Simulación de una turbina Savonius implementando las herramientas de CFD para la producción de energía en ríos.
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Date
2023-11-01
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Las energías renovables se han convertido en un tema de suma importancia para la ingeniería moderna, el avance mundial que busca reducir la huella de carbono en el planeta es prueba de ello, así mismo, Colombia está comprometido con la transición hacia las energías renovables aprovechando los recursos disponibles, como lo es el potencial hidrológico del país. En este campo se encuentra una población de especial interés para las pruebas piloto de estos proyectos: las zonas no interconectadas de Colombia, estas poblaciones de difícil acceso, en muchos casos, tienen disponibilidad de recursos hídricos que pueden ser aprovechados para cumplir sus necesidades, por ello, se plantea el uso de turbinas hidro cinemáticas en un río. Este tipo de turbinas tienen una gran variedad, entre estas llaman la atención las turbinas Savonius por su buen funcionamiento en bajos caudales y capacidad de arranque. Lo anterior motiva la presente investigación en la que se simuló una turbina Savonius en una velocidad de 1m/s, utilizando el programa ANSYS Student 2022, utilizando una estructura bidimensional en un flujo transitorio, utilizando el modelo de turbulencia Shear Stress Transport (SST) K-ω, contrastándolo con valores experimentales para una configuración similar. Finalmente se estableció que bajo estas condiciones el punto de funcionamiento óptimo es en una Razón de Velocidad de Punta (TSR por sus siglas en inglés) de 0.9 con una potencia de 5.6 Watts, que puede generar un total de 4.0248 𝑘𝑊ℎ en un mes, concluyendo que 133 turbinas suplen el 100% de la energía suministrada para 121 habitantes en la localidad de Alto Estero, Maguí Payán, Nariño.
Description
Keywords
Dinámica de fluidos computacional, Cfd, Turbinas hidrocinéticas, Energía hidrocinética