Construcción de un módulo para estudios de energía eólica con tecnología de eje vertical para el laboratorio de energías renovables

Abstract

Esta investigación tiene como objetivo diseñar e implementar un módulo didáctico para estudios de energía eólica basado en tecnología de eje vertical, destinado al Laboratorio de Energías Renovables de la Universidad Técnica del Norte. El módulo se centra en un túnel de viento construido para evaluar experimentalmente una turbina eólica Savonius de eje vertical. Se realizó el diseño del prototipo en el software SolidWorks para posteriormente ser fabricado mediante impresión 3D y finalmente se integra un sistema para la adquisición, procesamiento y análisis de datos en tiempo real. Para caracterizar el recurso eólico, se emplea la distribución de Weibull mediante tres enfoques de estimación más importantes: máxima verosimilitud, mínimos cuadrados y el método gráfico, estos procedimientos permiten determinar los parámetros de escala y forma necesarios para correlacionar las observaciones experimentales con las condiciones de velocidad de viento dentro del túnel. Con base en estas condiciones se evalúa el rendimiento del prototipo mediante la obtención curvas de potencia representativas y validando el diseño propuesto. Los resultados evidencian que el aerogenerador de eje vertical tipo Savonius, presentan un desempeño propicio en escenarios de baja velocidad de viento que los convierte en alternativas viables para entornos rurales con recurso eólico limitado. La implementación de este módulo va a fortalecer la formación académica y práctica de los estudiantes, consolidando al laboratorio como un espacio de experimentación en energías renovables.