MEXICO

Investigadores mexicanos desarrollan novedoso aerogenerador para aprovechar viento de entrada y salida

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1 mayo, 2018

Su potencia es de 800 W a 12-15 m/s, con un costo equivalente de energía de 0.73 pesos kilowatts-hora y una vida útil de 30 años; convirtiéndolo en una alternativa energética ecológica

La energía eólica es una fuente limpia y renovable que en las últimas décadas ha tenido un desarrollo creciente alrededor del mundo, con cifras que llegan a los 360 GW instalado, lo que representa el 5 por ciento del consumo de energía a nivel internacional.

En ese sentido, México cuenta con 11 mil kilómetros de litorales donde el viento con sus variaciones estacionales y ubicación geográfica podría tener una aportación energética importante.

Tomando en cuenta ese potencial, a partir de 2013 el Grupo de Aplicaciones Solares de la Sección del Estado Sólido del Departamento de Ingeniería Eléctrica del Cinvestav, en colaboración con el Laboratorio de Ingeniería Térmica e Hidráulica (Labinthap) del IPN, desarrolló un prototipo de aerogenerador de doble paletas/rodete contra giratoria.

“El concepto de aerogenerador utiliza un doble juego de motores generadores, con la finalidad de aprovechar el viento de frente (conocido en navegación marítima como barlovento o en el campo eólico como “up-wind”), o bien el de salida (sotavento o “down-wind”)”, explicó José Antonio Urbano Castelán, miembro del equipo de investigación.

En el “up-wind” o “down-wind” siempre queda un aire residual de alto valor energético, por ello lo novedoso del prototipo se concentró en utilizar ambas energías, mediante un sistema de engranes diferenciales (como el utilizado en los diferenciales automotrices) para trasmitir los dos movimientos a un solo motor/generador, colocando las paletas en escalera o tándem.

“La potencia de viento que se desea aprovechar es de alrededor de 1 kW; para aplicarse en zonas habitacionales rurales, costeras, de montaña y también para zonas urbanas que integren un sistema híbrido, con celdas fotovoltaicas y aerogenerador operando como mancuerna día-sol, noche-viento”, explicó Urbano Castelán.

El prototipo fue probado en el Labinthab, donde se utilizó el desfogue del túnel de viento, ya que sus dimensiones se ajustaron al diámetro de las paletas (rodete) del generador eólico, con estas pruebas se hicieron correcciones en el desfogue del túnel, con una reubicación de tubos difusores para tener una uniformidad del caudal de viento.

Después se procedió a la caracterización y determinación de ganancia en potencia eléctrica del prototipo, movido por el viento de entrada “barlovento” (up-wind) y de salida “sotavento” (down-wind); se dispuso un motor generador eléctrico y se ubicó el lugar óptimo del equipo, según las mediciones del sitio.

El aerogenerador de doble rodete contragiratorio tiene capacidad de 800 W a 12-15 m/s, con un costo equivalente de energía de 0.73 pesos kilowatts-hora y una vida útil de 30 años, en la que podría generar hasta 43,800 kilowatts-hora.

De acuerdo con estimaciones de los desarrolladores, el tiempo de recuperación de inversión respecto al costo de la energía en México sin subsidios de 3.9 $/kW-h sería de 5.7 años; pero lo más importante es que evitaría la emisión de 19.9 toneladas de bióxido de carbono a la atmósfera.

El desarrollo tecnológico cumplió con los objetivos y metas iniciales, al obtener un incremento del 100 por ciento de energía respecto a un solo rodete tradicional, porque se diseñaron rodetes/paletas con ángulo de ataque modificados; para futuras aplicaciones, se pueden diseñar paletas acordes a las velocidades de viento locales, para cumplir con la característica de doble rodamiento en una misma máquina generadora de electricidad, sostuvo el investigador. (CINVESTAV)