1. ANÀLISI MITJANÇANT MECÀNICA
DE FLUIDS COMPUTACIONAL D’UN
AEROGENERADOR MINIEÒLIC
Marc BerenguerVilamitjana
Enginyeria industrial (Pla 2002). Setembre 2014
2. ÍNDEX DE LA PRESENTACIÓ
• Introducció
• Metodologia aplicada
• Resultats
• Conclusions
• Torn de preguntes
8. Una turbina eòlica només
pot convertir en energia
mecànica el 59,26% de
l’energia cinètica del vent
que incideix sobre ella.
Llei de Betz
• Inicis energia eòlica
• Situació actual
• Air-X
INTRODUCCIÓ
15. • Fabricat perTechnosun
• Perfil pala tipus SD2030
• 6 kg i 0,582m de radi
• T.S.R. de 8,8
• 545W de potència
• Baix manteniment: 2 parts mòbils
• Corba de potència coneguda
INTRODUCCIÓ
16. Diámetro rotor 1.14 metros (46”)
Especificaciones generales
INTRODUCCIÓ
• Fabricat perTechnosun
• Perfil pala tipus SD2030
• 6 kg i 0,582m de radi
• T.S.R. de 8,8
• 545W de potència
• Baix manteniment: 2 parts mòbils
• Corba de potència coneguda
18. ESTIMACIÓ DE LES
VELOCITATS DELVENT
• Velocitat d’arrencada típicament 3 o 4 m/s
• Grans aerogeneradors fins a 25 o 30 m/s
• Minieòlics fins al voltant de 15 m/s
19. ESCOLLIR PARÀMETRE λ
• També anomenatT.S.R.
• Relaciona la velocitat de la
punta de la pala amb la
velocitat del vent que hi
incideix.
Nombre pales λ
8 a 24 1
6 a 12 2
3 a 6 3
2 a 4 4
3, rarament 2 o 1 5 o més
20. CALCULAR REVOLUCIONS
TEÒRIQUES DE GIR
• Serviran com a referència
per escollir un interval de
simulació.
• .
Velocitat vent (m/s) Velocitat gir (RPM)
4 328,2
5 410,2
6 492,2
7 574,3
8 656,3
9 738,3
10 820,4
11 902,4
12 984,5
13 1066,5
14 1148,5
! · R = · vvent (3.2)
at angular a radiants per segon:
! ·
2 · ⇡
60
· R = · vvent (3.3)
a velocitat angular i simplificant:
! =
30 ·
⇡ · R
· vvent (3.4)
ula es pot calcular la velocitat de rotació teòrica de
ncidirà amb la que es produirà en la pràctica, però
referència per iniciar les simulacions.
22. DIBUIXAR GEOMETRIA
• Dibuixar l’eix.
• Dibuixar la pala situant els
perfils segons altura, corda i
angle.
• Fer l’unió de l’eix amb la pala.
• Situar les altres pales.
• Dibuixar el conducte per
l’aire.
23. FER EL MALLAT
• Més fi a la part central.
• 2 refinaments.
• 510.668 nodes i 2.644.495
elements.
24. DEFINIR CONDICIONS DE
SIMULACIÓ
• Situar l’entrada i sortida de vent.
• Escollir comportament de les parets.
• Indicar la velocitat a que giren les pales.
• Rugositat de 0,0015mm.
• Seleccionar simulació de tipus transitori.
• Escollir el timestep.
25. SIMULACIONS
• 8 velocitats del vent: 4, 6, 8, 9, 10, 11, 12 i 14 m/s.
• Intervals de 50rpm entre simulacions.
• 83 simulacions (+ de 1000 hores de simulació).
39. • Ha sigut possible crear una metodologia.
• S’han complert les especificacions amb la
potència de càlcul disponible.
• Les simulacions en 3D permeten detectar el
despreniment de capa.
• La corba teòrica coincideix amb la real.
• El mètode no troba una velocitat màxima.
