Modelo Teórico de los Sistemas de Aerogeneración Eléctrica para las Turbinas Eólicas de Eje Vertical
Theoretical Model of Electric Aerogeneration Systems for Vertical Axis Wind Turbines
Anthony Pinedo, Guillermo Ramírez, Lincoln Chiguala, Juan Estrada, David Asmat, Renny Nazario, Daniel Delfín, Lourdes Noriega, Silvia Aguilar, Randy Rosas, Luisa Juárez
DOI: https://doi.org/10.33017/RevECIPeru2009.0027/
RESUMEN
Existen dos tipos de sistemas de aerogeneración eléctrica por turbinas eólicas, los llamados de eje horizontal (HAWT) y los de eje vertical (VAWT). Ambos proponen ventajas y desventajas, dependiendo de muchos factores. Pero en general, no fue hasta hace unos años que el segundo tipo había sido ignorado, debido a la poca potencia que producía en comparación con los HAWT. Pero con la adaptación de un sistema de levitación, y un nuevo sistema de inducción magnética, las VAWT, lograron incrementar notablemente la energía obtenida, llegando incluso a superar a los HAWT. A pesar que los modelos VAWT han sido harto estudiados en cuanto al esquema experimental y de diseño, no se formuló ninguna explicación sólida, partiendo de principios básicos, sobre el funcionamiento de los VAWT. En este trabajo, se propone un modelo teórico del funcionamiento de los mismos. Para ello, se realizan tres estudios: la interacción del viento con las aspas del aerogenerador, el sistema de levitación magnética y la producción de energía eléctrica por inducción magnética. Estos tres fenómenos, permiten definir y predecir el funcionamiento de tal sistema de aerogeneración. Además, permite «visualizar» la influencia de los diferentes parámetros sobre la eficiencia del sistema, y así pues, poder manejar, los parámetros que controlamos experimentalmente, para obtener una eficiencia óptima.
Palabras clave: aerogeneración eléctrica, turbinas de aire, eje vertical, levitación magnética.
ABSTRACT
There are two types of systems of electric aerogeneration by using wind turbines, one is called horizontal axis wind turbine (HAWT) and the other one is called vertical axis wind turbine (VAWT). Both of them have advantages and disadvantages depending on many factors. Since the second one had produced lees power than the first one, they were ignored. However, the adaptation of a levitation system and a new system of magnetic induction made VAWT increase the power produced and exceed the HAWT. Although VAWT models were studied enough in the design and experimental scheme, there is no solid explanation, based on basic principles, on the operation of the VAWT. In this paper is proposed a theoretical model of VAWT operation. Therefore, three studies are done: the interaction between wind and blades of the turbine, the magnetic levitation system and the energy production by magnetic induction. Those studies make us able to know and predict the operation of those systems. Since, we shall know how many factors are affecting the efficiency of the system; we shall be able to control those parameters in order to get the best efficiency.
Keywords: electric aerogeneration, vertical axis wind turbine, magnetic levitation.