2.6. Geometria Del Aspa

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO Instituto Tecnológico de Tláhuac III

2.6. GEOMETRÍA DEL ASPA Carrera: Ing. En Energías Renovables Materia: Energía Eólica.

Alumna: Robles Sibaja Alondra Sofía

GEOMETRÍA 

  El comportamiento aerodinámico de los rotores de aeroturbinas depende en gran medida de la geometría de la pala, que se define indicando la distribución de cuerdas, ángulos de torsión, espesores relativos y tipos de perfil a lo largo de su radio. Además, por la geometría de perfiles adoptada, se define también una distribución de grosores de material. Partiendo de esta información algunos parámetros que caracterizan de forma sencilla la forma geométrica de las palas son:

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Solidez: Es la relación, expresada en %, entre la superficie en planta de las palas con respecto al área barrida por el rotor al que pertenece. Relación de aspecto: Cociente entre el radio de la pala al cuadrado y la superficie en planta de la pala. Relación de cuerdas: Cociente entre la cuerda en la punta y la cuerda en la raíz. Espesor relativo: Cociente entre el espesor del perfil respecto a la cuerda. Este parámetro se suele indicar para un radio determinado (por ejemplo r/R=0.7).

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Para tener un orden de magnitud, en la siguiente tabla tabla se presentan los valores de los parámetros anteriores para cuatro palas comerciales de diferente radio.

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 La relación de aspecto de las palas de turbinas eólicas suele ser  bastante elevada (ver tabla 2.1) con relación a los diseños de alas de avión. Este diseño de palas con relaciones de aspecto elevadas (palas muy esbeltas) da lugar a una distribución de espesores relativos que puede llegar incluso a no cumplir los requisitos estructurales. Los espesores relativos son más reducidos en la zona de la punta de la pala (12-15 %) y se acercan más al diseñ dis eño o óp óptitimo mo ae aero rodi diná námi mico co.. Po Porr el co cont ntra raririo, o, lo loss es espes pesor ores es relativos aumentan en la zona cercana a la raíz. La prioridad de diseño en esta zona es aportar rigidez estructural a la pala, aunque la distribución de espesores no sea la más adecuada desde un punto de vista aerodinámico.

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 La distribución de cuerdas y del ángulo de torsión depende en gran medida de las preferencias que el diseñador establezca en las actuaciones de la aeroturbina. Así por ejemplo, palas con una un a re rela laci ción ón de cu cuer erda dass ma mayo yor, r, es esto to es co con n lo long ngit itud udes es de cuerda mayores en la punta, mejora el coeficiente de potencia a carga parcial y aumenta el par de arranque. Sin embargo, este es te di dise seño ño pen penal aliz iza a el fu func ncio iona nami mien ento to ae aero rodi diná námi mico co de la turbina a plena carga. Se han propuesto diseños con alerones en la punta para favorecer estos aspectos, Figura 2.16, sin embargo no han sido muy efectivos.

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 La forma geométrica de la punta de la pala es otro aspecto que se debe consid considerar erar en el diseño aerodinámico aerodinámico ya que influye influye en la potencia generada de la turbina y en la emisión de ruido acústico. En la Figura 2.16 se muestran diferentes configuraciones de la punta de pala utilizadas en el diseño de rotores eólicos.

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 Los parámetros indicados anteriormente, se pueden considerar  como una información resumida de la geometría de la pala. Sin emba em barg rgo, o, la lass es espe peci cififica caci cion ones es té técn cnic icas as de un una a pa pala la deb deben en incluir al menos: distribución de cuerdas, ángulo de torsión, tipo de perfil y espesor relativo a lo largo de toda la envergadura de la pala. En la Figura 2.17 se indican estos parámetros para una pala comercial

Bibliografía 

Jose-Félix Funes Ruiz. ANÁLISIS SIMPLIFICADO DE LA RESPUESTA ESTRUCTURAL DE UNA PALA DE AEROGENERADOR. JULIO 2009.