ISSN: 2007-9753
Latindex Folio: 23614

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Análisis estructural de una pala de turbina eólica con implementación de la técnica de adaptabilidad aeroelástica en la piel de la pala

Tipo: Articulos de Divulgación
Autor: Espinoza-Hernández, J., Muñoz-Hernández, G., Manzo-Preciado, J.A., Santander-Bastida, F.J.
Fecha: 2022-03-01
Descripción: La técnica de Adaptabilidad Aeroelástica (AT) en palas de turbinas eólicas empleada como método de control pasivo, ha demostrado ser una técnica capaz de reducir las cargas que actúan en los componentes de la turbina. En el presente trabajo, se investigó en una pala de 60 m de longitud, cual es el ángulo de orientación de las fibras que mayor torsión genera en la punta y el comportamiento estructural de las palas con la implementación de la técnica de AT. Se empleó un diseño de experimentos de superficie de respuesta y se realizaron 13 configuraciones. Se analizaron las palas al agregar 1, 2 y 3 capas, con ángulos de orientación de fibras de 20°, 27.5° y 35°. El análisis estructural se llevó a cabo utilizando el software ANSYS® con cargas de operación de 12 m/s obtenidas mediante la teoría Blade Element Momentum (BEM). Se encontró que las palas con ángulos de orientación de fibra de 20° tienen un desplazamiento de punta menor que las de 35°. La torsión en la punta de la pala es dependiente de la cantidad de capas y el ángulo de la fibra, es máxima a ángulos de 26°, 24° y 23° cuando se agrega 1, 2 o 3 capas respectivamente. El Índice de Falla (IF) del criterio de máxima deformación muestra un incremento en todas las palas con la técnica de AT respecto a la convencional. El Factor de Carga (FC) de pandeo indica que las palas con la técnica de AT tienen valores superiores a la convencional y el peso de la pala incrementa por la cantidad de capas agregadas y no por el ángulo de orientación de las fibras. Palabras clave: Adaptabilidad aeroelástica, ANSYS-ACP, Comportamiento estructural, Energía eólica, Materiales compuestos.
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