Desempeño de turbinas eólicas Magnus de eje horizontal en función de sus variables geométricas y cinemáticas

Resumen

Este estudio presenta el análisis de una turbina eólica de eje horizontal que utiliza cilindros en rotación, en lugar de aspas con perfiles alares. El principio de funcionamiento de este generador eólico es el efecto Magnus, que sucede cuando las aspas cilíndricas empiezan a rotar y se da una interacción entre la corriente de viento incidente y el aire que es arrastrado por las paredes de los cilindros en movimiento. De esta forma, se obtiene la sustentación que pone en movimiento la turbina. 

El objetivo de la investigación es caracterizar este tipo de turbina mediante modelos numéricos y matemáticos, que permitan determinar el comportamiento de la curva de potencia en función del viento ante variaciones de los parámetros de funcionamiento de la turbina tipo Magnus de eje horizontal, a saber, la geometría del cilindro y las velocidades de rotación tanto de la turbina como del cilindro. 

Para estudiar el desempeño de la turbina, se propone un método numérico no iterativo, que es implementado en un código que permite predecir el rendimiento de turbinas de eje horizontal, el cual es validado con mediciones experimentales de turbinas convencionales. 

Posteriormente, se adecúa el código para aplicarlo a turbinas Magnus y con ello se obtiene el comportamiento de la curva de potencia ante variaciones en la geometría y cantidad de cilindros, así como las velocidades angulares de la turbina y del aspa cilíndrica.