Revisão dos perfis aerodinâmicos apropriados para turbinas eólicas de eixo horizontal e pequena escala nas zonas arborizadas

Autor: C. Otarola, Gustavo Richmond-Navarro, Mariana Montenegro-Montero
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: RepositorioTEC
Instituto Tecnológico de Costa Rica
instacron:ITCR
Revista Lasallista de Investigación, Volume: 17, Issue: 1, Pages: 233-251, Published: 01 FEB 2021
ISSN: 2256-3938
1794-4449
DOI: 10.22507/rli.v17n1a22
Popis: espanolResumen Introduccion: la energia eolica ha crecido de forma acelerada en los ultimos 20 anos y los sitios para instalar parques eolicos se empiezan a agotar. Las turbinas eolicas de pequena escala representan una alternativa viable, en particular en zonas boscosas: de bajo potencial eolico y alta turbulencia. Objetivo: presentar una revision de los perfiles aerodinamicos para aerogeneradores de pequena escala, para determinar su posible aplicacion en zonas boscosas. Materiales y metodos: se efectua una revision literaria en las bases de datos Web of Science y Scopus, sobre turbinas eolicas de pequena escala de eje horizontal, en las revistas Energy, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Renewable and Sustainable Energy Reviews y Renewable Energy, entre otras. Se define una clasificacion de tres grandes grupos para los perfiles aerodinamicos: de uso muy frecuente, de uso con frecuencia media y de uso con baja frecuencia. Resultados: los perfiles de uso muy frecuente son el SG6043, S809 y NACA0012, siendo el primero de ellos el que presenta mejor desempeno aerodinamico. A pesar de esto, otros perfiles como el SH3055 son ampliamente usados en turbinas eolicas de pequena escala. Conclusiones: un perfil adecuado para una turbina eolica de pequena escala para zonas boscosas debe ser disenado para regulacion por perdida (stall) y poseer una alta robustez ante cambios de rugosidad superficial. El perfil con mayor potencial, segun la literatura para esta aplicacion, es el SG6043, siendo 110 % y 85 % mas eficiente que NACA0012 y S809, respectivamente, para un Re de 2 x 105; empero, se requiere mas investigacion en temas como desempeno aerodinamico de los perfiles ante altos niveles de turbulencia. EnglishAbstract Introduction: Wind energy has grown rapidly in the last 20 years and sites to install full-scale wind farms are starting to run out. Small-scale wind turbines represent a feasible alternative, particularly in forested areas of low wind potential and high turbulence. Objective: to present a review of the aerodynamic profiles for small-scale wind turbines, to determine their possible application in wooded areas. Materials and methods: a review of small-scale horizontal axis wind turbines is carried out using the Web of Science and Scopus databases mainly on the journals: Energy, Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Renewable and Sustainable Energy Reviews, and Renewable Energy. A classification of three large groups is defined for the aerodynamic profiles: very frequent use, medium frequency use and low frequency use. Results: the profiles of very frequent use are the SG6043, S809 and NACA0012, the first of them is the one having the best aerodynamic performance. Despite this, other profiles such as the SH3055 are widely used in the small-scale wind turbine field. Conclusions: a suitable profile for a small-scale wind turbine for forested areas should be designed for stall regulation and have low sensitivity against changes in surface roughness. The profile with the greatest potential, according to the literature for this application, is the SG6043, being 110 % y 85 % more efficient than NACA0012 and S809, respectively, for a Re of 2 x 105; however, more research is required on issues such as aerodynamic performance of the profiles at high levels of turbulence. portuguesResumo Introducao: a energia eolica ha crescido de forma acelerada nos ultimos 20 anos e os sitios para instalar parques eolicos empecam a diminuir. As turbinas eolicas de pequena escala representam uma alternativa viavel, em particular nas zonas arborizadas: de baixo potencial eolico e alta turbulencia. Objetivo: apresentar uma revisao dos perfis aerodinâmicos para aerogeradores de pequena escala, para determinar uma possivel aplicacao nas zonas arborizadas. Materiais e metodos: efetuou-se uma revisao literaria nas bases de dados Web of Science e Scopus, sobre turbinas eolicas de pequena escala de eixo horizontal, nos jornais Energy, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Renewable and Sustainable Energy Reviews e Renewable Energy, entre outras. Define-se uma classificacao dos tres grandes grupos para os perfis aerodinâmicos: de uso muito frequente, de uso com frequencia meia e de uso com baixa frequencia. Resultados: os perfis de uso muito frequente sao o SG6043, S809 y NACA0012, sendo o primeiro deles o que apresenta melhor desempenho aerodinâmico. Apesar disso, os perfis como o SH3055 sao amplamente usados nos negocios das turbinas eolicas. Conclusoes: um perfil adequado para uma turbina eolica de pequena escala para zonas arborizadas deve ser projetado para regulacao por stall e possuir uma alta robustez ante mudancas na rugosidade superficial. O perfil com maior potencial, segundo a literatura e para essa aplicacao e o SG6043, sendo 110 % e 85 % mais eficiente que NACA0012 e S809, respectivamente, para um Re de 2x 105, no entanto, requere mais investigacao em temas como o desempenho aerodinâmico dos perfis
Databáze: OpenAIRE
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