Interacción entre aerogeneradores y vientos de capa límite : estudio experimental en túnel de viento

Abstract

La extracción de energía eólica utilizada para generar electricidad, se realiza empleando aerogeneradores dispuestos en parques eólicos. Desde la perspectiva de la aerodinámica de las palas, los aerogeneradores han sido bastante estudiados pero la interacción entre la propia estructura de los mismos y la capa límite atmosférica todavía no está totalmente analizada. La interacción entre el viento incidente y los aerogeneradores en un parque eólico provoca déficit de velocidad y aumento en los niveles de turbulencia en la estela de las turbinas eólicas.

En este trabajo, se describen las condiciones requeridas para la realización de experimentos en el túnel de viento con el fin de evaluar de parámetros característicos del flujo en parques eólicos considerando la influencia del tipo de terreno, de los aerogeneradores y su interacción con el viento incidente. Como hipótesis general se plantea que, a partir del análisis dimensional y los criterios de semejanza, es posible modelar los vientos de capa límite atmosférico, la influencia de la topografía local y las condiciones aerodinámicas de la turbina en movimiento. Se presentan los resultados de mediciones en la estela del modelo a escala 1:450 de un aerogenerador Unipower de 3 palas, de 100 m de altura de la torre, realizadas en el túnel de viento “Jacek Gorecki” de la UNNE.

La técnica de evaluación espectral de la turbulencia es aplicada a varias mediciones de las fluctuaciones de velocidad. Esto permite analizar la configuración espectral en diferentes rangos de frecuencia y las diferencias del comportamiento del viento incidente con relación al escurrimiento en la estela de la turbina. Finalmente, el estudio permite establecer conclusiones respecto a los parámetros usados para reproducir adecuadamente la interacción fluido-estructura, como así también, verificar la importancia de considerar los efectos topográficos en este tipo de ensayos.