Simulación de un Aerogenerador para Uso Doméstico en el Departamento del Cesar
Digital
- Autores:
-
Fábregas Peña, Adalis María
Márquez Ferreira, José Eduardo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad de Santander
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Santander
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.udes.edu.co:001/6631
- Acceso en línea:
- https://repositorio.udes.edu.co/handle/001/6631
- Palabra clave:
- Aerogenerador
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- openAccess
- License
- Derechos Reservados - Universidad de Santander Colombia, 2022
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Pérez Orozco, Adith Bismarck3bcd481a-9475-48c8-92c8-2ee68a7e266c-1Fábregas Peña, Adalis María3d11a603-9fad-4555-a9ec-3196e91a058d-1Márquez Ferreira, José Eduardodc94a8fd-9afe-40cd-b75a-1c0fc91f130b-12022-04-27T15:27:29Z2022-04-27T15:27:29Z2022-01-20DigitalEl presente proyecto tiene como objetivo principal simular un aerogenerador de uso doméstico para las zonas rurales de difícil acceso del Departamento del Cesar. Metodológicamente, el tipo de investigación es cuantitativa, con diseño pseudo-experimental, dado que para simular el prototipo es necesario iniciar por una etapa de análisis de las características de la fuente eólica en las zonas rurales de difícil acceso y a partir de los datos, proponer el diseño de la turbina. Luego, los investigadores proceden a complementar la información, profundizando sobre los tipos de aerogeneradores, los materiales más utilizados y la importancia del sistema de orientación, con el fin de seleccionar las propiedades adecuadas que permitan brindar eficiencia al modelo del aerogenerador de uso doméstico adecuado a las condiciones geográficas del Departamento del Cesar. Posteriormente, mediante el software SolidWorks, el proyecto desarrolla las etapas de diseño de las piezas y ensamble de estas; dando forma estructural al producto del aerogenerador y determinando la potencia eléctrica máxima posible a producir. Por último, la investigación emplea el programa de simulación ANSYS para ejecutar la evaluación de la viabilidad del prototipo diseñado mediante un análisis estructural de los materiales utilizados y un análisis de flujo del aire según las características eólicas identificadas en el Departamento del Cesar. De este modo, el presente proyecto ofrece una alternativa de solución ante la problemática de la generación de energía eléctrica que afecta a las zonas rurales aisladas del Departamento del Cesar, contribuyendo en la mejora de la calidad de vida de los habitantes, generando riquezas, empleos locales, y aportando al desarrollo sostenible de la sociedadThe main objective of this project is to simulate a wind turbine for domestic use in rural areas of difficult access in the Department of Cesar. Methodologically, the type of research is quantitative, with a pseudo-experimental design, given that to simulate the prototype it is necessary to begin by analyzing the characteristics of the wind source in rural areas of difficult access and based on the data, propose the design of the turbine. Then, the researchers proceed to complement the information, deepening on the types of wind turbines, the most used materials, and the importance of the orientation system, to select the appropriate properties that allow providing efficiency to the model of the wind turbine for domestic use suitable to the geographical conditions of the Department of Cesar. Subsequently, using SolidWorks software, the project develops the design stages of the parts and their assembly, giving structural shape to the wind turbine product and determining the maximum possible electrical power to be produced. Finally, the research uses the ANSYS simulation program to evaluate the viability of the designed prototype through a structural analysis of the materials used and an air flow analysis according to the wind characteristics identified in the Department of Cesar. Thus, this project offers an alternative solution to the problem of electric power generation that affects isolated rural areas of the Department of Cesar, contributing to the improvement of the quality of life of the inhabitants, generating wealth, local jobs, and contributing to the sustainable development of societyPregradoIngeniero(a) Industrial1 ed.Introducción .....................................................................18 1. El Problema de Investigación ............................................20 1.1 Planteamiento del Problema ...............................................20 1.1.1 Identificación del Problema .....................................................20 1.1.2 Descripción del Problema .....................................................20 1.2 Formulación del Problema ....................................................23 1.2.1 Sistematización del Problema .....................................................24 1.3 Objetivos de la Investigación .........................................................24 1.3.1 Objetivo General .....................................................................24 1.3.2 Objetivos Específicos .............................................................24 1.4 Justificación .............................................................................25 1.4.1 Teórico .....................................................................................29 1.4.2 Metodológico .............................................................................29 1.4.3 Social .....................................................................................30 1.4.4 Práctico .....................................................................................30 1.5 Delimitación de la Investigación .............................................31 1.5.1 Espacial .....................................................................................31 1.5.2 Temporal .............................................................................31 1.5.3 Teórica .....................................................................................31 1.5.4 Institucional .............................................................................31 2. Marco Teórico ............................................................................32 2.1 Antecedentes ...............................................................................32 2.2 Bases Teóricas ............................................................................37 2.2.1 Energía Eólica .......................................................................37 2.2.2 Aerogeneradores .....................................................................38 2.2.3 Tipos de Aerogeneradores .......................................................38 2.2.4 Energía Eólica en Colombia .............................................................40 2.3 Marco Conceptual ......................................................................41 2.3.1 Generación de la Energía Eólica ............................................41 2.3.2 Partes de un Aerogenerador ....................................................41 2.3.3 Condiciones del Viento en el Cesar ...................................44 2.4 Definición Nominal de la Variable ............................................46 2.4.1 Conversión de la Energía Eólica a Energía Eléctrica .............46 2.4.2 Cuadro de Operacionalización de Variables ..............................48 3. Metodología de la Investigación ......................................................50 3.1 Marco Metodológico de la Investigación .......................................50 3.1.1 Tipo de Investigación ...............................................................50 3.1.2 Diseño de la Investigación .......................................................50 3.1.3 Instrumentos de Recolección de Datos .....................................51 3.1.4 Técnica de Recolección de Datos ..................................................51 3.1.5 Análisis de Datos ............................................................................52 4. Resultados ...............................................................................................53 4.1 Análisis de las Características de la Fuente Eólica en el Departamento del Cesar. ........................................................................................................................53 4.2 Propuesta del Modelo de Aerogenerador de Uso Doméstico. .................60 4.2.1 Selección de Materiales .........................................................................60 4.2.2 Selección del Tipo de Aerogenerador .................................................61 4.2.3 Selección del Sistema de Orientación ..................................................62 4.3 Diseño de un Prototipo del Aerogenerador en el Software SolidWorks según el Modelo Propuesto. .........................................................................................62 4.3.1 Dimensiones de las Piezas .....................................................................62 4.3.2 Cálculo de la Potencia Eléctrica ...........................................................65 4.3.3 Cálculo de la Presión del Viento ................................................................65 4.3.4 Cálculo de la Velocidad de Giro del Rotor ..........................................66 4.3.5 Fuerza a la que está Sometida el Rotor .........................................68 4.3.6 Potencia Eléctrica Máxima .................................................................68 4.4 Evaluación de la Viabilidad del Prototipo mediante Simulación en el Software ANSYS. .........................................................................................................69 4.4.1 Análisis Estructural........................................................................... 69 4.4.2 Análisis de Flujo del Aire ....................................................77 Conclusiones .......................................................................................81 Recomendaciones ................................................................................83 Referencias bibliográficas .........................................................................84 Anexos .........................................................................................................8787 papplication/pdfT 15.22 F117shttps://repositorio.udes.edu.co/handle/001/6631spaUniversidad de SantanderFacultad de IngenieríaValledupar-ColombiaIngeniería IndustrialDerechos Reservados - Universidad de Santander Colombia, 2022info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Aerogeneradorenergía eólicasimulaciónprototipodepartamento del CesarWind turbine,wind energy,simulationprototype,department of CesarSimulación de un Aerogenerador para Uso Doméstico en el Departamento del CesarTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_71e4c1898caa6e32Todas las AudienciasAcciona. 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Barcelona: Marcombo.PublicationORIGINALSimulación_de_un_Aerogenerador_para_Uso_Doméstico_en_el_Departamento_del_Cesar.pdfSimulación_de_un_Aerogenerador_para_Uso_Doméstico_en_el_Departamento_del_Cesar.pdfDocumento Principalapplication/pdf2009187https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/53782f92-c979-4972-9088-a11485ee961e/download167f2d6778277414b065d3fdc9e736ccMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-859https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/69823a98-ac54-4053-a3c2-fb0037a7b914/download38d94cf55aa1bf2dac1a736ac45c881cMD52TEXTSimulación_de_un_Aerogenerador_para_Uso_Doméstico_en_el_Departamento_del_Cesar.pdf.txtSimulación_de_un_Aerogenerador_para_Uso_Doméstico_en_el_Departamento_del_Cesar.pdf.txtExtracted texttext/plain100452https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/24c70e6e-da0a-45a6-9505-2ff2ea1868ac/download819e69ab243689866fcd0c9ec28058daMD53THUMBNAILSimulación_de_un_Aerogenerador_para_Uso_Doméstico_en_el_Departamento_del_Cesar.pdf.jpgSimulación_de_un_Aerogenerador_para_Uso_Doméstico_en_el_Departamento_del_Cesar.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5757https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/12e9ed46-bf71-4e1c-ba94-a98d80c49f36/download3c3b0dd99032a1ed7e1633167124e90aMD54001/6631oai:repositorio.udes.edu.co:001/66312022-10-25 11:09:15.167https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Derechos Reservados - Universidad de Santander Colombia, 2022https://repositorio.udes.edu.coRepositorio Universidad de Santandersoporte@metabiblioteca.comTGljZW5jaWEgZGUgUHVibGljYWNpw7NuIFVERVMKRGlyZWN0cmljZXMgZGUgVVNPIHkgQUNDRVNPCgo= |