal and vertical axis turbines for river and tidal applications: A technology status review’’. Applied Energy, 86(10), 1823–1835.
Kumar, D., & Sarkar, S. (2016). ‘’A review on the technology, performance, design optimization, reliability, techno-economics and environmental impacts of hydrokinetic energy conversion systems.’’ Renewable and Sustainable Energy Reviews, 58, 796–813.
Manwell, J. F., McGowan, J. G., & Roger, A. L. (2010). ‘’Wind Energy Explained. Theory, Design and Application’’ (Wiley (ed.); 2nd ed.).
Nunes, M. M., Brasil Junior, A. C. P., & Oliveira, T. F. (2020). ‘’Systematic review of diffuser-augmented horizontal-axis turbines.’’ Renewable and Sustainable Energy Reviews, 133, 110075.
Patel, V., Eldho, T. I., & Prabhu, S. V.(2017). ‘’Experimental investigations on Darrieus straight blade turbine for tidal current application and parametric optimization for hydro farmarrangement.’’ International Journal of Marine Energy, 17, 110–135.
Patel, V., Eldho, T. I., & Prabhu, S. V.(2019). ‘’Performance enhancement of a Darrieus hydrokinetic turbine with the blocking of a specific flow region for optimum use of hydropower.’’ Renewable Energy, 135,
Rodrigues, A. P. D. E. S. P. (2007). ‘’Parametrização E Simulação Numérica Da Turbina Hidrocinética
– Otimização Via Algoritmos Genéticos Universidade de Brasilia https://repositorio.unb.br/bitstream/10482/2350/1/2007_AnnaPauladeSousaParenteRodrigues. PDF
Rosato, M. A. (2019). ‘’Small Wind Turbines for Electricity and Irrigation’’ (CRC Press (ed.)). Taylor & Francis Group. https://taylorandfrancis.com/
Sheldahl, R. E., & Klimas, P. C. (1981). ‘’Aerodynamic characteristics of seven symmetrical airfoil sections through 180-degree angle of attack for use in aerodynamic analysis of vertical axis wind turbines’’.
Shiono, M., Suzuki, K., & Kiho, S.(2000). ‘’Experimental study of the characteristics of a Darrieus turbine for tidal power generation.’’ Electrical Engineering in Japan (English Translation of Denki Gakkai Ronbunshi), 132(3), 38–47.
Talukdar, P. K., Kulkarni, V., & Saha, U. K.(2018).’’ Field-testing of model helical-bladed hydrokinetic turbines for small-scale power generation.’’ Renewable Energy, 127, 158–167.
Thönnißen, F., Marnett, M., Roidl, B., & Schröder, W. (2016). ‘’A numerical analysis to evaluate Betz’s Law for vertical axis wind turbines.’’ Journal of Physics: Conference Series, Conference.
Tong, W. (2010). ‘’Wind Power Generation and Wind Turbine Design’’ (U. Kollmorgen Corp. (ed.)). WIT Press.
Vermaak, H. J., Kusakana, K., & Koko, S. P. (2014). ‘’Status of micro-hydrokinetic river technology in rural applications: A review of literature.’’ Renewable and Sustainable Energy Reviews, 29, 625–633