Evaluación experimental del desempeño de potencia de la turbina de viento bergey BWC XL.1

Abstract

Los métodos tradicionales de generación de electricidad utilizan como principal insumo el petróleo que mediante la combustión obtienen energía contribuyendo al agotamiento de los recursos naturales y al deterioro del medio ambiente. El incremento en la preocupación de temas ambientales ha propiciado la búsqueda de fuentes de electricidad más sustentables. Las turbinas de viento junto con la energía solar y las celdas de combustible son posibles soluciones para la producción de energía más amigable con el ambiente porque con una adecuada administración pueden explotarse ilimitadamente. Se dice que la energía del viento será una de las fuentes más prominentes de energía eléctrica en los años venideros. La tecnología de grandes turbinas de viento ha experimentado avances sorprendentes en las últimas décadas sin embargo la de pequeñas turbinas se ha visto opacada porque esta lejos de una madurez y economía competitiva. Para mejorar esta situación algunos Centros de Investigación y pequeñas empresas se han dado a la tarea de diseñar nuevas turbinas de viento que sean más eficientes, robustas y competitivas económicamente. El grupo de energía eólica del Tecnológico de Monterrey tiene entre uno de sus objetivos el Desarrollo de proyectos con pequeñas turbinas de viento. El proceso de desarrollo exige la caracterización en campo de las turbinas de viento diseñadas. En esta tesis se diseña e implementa un Módulo de Pruebas en campo para pequeñas turbinas de viento y se evalúa experimentalmente el desempeño de potencia de la turbina Bergey XL. El módulo está localizado en el campo agrícola experimental del Tecnológico de Monterrey en el Municipio de Apodaca, Nuevo León. El módulo cuenta con la instrumentación y la infraestructura necesaria para las pruebas en campo de pequeñas turbinas de viento. En el capitulo 2 se evalúa experimentalmente el sistema eoloeléctrico Bergey XL. y con los resultados se verifica el desempeño de potencia que da el fabricante y el que resulta del Modelo Matemático. El Modelo Matemático fue desarrollado como parte de la Tesis de Jaime Martínez y sirve para predecir el desempeño de potencia del sistema. En la última parte de la Tesis se evalúa el desempeño aerodinámico global de la turbina Bergey XL.1 que se refiere al estudio de la capacidad de convertir en potencia eléctrica la potencia disponible en el viento dado un diseño aerodinámico de aspas, generador eléctrico y un sistema de protección para vientos altos. Aunque no es una prueba de aerodinámica lo que se busca es medir la potencia eléctrica dado un diseño de aspas específico conociendo a priori el desempeño del generador y del sistema de protección para vientos altos.