Blog enfocado al diseño de un aerogenerador de pequeña potencia para el curso "Diseño mecánico I" I-2010

miércoles, 26 de mayo de 2010

Diseño de la Hélice

La hélice en un aerogenerador es la encargada de extraer energía al viento, por lo tanto es clave elegir o diseñar una acorde nuestras necesidades.

Debemos poner especial atención en la cantidad de aspas y el paso de la hélice, así podemos tener diferentes combinaciones de fuerza y potencia

La velocidad angular (w) de la hélice obviamente es constante pero no así la tangencial (Vt)

En esta imagen se puede observar como la distribución de velocidad a lo largo de la hélice varía según la posición.

Es decir en los extremos la velocidad es mayor que en el centro, esto se debe a que la punta del dispositivo recorre una mayor distanciar en la misma cantidad de tiempo que el resto de la hélice.

Ahora, la energía que podemos extraer de la hélice depende del paso de este misma y dado que la velocidad de cada sección es diferente, debemos variar el paso de forma tal de hacer trabajar cada sección de la hélice de la forma mas eficiente posible. Además de solicitar cada sección de la misma manera y rotarla en equilibrio.
En esta figura es posible apreciar como varía el paso de la hélice según el radio.

Ademas cada aspa que se agrega tiene eficiencia decreciente pero positiva, es decir en terminos aerodinámicos es conveniente poner tantas aspas como sea posible, pero también se le agrega peso al sistema.

Es necesario también escoger un paso de hélice tal que nos entregue las rpm deseadas según la velocidad del viento, de esta forma estaremos sobre un intervalo eficiente dentro de la curva de potencia-torque. Para bajas velocidades necesitamos una hélice de bajo paso y viceversa.

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