1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
2. Tesis de Posgrado
3. Morelos
4. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
5. Tesis CENIDET
6. Tesis de Maestría
7. Tesis de Maestría en Ingeniería Mecánica

Title:	Estudio Aeroelástico de una erogenerador de baja potencia
Authors:	Martinez Cordoba, Angel Isai
metadata.dc.subject.other:	Aeroelástico, aerogenerador, ventosa
Issue Date:	2024-10-25
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Description:	Se evaluó el impacto del comportamiento del viento en las aspas de un aerogenerador de baja potencia, con respecto los esfuerzos máximos/mínimos y de fatiga. Para ello, se comenzó con un análisis de datos de velocidad de viento. Se analizó una serie temporal con las siguientes características: se utilizó una base de datos medidos de la región del Istmo de Tehuantepec, donde se utilizaron dos anemómetros ultrasónicos 3D, los datos se midieron y registraron a una frecuencia de 1 Hz para caracterizar el viento, desde septiembre de 2017 hasta julio de 2018. Obteniendo, las principales medidas estadísticas como velocidad del viento, desviación estándar, intensidad de turbulencia, velocidad máxima y mínima. La principal aportación de este análisis de datos es obtener el impacto de la intensidad de turbulencia en la estructura de las turbinas eólicas. A partir de este análisis, se construyó un histograma de frecuencias de velocidad de viento, para de esta manera ajustar el histograma a la función de densidad de probabilidad Weibull, donde Jaramillo establece que en esta región el comportamiento del viento es atípico y considera que se debe ajustar con una Weibull bimodal. Para este análisis, se realizó el diseño aerodinámico con base a la metodología de D. Wood. Donde, se utilizó la teoría del rotor optimo, utilizando el per l propuesto por literatura NACA 4412, comportándose con un coe ciente de sustentación alto a un número de Reynolds de 42000, que permitió extraer toda la energía cinética posible. El rotor se diseñó para optimizar la extracción de energía de 400 W, tomando en cuenta que el aspa tiene un acabado perfecto y se desprecian las rugosidades. Se realizó el estudio aeroelástico de las palas de un aerogenerador, dicho estudio se concentró en analizar la interacción uido estructura sobre la pala de un aerogenerador. Este análisis se desarrolló mediante simulación numérica, con el módulo FAST, para así calcular las fuerzas y momentos de operación. Los resultados obtenidos en el software FAST fueron importados a ANSYS Student, con ello se realizó un análisis de fatiga y esfuerzo máximo, considerando el aspa sólida con material de bra de vidrio. Además, se evaluó con base a los modelos matemáticos propuestos por la norma IEC-61400-2 requisitos de diseño, para la determinación de las cargas que actúan en las aspas de un aerogenerador. Se evaluó el caso de carga operación normal, siendo el único caso que está expuesto a fatiga y esfuerzos últimos. Una vez obtenidas las cargas aerodinámicas sobre el rotor del aerogenerador, se realizó el análisis simpli cado de fatiga, mediante la teoría de Palmgren-Miner, para realizar el estudio de fatiga de un aspa del aerogenerador, se contemplo el análisis de datos que permitió que se realizará un análisis de fatiga y esfuerzos máximos con datos de velocidad del viento medidos experimentalmente, adicionar que en esta zona se contempla un Weibull bimodal y se utilizó el planteamiento para de esta manera evaluar fatiga con Weibull modal y bimodal. Los resultados mostraron que el patrón del viento bimodal en la región del Istmo de Tehuantepec, si bien no afecta en el sector energético, pero en términos de fatiga presenta una agresividad en las aspas cuanti cada donde, para términos de Weibull modal presenta un daño del 20 % y en Weibull bimodal el 40 %.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
Appears in Collections:	Tesis de Maestría en Ingeniería Mecánica

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