Proceso de conformación de una función objetivo de los álabes de una turbina de viento usando el diseño óptimo

Abstract

En el presente trabajo se muestra el proceso de la conformación de una función objetivo de los álabes de una turbina de viento usando el diseño óptimo. La aportación principal del trabajo es la función objetivo tridimensional, la cual permite generar múltiples diseños que optimizan la masa del álabe, bajo restricciones que se encuentran en el dominio del esfuerzo de Von Mises y la Velocidad específica. La teoría BEM es utilizada en el diseño aerodinámico y estructural de los álabes. Se tomaron como parámetros una potencia en la turbina de 12.5 kW y un perfil aerodinámico NRELS818. Se realizaron simulaciones de elemento finito, utilizando tres hipótesis de carga, bajo la norma UNE-EN 61400-2, con el objetivo de conocer el comportamiento mecánico de los álabes. La función objetivo encontrada, brinda una región de diseño de los álabes en la cual coexisten aquellos diseños de diferentes masas que satisfacen las restricciones del esfuerzo y la velocidad específica. Lo anterior, se debe utilizar como apoyo para generar álabes de turbina de viento en condiciones óptimas y disminuir los costos de manufactura.