Modelo matemático para el diseño aerodinámico de los álabes de una turbina eólica de eje horizontal (TEEH); Mathematical Model for Blades Aerodynamic Design of a Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT)

Resumen

El objetivo de esta investigación es elaborar un modelo matemático para el diseño aerodinámico de las palas de una turbina eólica de eje horizontal en forma rápida y confiable que facilite a construcción y comportamiento bajo diferentes condiciones. Este resultado se obtuvo por el método inductivo y deductivo partiendo de las teorías aerodinámicas de Glauert y otros introduciéndole modificaciones. Igualmente el desarrollo del modelo fue programado en una hoja de cálculo que permitió calcular el radio R del rotor, la distribución de la cuerda c(r) y la variación del ángulo de torsión
Ө(r) de forma automática. El desarrollo del modelo está estructurado de acuerdo a las siguientes etapas: identificación y definición, conceptualización, formulación e implementación y finalmente la validación del modelo. La validación del modelo fue hecha comparando la geometría de la pala y la potencia generada por el rotor con una familia de palas de
fabricantes europeos.

The research purpose is elaborate a mathematical model for blade aerodynamic designing of horizontal axis wind turbine in fast and reliable way to facilitate the construction and performance evaluation under different operational conditions. To reach the theoretical and empirical approach it was used induction and deduction method starting from aerodynamic theories of Glauert and other researchers, in which necessary modifications were introduced. Also, the development of the model was programmed in aspreadsheet which allows to calcula table de radio R, the distribution of chord c (r), and the variation of twist angle or pitch Ө (r) in automatic way. The development of the model was structured according to the following stages: identification and definition, conceptualization, formulation
andimplementation and finally the validation of the model. The model validation was made comparing the blade geometry and generated power by the rotor with a blade family of European manufacturers.