Tecnologías limpias y energías renovables (II)

Los alumnos de Ecoingeniería diseñan un aerogenerador

Continuando con el tema iniciado la pasada semana, seguimos contado el proceso llevado a cabo por los alumnos de Ingeniaría en Ecotecnologías e Ingeniería de la Energía.  Una vez contextualizado el proyecto, los alumnos debían decidir cuál era el diseño que mejor se podía adaptar a las condiciones establecidas en el enunciado (capacidad de trabajar con velocidades del aire bajas entre 0 y 1,5 m/s).

Como todos los grupos dedujeron, el tipo de aerogenerador que mejor se amoldaba a la propuesta del proyecto era uno de eje vertical. Por tanto, partiendo de una base común los grupos propusieron sus diseños, cuyo funcionamiento han tenido que modelar realizando el estudio de las fuerzas que actuaban sobre las palas del aerogenerador en equilibrio, y de su dinámica de rotación.

Diagrama de fuerzas sobre una pala o álabe

Para poder hacer este trabajo primero han seleccionado la geometría de las palas. Ha sido en este apartado donde los grupos han probado con distintos diseños y lo que ha dado lugar a resultados muy distintos pudiendo agrupar los diseños en tres grupos: Savonius, panémona (o anemómetro) y Giromill.

Diversas geometrías y configuraciones seleccionadas por los alumnos

Una vez seleccionada la geometría, número de palas y piezas adicionales a construir, todos los grupos se han metido a la faena de realizar los cálculos que caracterizasen el movimiento del aerogenerador a través de su velocidad de giro o potencia generada. Esto ha supuesto cierto grado de complejidad, por la necesidad de encontrar el punto óptimo entre realizar un modelo simple de fácil resolución alejado de la realidad, o trabajar con otro modelo mucho más cercano a la realidad pero de resolución mucho más compleja.

Además, en el caso de los alumnos de Energía han puesto el foco en parámetros característicos de los molinos de viento, como son el factor de potencia o el Tip Speed Ratio, mientras que los alumnos de Ecotecnología han calculado el ahorro en emisiones de CO2 que supondría la construcción de su aerogenerador.

Los cálculos se han complementado con medidas experimentales de la medida del viento y la velocidad de rotación del prototipo construido por medio de un anemómetro y un tacómetro, respectivamte. La realización de estas medidas ha permitido reflexionar sobre la proximidad o no entre cálculos teóricos y prácticos, así como sobre la importancia de que el modelo teórico presente todos los factores que lo acerque a las condiciones reales.

Medición de velocidad de viento y velocidad de giro en laboratorio

Por último, y para añadir valor al producto, los alumnos han automatizado los cálculos realizados de manera que, en muchos de los casos, un usuario pueda diseñar su propio aerogenerador para una geometría dada, obteniendo de manera automática sus características de funcionamento sin más que introducir los valores de unos pocos parámetros.

Para poner el broche al proyecto, se han efectuado pruebas en condiciones de laboratorio y en la terraza del edificio Orona Fundazioa de Ideo Innovation City, en condiciones de poco viento (y mucha lluvia), con lo que se ha podido ver si, como se pedía al principio, los artefactos eran capaces de girar en esas circunstancias. En una próxima entrada de este blog os enseñaremos el resultado. De momento, no nos queda más que felicitar a nuestros alumnos por el esfuerzo dedicado a este su primer proyecto. Zorionak!

Pruebas de funcionamento en la terraza del Edificio Orona Fundazioa