Chicamocha canyon wind energy potential and VAWT airfoil selection through CFD modeling



Título del documento: Chicamocha canyon wind energy potential and VAWT airfoil selection through CFD modeling
Revista: Revista Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia
Base de datos:
Número de sistema: 000563450
ISSN: 0120-6230
Autors: 1
1
Institucions: 1Universidad Industrial de Santander, Departamento de Ingeniería Mecánica, Bucaramanga, Santander. Colombia
Any:
Període: Ene-Mar
Número: 94
Paginació: 56-66
País: Colombia
Idioma: Inglés
Resumen en español El uso de turbinas eólicas de eje vertical (VAWT) en Colombia podría abordar las dificultades de distribución de energía ya que gran extensión del territorio no está conectado a la red eléctrica. La presente investigación determina experimentalmente la potencia eólica disponible en el sector rural conocido como “Cañón del Chicamocha” y selecciona el perfil aerodinámico para diseñar un aspa de una VAWT por medio de simulación 2D en CFD. Tomando las características del viento del sitio de interés, se determina el desempeño aerodinámico de los perfiles NACA0018 y DU06W200 mediante el cálculo de sus coeficientes de sustentación y arrastre usando OpenFOAM considerando el modelo de turbulencia "Spalart-Allmaras fv3". Esta investigación muestra viable el uso de la energía eólica en el Cañón del Chicamocha al determinar la potencia eólica promedio anual de 485 W/m 2 , además, sugiere construir los álabes de la turbina eólica usando el perfil aerodinámico DU06W200 al ser 14% más eficiente que el comercialmente usado NACA0018.
Resumen en inglés The use of vertical axis wind turbines (VAWT) in Colombia could tackle the energy distribution difficulties as large parts of the territory are not connected to the electrical grid. The present research experimentally determines the wind resource available of a rural place known as Chicamocha’s canyon and selects the airfoil for a VAWT blade through CFD modeling. By using the mean wind speed of the location, the performance of the NACA0018 and DU06W200 airfoils is evaluated in terms of the lift and drag coefficients through a 2D CFD modeling using OpenFOAM and the “Spalart-Allmaras fv3” turbulence model. It is found feasible the use of wind energy at the location where the mean year density power is 485 W/m 2 , and the DU06W200 airfoil is suggested for constructing the blades of a VAWT, as its aerodynamic efficiency (c l/c d) overcomes by 14% the commonly used NACA0018.
Paraules clau: Aerodinámica,
CFD,
Colombia,
Turbina,
Eólica
Keyword: Aerodynamics,
CFD,
Colombia,
Turbine,
Wind
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