Ingeniería

Nuevo diseño de aspa de turbina eólica

(NC&T) Denominada "STAR", el aspa, desarrollada por investigadores de los Laboratorios Nacionales de Sandia (SNL), asociados con la empresa Knight & Carver de San Diego, cuenta como rasgo más distintivo con una punta suavemente curvada, que al contrario de la inmensa mayoría de aspas actualmente en uso, está diseñada especialmente para las regiones con bajas velocidades de viento. Los lugares que son el objetivo de este desarrollo técnico tienen velocidades eólicas anuales de 5,8 metros por segundo de promedio, medidas a una altura de 10 metros. Tales sitios son abundantes en EE.UU. y otros países, y su aprovechamiento aumentaría, en el caso de EE.UU., en 20 veces el área de tierra disponible que puede utilizarse de modo económicamente viable para generar energía eléctrica eólica.

Hecha de fibra de vidrio y resina epoxi, y con un tamaño de 27,1 metros (casi tres metros más larga que el dispositivo al que reemplazará), el aspa mejora la captura de energía con velocidades más bajas del viento. En lugar de la forma lineal tradicional, la nueva aspa ofrece una curvatura hacia el borde de salida que le permite reaccionar ante las ráfagas turbulentas de un modo que disminuyan sobre ella las cargas de fatiga.

Este diseño permite a la aspa torcerse más que en los diseños tradicionales, aliviando así algunos de los efectos que los vientos racheados tienen sobre la vida útil del aspa. Esto permite a los ingenieros incrementar su longitud para el mismo rotor, lo que aumenta en un 5 ó 10 por ciento la captura de energía, manteniendo la misma vida útil esperada.

La primera aspa STAR ya se ha probado en las instalaciones de la Knight & Carver en San Diego, para determinar su comportamiento estructural sometida a cargas estáticas. Estos datos se compararán con las simulaciones realizadas sobre el diseño, para determinar cuán bien funciona el nuevo concepto. Se fabricarán cuatro aspas adicionales antes del verano, tres de las cuales se probarán en una turbina eólica en Iowa.

Aspa de turbina eólica
Pruebas de resistencia de carga sobre el aspa. (Foto: Sandia Labs.)
Otros miembros del equipo de diseño son la Universidad de California en Davis; y las empresas Dynamic Design de Davis, California; MDZ Consulting, de Clear Lake Shores, Texas; y la NSE Composites de Seattle, Washington.


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