Perfil de pala de turbina eólica de eje vertical de diseño bioinspiradoestudio comparativo y optimización mdediante modelo CFD parametrizado

Resumen

Con el objeto de mejorar la eficiencia de una turbina eólica de eje vertical tipo Savonius, en el presente trabajo se propone el uso de un perfil de pala de diseño bioinspirado basado en la espiral de Fibonacci: forma presente en numerosas ocasiones en la naturaleza. A partir de dicha geometría, se ha investigado el incremento de la eficiencia de la turbina por medio de sucesivos estudios comparativos, en los cuales se modifican parámetros geométricos que afectan a su eficiencia y se determina el valor óptimo para cada uno de ellos. Para ello han sido efectuados estudios por medio de modelos CFD 3D y ensayos en túnel de viento. Para una mejor gestión del proceso CFD, se ha parametrizado el modelo 3D y la estructura del estudio consiguiendo reducir los tiempos de elaboración y cálculo. Con el fin de validar la predicción del modelo CFD han sido construidos varios modelos de turbina con impresión 3D y se han ensayado en túnel de viento bajo iguales condiciones, confirmando así la superioridad de la nueva geometría. Los resultados obtenidos apuntan a que con el uso del perfil de pala Fibonacci el rendimiento se incrementa entorno a un 15% frente al perfil semicircular.