AdaptFoil3D II

Comunicaciones en congresos

• “Along-the-path exponential integration for Floquet stability analysis of wind turbines” en el congreso internacional bienial TORQUE, celebrado el 1-3 junio en la universidad TU Delft (Paises Bajos). Así mismo, el artículo correspondiente será publicado como acta de congreso en Journal of Physics: Conference Series.

 

El objetivo del proyecto AdaptFoil3D II es proveer a la industria de herramientas de simulación aerodinámica de alta fidelidad y reducido coste computacional.
 
La aerodinámica de un aerogenerador es un elemento clave en la producción de energía de los aerogeneradores. Desde el comienzo de la industria eólica, las teorías utilizadas para el diseño y estimación de energía de los aerogeneradores se han basado en sencillas teorías aerodinámicas provenientes de la industria aeronáutica, junto con algunas correcciones experimentales para tener en cuenta efectos complejos, y que no están bien descritos por la teoría BEM. Así, efectos locales en raíz de pala, punta de pala o situaciones en las que la pala del aerogenerador sufre un viento alejado de la posición normal de operación no son bien representadas por las teorías y formulaciones que se están realizando en la actualidad, pues se basan al 100% en observaciones experimentales. Así las herramientas tradicionales son muy rápidas, pero para algunas situaciones de viento compleja, estas soluciones son poco acertadas o claramente erróneas.
 
Estas teorías basadas fundamentalmente en la experimentación, están contrastadas frente a cálculos CFD muy complejos, y tiempos de computación que las hacen inviables para su uso de forma extensiva. Por eso CENER ha desarrollado un módulo aerodinámico llamado AEROWIN que es capaz de integrarse en cualquier software de simulación aeroelástica, como los que se usan en la actualidad. AEROWIN es capaz de realizar con la misma precisión simulaciones como las que se puedan hacer de forma fiable con la teoría BEM, pero también para situaciones complejas, alejadas de situaciones nominales que los modelos BEM no representa correctamente. Además, el coste computaciones de AEROWIN es comedido, pudiéndose correr en un simple PC de mesa en un tiempo ajustado a las necesidades de la industria que requieren de lanzamientos masivos de cargas.
 
Pero AEROWIN no sólo es capaz de resolver adecuadamente problemas como grandes desalineaciones entre el viento y la pala del aerogenerador. AEROWIN, al contrario que todos los código BEM, también es capaz de capturar un hecho que no es posible con la teoría BEM y que es crucial para los grandes aerogeneradores del futuro. Los grandes rotores que se están diseñando, muy por encima de los 200m, son estructuras muy flexibles, capaces de flectar 10 ó 15 metros mientas están rotando. Esto quiere decir que en un giro de rotor, podemos encontrarnos que la pala se puede acercar o alejar de la torre. Eso quiere decir que en estos casos, el rotor entra en contacto con su propia estela, provocando un hecho físico que antes no era tan importante ni frecuencte, con palas de 40 metros y rígidas. Este hecho físico es todavía más claro en los futuros aerogeneradores flotantes, soportados por flotadores, que estarán sufriendo movimientos constantes adelante y atrás. Pues bien, AEROWIN es capaz de capturar este efecto porque AEROWIN es capaz de calcular la estela que produce un aerogenerador, y por tanto es capaz de tener en cuenta ésta en el cálculo de las fuerzas aerodinámicas que genera un aerogenerador.
 
AEROWIN está siendo objeto de varias publicaciones por parte de CENER para darlo a conocer, alguna de las cuales ha provocado mucho interés en la industria y CENER está ahora mismo trabajando para la integración de AEROWIN en una herramienta comercial extendida en el sector de la energía eólica.