Análisis computacional de una turbina hidrocinética de eje horizontal con y sin difusor

Las turbinas hidrocinéticas utilizan la energía contenida en el flujo de agua de mares, ríos, canales, entre otros, para generar energía eléctrica. La principal ventaja de estas turbinas es que no necesitan represas debido a que su funcionamiento es independiente de caídas o cabezas de agua, convirtiéndolas en una tecnología de bajo costo. Actualmente, los casos más exitosos de turbinas hidrocinéticas operativas se encuentran en Europa, no obstante Brasil viene marcando una gran tendencia en el estudio e implementación de las mismas. Este trabajo presenta el análisis computacional en modo transitorio de una turbina hidrocinética de eje horizontal realizado en el programa ANSYS CFX V16.2®. La turbina está constituida por tres álabes con perfil hidrodinámico NREL S822 y ángulo de ataque de 5°. También es analizado un difusor, generado a partir del mismo perfil hidrodinámico, con el fin de evaluar su efecto en el comportamiento de la turbina. Una velocidad de la corriente de agua de 1.5 m/s y una variación de la velocidad angular entre 0 y 300 RPM fueron utilizadas como condiciones de operación para la simulación. Como resultado se obtiene la potencia generada en función de la velocidad angular para ambos modelos. La mayor potencia generada por la turbina con y sin difusor fue de 879.7 W a 180 RPM y 845.9 W a 200 RPM, respectivamente, equivalente a un incremento del 3.84 %.