DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, Y PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE ENSAYOS DE TURBINAS EÓLICAS DE BAJA POTENCIA

En el siguiente trabajo consiste en diseñar, construir e implementar un sistema de ensayos paraturbinas eólicas de pequeña potencia, realizando una prueba de funcionamiento con una turbinaexperimental. El sistema trabaja con un ventilador de 5 kW, al que se le puede variar su velocidad derotación mediante un variador de frecuencia, lo que permite regular la velocidad de rotación delventilador a elección, el cual canaliza el flujo de aire a través de un ducto hacia el centro delaerogenerador, que está sujeto a un soporte.El diseño realizado se basó en las distintas configuraciones para alcanzar la alternativa óptima detrabajo, intentando alcanzar una velocidad de salida del ducto de al menos 25 m/s, para lograr unamplio rango para la evaluación de aerogeneradores. Esto se logró con justificaciones de cálculo queindican teóricamente la velocidad de salida del ducto. En cambio, para el diseño del soporte delaerogenerador fue necesario un análisis de esfuerzo para sobredimensionar la estructura, de manerade que sea capaz de soportar distintos tipos de aerogeneradores de pequeña potencia.Posterior al diseño, se realizaron mediciones para estudiar el comportamiento del aerogenerador ensus distintos parámetros característicos, obteniendo curvas características que indicaron la similitudcon el fabricante, y adicionalmente establecer el punto de mayor rendimiento al conseguir eldesempeño en función de su coeficiente de potencia en sus diferentes variables. Entre lasconclusiones, se concluyó que el aerogenerador utilizado solo genera energía de manera eficiente conla totalidad de sus aspas.Las mediciones de evaluación fueron realizadas por instrumentación manejada por humanos y no porsensores. Esto repercute en la exactitud de la experiencia. Sin embargo, en el trabajo se recomienday definen los equipos y sensores, junto con la configuración del PLC puesto a disposición, para queen un futuro se pueda automatizar el sistema con el fin de tener un sistema de adquisición de datosde mayor eficiencia mediante el control del aerogenerador según se desee, con el fin de estudiar laaerodinámica del viento alrededor del aerogenerador y otras tecnologías eólicas.
 In the following work consist to design, build and implement a testing system for small power windturbines, performing a test run with an experimental turbine. The system works with a fan of 5 kWthat can change their rotational speed by a frequency converter, which allows adjusting the rotationalspeed of the fan as desired, and direct the airflow through a pipeline to the center of the wind turbine,that is attached to a support.The design was performed based on different configurations to achieve an optimal alternative worktrying to reach a speed at the outlet of the duct at least 25 m/s, so can obtain a wide range for windturbines evaluation. This was achieved with calculation theoretically justified, that indicate the outputspeed in the duct. Instead, for the design of the wind turbine support was necessary to perform a stressanalysis to overstate the structure so that is able to hold different types of small wind turbines.Post design, measurements were performed to study the behavior of the wind turbine at differentcharacteristic parameters, getting characteristic curves that indicated the similarity with themanufacturer, and additionally establish the most efficient point, to achieve the performance basedon the power coefficient at their different variables. Among the findings, it was concluded that thewind turbine only generates energy in efficient way using all of their blades.Evaluation measurements were performed with instrumentation used by humans and not sensors. Thiscould affects the accuracy of the experience. However, in this paper recommends and define theequipment and sensors, by using the PLC Setup made available, so in a future can automate thesystem by having a data acquisition system more efficient that control the wind turbine as desired, inorder to study the aerodynamics around of the wind turbine and other wind technologies.