Diseño Óptimo de Turbinas Eólicas de Eje Vertical Combinando Redes Neuronales y OpenFoam

Abstract

En el presente trabajo se propone un nuevo concepto en el aprovechamiento de energía eólica a través de una combinación entre turbinas de eje vertical Savonius y Darrieus cuya topología más difundida es la denominada “turbina H”. Combinando fluidodinámica computacional y redes neuronales se propone el diseño de una turbina inteligente que combine las turbinas Savonius y Darrieus según la velocidad y dirección del viento incidente, así como también, modifique la longitud y/o el ángulo de ataque de los álabes con el fin de obtener el máximo rendimiento para diferentes velocidades y ángulos de incidencia del viento. El modelo de turbina seleccionado consta de 3 álabes verticales de perfiles NACA 0018 de 2 m de longitud cubriendo un radio medio de R = 1 m. Los álabes poseen un dispositivo que permite su apertura modificando su principio de funcionamiento pudiendo pasar de una turbina Savonius a una Darrieus y viceversa, permitiendo el arranque del sistema con velocidades de viento relativamente bajas. Adoptando como variables de optimización el ángulo de ataque y la inclinación de los álabes, así como también el radio medio de la turbina, se obtiene un redimiento óptimo del equipo turbogenerador tanto en la potencia máxima alcanzada como en la regularidad del equipo.