Cada turbina tiene una eficiencia diferente. Ese es su coeficiente de potencia. Las turbinas eólicas horizontales tienen un gran coeficiente de potencia que las turbinas de eje vertical. La cantidad de extracción de energía es más en eje horizontal que en eje vertical. Para obtener la máxima eficiencia, necesitamos optimizar los parámetros de diseño, como la longitud de la cuerda, la relación de aspecto, la altura y el diámetro de la turbina. Puede optimizar el parámetro haciendo encuestas bibliográficas y simulando con fluidez ansys para diferentes especificaciones, como diferentes longitudes, alturas y diámetros de acordes. La simulación revelará la máxima eficiencia para una especificación de turbina específica. Las turbinas de 3 palas tienen más eficiencia que las turbinas de 2 palas. Mantener un área de barrido grande maximiza la eficiencia. Las palas de aleación de aluminio tienen más eficiencia que las palas de FRP. Espero que esto ayude poco.
¿Cómo podemos obtener la máxima eficiencia de una turbina eólica?
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Todas las ineficiencias de las turbinas eólicas actuales están relacionadas con la masa y la fricción. Cuanto más podamos hacer para reducir uno (o ambos) de estos, más eficiente será el sistema.
Una mejora que aumentará la eficiencia es la aplicación de la tecnología superconductora de alta temperatura (HTS). Un generador HTS proporcionaría una salida de potencia mucho mayor por libra de masa. Posiblemente, un generador de imanes permanentes de 3 MW podría reemplazarse por un generador HTS de 7-10 MW con aproximadamente el mismo peso. Ha habido intentos de construir un generador HTS para turbinas eólicas, pero el acoplamiento rotacional para el refrigerante sigue siendo problemático.
Los cables HTS son más prometedores. Al utilizar cables HTS desde el generador hasta el punto de conexión común, se eliminaría la pérdida de línea (una ineficiencia de hasta el 40%). Los cables HTS están disponibles comercialmente y son perfectamente viables. Actualmente están en la hoja de ruta para parques eólicos alrededor de 2021.
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