Turbina de Darreius

Escuela Politécnica del Ejército
Carrera de Ingeniería Mecánica
Energías no Convencionales

Christian Marcelo Estévez Jiménez
Junio 12 del 2013
Turbina de Darreius1
Generalidades
El aerogenerador Darrieus es un tipo de aerogenerador de eje vertical (VAWT) se utiliza para generar electricidad de la energía transportada en el viento . La turbina consta de una serie de perfilesaerodinámicos por lo general, pero no siempre-montados verticalmente en un eje o marco giratorio. Este diseño de la turbina de viento fue patentado por Georges Jean Marie Darrieus , un francés ingeniero aeronáutico en 1931. Hay grandes dificultades para proteger la turbina Darrieus de las condiciones extremas de viento y en lo que es de arranque automático.

Uso
En las versiones originales de el diseñoDarrieus, los perfiles aerodinámicos están dispuestos de modo que son simétricas y tienen cero ángulo de aparejo , es decir, el ángulo que las superficies sustentadoras se establecen con relación a la estructura sobre la que se montan. Esta disposición es igualmente eficaz, no importa en qué dirección sopla el viento-en contraste con el tipo convencional, que debe ser girado para hacer frente alviento.

Cuando el rotor Darrieus está girando, las palas están avanzando a través del aire en una trayectoria circular. Relativa a la cuchilla, se añade este flujo de aire se aproxima vectorialmente al viento, por lo que el flujo de aire resultante crea una pequeña variación positiva ángulo de ataque (AoA) para la cuchilla. Esto genera una fuerza neta apuntando oblicuamente hacia delante a lo largode una cierta "línea de acción". Esta fuerza puede ser proyectada hacia el interior más allá del eje de la turbina a una cierta distancia, dando un par positivo al eje, ayudando así a que gire en la dirección que ya está viajando pulg Los principios aerodinámicos que hacen girar el rotor son equivalentes a la de autogiros , y helicópteros normales en autorrotación.
A medida que el perfilaerodinámico se mueve alrededor de la parte posterior del aparato, el ángulo de ataque cambia a la signo opuesto, pero la fuerza generada es todavía oblicuamente en la dirección de rotación, debido a que las alas son simétricas y el ángulo de aparejo es cero. El rotor gira a una velocidad relacionada con la velocidad del viento, y por lo general muchas veces más rápido. La energía derivada del par y lavelocidad puede ser extraído y convertido en energía útil mediante el uso de un generador eléctrico .

Los términos aeronáuticos elevación y arrastre son, estrictamente hablando, las fuerzas a través ya lo largo de la aproximación del flujo de aire en relación neta, respectivamente, por lo que no son útiles aquí. Tenemos muchas ganas de conocer la fuerza tangencial tirando de la hoja alrededor, yla fuerza radial que actúa en contra de los cojinetes.

Cuando el rotor está parado, sin fuerza de rotación neta surge, incluso si la velocidad del viento se eleva bastante alto el rotor debe ya estar girando para generar par de torsión. Así, el diseño no es normalmente auto-arranque. En condiciones excepcionales, rotores Darrieus pueden auto-arranque, por lo que se requiere algún tipo de frenopara mantenerla cuando está parado.
Un problema con el diseño es que el ángulo de ataque cambios como los giros de la turbina, por lo que cada cuchilla genera su par máximo a dos puntos de su ciclo (frente y parte posterior de la turbina). Esto conduce a un ciclo de potencia sinusoidal (pulsante) que complica el diseño. En particular, casi todas las turbinas Darrieus tienen modos resonantes donde,a una velocidad de rotación particular, la pulsación es a una frecuencia natural de las palas que pueden causar que ellas (con el tiempo) se rompen. Por esta razón, la mayoría de las turbinas Darrieus tienen frenos mecánicos u otros dispositivos de control de velocidad para mantener la turbina gire a estas velocidades para cualquier período de tiempo prolongado.
Otro problema surge debido a...