Análisis dinámico del viento en una edificación para la adecuación de un aerogenerador de eje vertical

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Título : Análisis dinámico del viento en una edificación para la adecuación de un aerogenerador de eje vertical
Autor : Iñacasha Ortuño, Henry David
Oña Alvaro, Adrián David
Director de Tesis: Oñate Amaguaña, William Paul
Resumen traducido: In response to population growth, a significant increase in the demand for electrical energy has been observed in recent years. However, the capacity of energy derived from fossil fuels to satisfy this demand has been limited. This phenomenon highlights the critical need to explore and adopt more sustainable and efficient energy sources, such as wind energy that is derived from the movement of air, taking advantage of the kinetic force produced by air currents. This energy is generated from a Darrieus type VAWT designed for urban areas that have low wind currents. Computational fluid dynamics (CFD) using the Ansys Fluent software allows simulating the behavior of the wind on the VAWT blades, using the finite element method, as well as the boundary condition variables that are: atmospheric pressure of 0,714 atm, ambient temperature of 21,3°C and wind speed of 3,03 m/s taken through a weather station at strategic points. Analysis of the speed in the area of interest using software reveals a gradient from 5,7 m/s at the inlet of the wind turbine rotor to values between 0,67 and 1,33 m/s at the rear outlet. This behavior demonstrates the efficiency of the system by taking advantage of the loss of wind speed through the rotor to generate moments and, consequently, a mechanical power of 36 W.
Resumen : En respuesta al crecimiento demográfico, en los últimos años se ha observado un aumento significativo de la demanda de energía eléctrica. Sin embargo, la capacidad de la energía derivada de combustibles fósiles para satisfacer esta demanda ha sido limitada. Este fenómeno pone de relieve la necesidad crítica de explorar y adoptar fuentes de energía más sostenibles y eficientes, como la energía eólica que se deriva del movimiento del aire, aprovechando la fuerza cinética producida por las corrientes de aire. Esta energía se genera a partir de una VAWT tipo Darrieus diseñada para zonas urbanas que tienen corrientes de viento bajas. La dinámica de fluidos computacional (CFD) utilizando el software Ansys Fluent permite simular el comportamiento del viento sobre las palas VAWT, utilizando el método de elementos finitos, así como las variables de condición de contorno que son: presión atmosférica de 0,714 atm, temperatura ambiente de 21,3° C y velocidad del viento de 3,03 m/s tomados a través de una estación meteorológica en puntos estratégicos. El análisis de la velocidad en la zona de interés mediante software revela un gradiente desde 5,7 m/s en la entrada del rotor del aerogenerador hasta valores entre 0,67 y 1,33 m/s en la salida trasera. Este comportamiento demuestra la eficiencia del sistema al aprovechar la pérdida de velocidad del viento a través del rotor para generar momentos y, en consecuencia, una potencia mecánica de 36 W.
Palabras clave : ELECTRÓNICA Y AUTOMATIZACIÓN
MÉTODOS DE ELEMENTOS FINITOS
ENERGÍA EÓLICA
VIENTOS -- VELOCIDAD
Fecha de publicación : 2024
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/27441
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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