Desarrollo de un aerogenerado para su aplicación en agricultura protegida.

Abstract

La agricultura protegida y periurbana, han tenido un crecimiento en los últimos años, lo que se ha reflejado en un aumento en la demanda energética. La mayor parte de la energía utilizada es de tipo eléctrica y actualmente, esta se obtiene de la explotación de recursos fósiles, que además de ser finitos, contribuyen al calentamiento global. Una alternativa de solución, son las energías renovables dentro de las cuales la energía eólica ha tenido gran desarrollo a nivel mundial. El objetivo de este proyecto ha sido desarrollar un prototipo de turbina eólica de 100 cm de diámetro, dados los recursos disponibles, que permita aprovechar la energía del viento y transformarla en energía eléctrica, para ser utilizada para actividades referentes a este sector de la agricultura. Para ello se seleccionó un álabe con torsión y cuya sección transversal corresponde al NACA4412 (García y Hernández, 2009); se fabricó con una impresora 3D tipo delta y se replicó en resina PP250 reforzada con fibra de vidrio. Se desarrollaron el buje, cono frontal y elementos de sujeción necesarios para su ensamble y finalmente se construyó. Paralelamente, se caracterizó el recurso eólico en la estación meteorológica del Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo a una altura de 15 metros sobre el nivel del suelo, altura a la que se proponía colocar la turbina obtenida. Por problemas técnicos, la caracterización de viento se realizó únicamente para el periodo de marzo a julio de 2018. Finalmente, con los valores de velocidad de viento obtenidos se estimó la densidad de potencia del lugar, que según la clasificación de Li (2016) es “pobre”. De acuerdo con los cálculos, la energía que pudiera extraer la turbina alcanzaría a cubrir el 2.5% de las necesidades de un hogar de “clase media” o el 37% de un invernadero “típico” de agricultura periurbana y que para aumentar ese porcentaje energético se tendría que desarrollar una turbina de mayor tamaño y a mayor altura de ubicación, siguiendo la misma metodología aquí descrita. _______________ DEVELOPMENT OF A WIND TURBINE FOR ITS APPLICATION IN PROTECTED AGRICULTURE. ABSTRACT: Protected and peri-urban agricultura, has grown in recent years, which has been reflected in an increase in energy demand. Most of the energy used is of an electrical type and currently, this is obtained from the exploitation of fossil resources, which besides being finite, contribute to global warming. An alternative solution, are the renewable energies within which the wind energy has had great development worldwide. The objective of this project has been to develop a wind turbine prototype with a diameter of 100 cm, given the available resources, which allow the use of wind energy and transform it into electrical energy, to be used for activities related to this sector of agriculture. For this, a blade with torsion was selected and its cross section corresponds to NACA4412 (García and Hernández, 2009); it was made with a delta type 3D printer and it was replicated in PP250 resin reinforced with glass fiber. The hub, front cone and fastening elements necessary for its assembly were developed and finally it was built. At the same time, the wind resource in the meteorological station of the Postgraduate School, Campus Montecillo, was characterized at a height of 15 meters above ground level, at which height it was proposed to place the turbine obtained. Due to technical problems, the wind characterization was carried out only for the period from March to July 2018. Finally, with the wind speed values obtained, the power density of the place was estimated, which according to the classification of Li (2016) is "poor". According to the calculations, the energy that the turbine could extract would cover 2.5% of the needs of a "middle class" household or 37% of a "typical" greenhouse of peri-urban agriculture and that to increase that energy percentage a larger turbine would have to be developed at a higher location, following the same methodology described here.