Escalamiento

Introducción

En este trabajo se presenta una forma simple para calcular la forma geométrica de la

hélice de aerogeneradores o turbinas eólicas.

La hélice resultante se aproxima bastante a la que es capaz de captar la mayor potencia

disponible en el viento y si bien no es la mejor, la simplicidad del cálculo justifica obtener

una hélice bastante razonable que luego podrá ser perfeccionada si las circunstancias así

lo requieren.

Diámetro de la hélice

La potencia eléctrica Pe que puede generar una turbina eólica es:

V3 A

2

1

Pe Cp g t = h h r

Donde

Cp = Coeficiente de potencia de la hélice (para una buena hélice Cp = 0,40)

ηg = Rendimiento del generador eléctrico (para un buen generador ηg = 0,90. Si el

generador proviene de la industria automotor ηg = 0,50)

ηt = Rendimiento de transmisión. Si la turbina posee un multiplicador de velocidad de

giro ηt = 0,90 para caja de engranajes, ηt = 0,85 para cadenas, ηt = 0,8 para correas. Si

tiene transmisión directa ηt = 1).

ρ =1,225 Kg/m3 densidad del aire a nivel del mar.

V = Velocidad del viento para la cual la turbina genera la potencia eléctrica Pe.

V = 9 m/seg para una zona de vientos razonables. V = 11 m/seg para una zona de fuertes

vientos.

4

D

A

p 2 = área barrida por la hélice. D = diámetro de la hélice.

Por lo tanto

h h r p

=

Cp V3

8 Pe

D

g t

D es el diámetro de la hélice capaz de generar una potencia eléctrica Pe cuando enfrenta

un viento de velocidad V.

Velocidad de Rotación

En forma aproximada supondremos que la velocidad tangencial de la punta de la pala de

la hélice es de 60 m/seg.

V R 60 m/ seg tan = w =

Donde ω es la velocidad angular de la hélice y

2

D

R = es el radio de la hélice.

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