Prototipo de turbina Darrieus - Diseño y análisis del banco de prueba

Abstract

[ES] Cyklone Tidal es una compañía alemana que actualmente desarrolla turbinas que aprovechan la energía mareomotriz. Para poder vender su producto, deben obtener una certificación de ingenieros del estado alemán. Este proyecto desarrolla la solución adoptada por la compañía, que consiste en emplear una plataforma móvil situándola en una zona donde la corriente permite pasar con éxito la certificación. Antes del diseño de la plataforma, se realiza un análisis de la velocidad y dirección de la corriente, líneas de tránsito de barcos, en diferentes puntos del rio Elba. Usando Matlab se ha creado una aplicación para visualizar toda esta información, y se han seleccionado puntos potenciales. El siguiente paso es realizar los cálculos de todas las fuerzas que actúan sobre la plataforma, ya sea de la corriente o de las generadas por las aspas de la turbina. Al mismo tiempo, problemas como la cavitación y flotabilidad se estudian en detalle. Con estos resultados se procede a crear un modelo en 3D empleando Catia. Componentes en el mercado, que conforman la plataforma se seleccionan, en vez de crear unos nuevos. Esto es porque la economía es un factor de peso importante. Dado que la corriente puede alcanzar valores de 2 m/s, varios métodos de anclaje se presentan, junto con un estudio económico, pero sin elegir ningún en concreto. El último paso para obtener la certificación es transformar la energía mecánica en energía eléctrica en la forma de un generador que se acopla a la curva de potencia de la turbina.

[EN] Cyklone Tidal is a company based in Germany, that is currently developing tidal turbines. In order to be able to sell their product, they must be able to pass a certification from the German government. The way by which that will be achieved is gathered in this project. The solution adopted by the company is the use of a moveable platform in a flow stream good enough to pass the certification successfully. Prior to the design of the platform, an analysis of the flow speed and direction, shipping lines, ... at different points of the Elbe river is conducted. An application is created using Matlab software to visualize all the information mentioned before, and different test locations are marked. The next step is doing the calculations of all the forces acting on the platform, be it from the flow, or the forces generated by the blades. At the same time, problems such as cavitation and buoyancy are studied in detail. With these results a 3D model of the platform is developed using Catia software. Real world components such as ball bearing, shafts, engines, wires are selected, rather than creating them from scratch, this is because the economy of the project is an important factor. Given that flow in the locations can reach values of 2 m/s possible anchoring methods are developed, each of them presenting a business plan, but not selecting any specifically. The last step to obtain the certification is the power transformation from mechanical to electrical in the form of a generator that fits the power curve of the turbine.