EXPERIENCIA EN DISEÑO Y MANUFACTURA DE AEROGENERADORES DE PEQUEÑA ESCALA Ing. Mecánico: César Fernando Pinedo Luján

Contenidos de experiencias  Diseño de Alabes.  Manufactura de Alabes  Diseño de Generador  Estator  Rotor  Ensamblaje y Estructura  Acabados  Instalaciones  Algunos casos

Diseño de Alabes  Selección de perfiles Xfoil

aerodinámicos  Calculo de

geometría de los Alabes.  Distribución de presiones

 

Angulos de flujo Cuerdas

Programas libres. Xfoil Qblade  Curvas polares , relación de cl , cd y alfa

Diseño de Alabes  Diseño de



  

geometría del alabe, por algoritmo Dimensiones de ángulos de flujo y cuerdas Generador de 2m de diámetro. Generador de 500 vatios. Calculos en excel

Diseño de Alabes  Cuerdas Series1

 Geometría de perfiles son

seleccionados en tablas.  Modelamiento con Programa SolidWorks

1,00m

0,95m

0,90m

0,85m

0,80m

0,75m

0,70m

0,65m

0,60m

0,55m

0,50m

0,45m

0,40m

0,35m

0,30m

0,25m

0,20m

0,15m

0,10m

0,05m

Series2

0,01m

200,00mm 150,00mm 100,00mm 50,00mm 0,00mm -50,00mm -100,00mm -150,00mm -200,00mm

 Perfil

Diseño de Alabes  Modelamiento con Programa SolidWorks

Diseño de Alabes  Construcción de

modelos completos.  Rotores completos de 2 alabes.  Es necesario que sean mas veloces.  Mas fáciles de construir se necesita un solo molde.  Moldeamiento con Programa SolidWorks

Diseño de Alabes  Cálculos de resistencia

estructural por ahora en etapa de desarrollo, debido a la complejidad de los materiales compuestos.  Se necesita realizar

comparaciones con pruebas de modelos en ensayos destructivos.  Módulos Elásticos y de

Fractura se necesitan determinar ya que el material no es homogéneo.

 Simulación fue desarrollada en

aplicaciones de SolidWorks. CosmosXpress

Diseño de Alabes  Una vez definido el modelo procede a

desarrollar el molde.  En este caso la maquina cortara una matriz de moldes.  Se debe de programar el corte para que sea cortado de un bloque de material.

 La programacion

del corte es desarrollada por un programa CAM.  Programa de corte MeshCam

Manufactura de Alabes  Router CNC  Corte de modelos

de prueba.  Prototipos para realizar mediciones  Rotores de madera de 1.4m de diámetro.

Manufactura de Alabes  Router CNC cortando

bloque de material compuesto.  Corte de matrices para generar moldes.

 Esta pieza permitirá

reproducir moldes de rotores bipala de 1.7 m de diámetro .  Los moldes se construyeron en partes, debido a las dimensiones del CNC.

Manufactura de Alabes  Con los moldes terminados,

se pueden construir alabes con la geometría del diseño original.

Manufactura de Alabes

 Construcción

de moldes  Producción en serie

Manufactura de Alabes  La construcción

de modelos también se puede desarrollar de manera manual y con herramientas simples.  Perfiles cortados en madera y ensamblados en un tubo cuadrado

Manufactura de Alabes  Rellenado de

modelo con material lijable.  Masillado de

modelo .  Lijado, acabado  Pulido.

Manufactura de Alabes  Construcción de

molde a partir del modelo.  El molde puede

reproducir el modelo por repetido numero de veces.  Alabe de rotor de

2m de diámetro.1kg,

Diseño de Generador  Los generadores son de flujo Axial, en el cual el flujo

magnético que induce la corriente eléctrica es paralelo al eje de rotación de la turbina.  Sistema Direct Drive.

Diseño de Generador  El generador consta de dos partes:  Estator.  Rotor.

 La distribución de componentes

y dimensionamiento; depende del análisis geométrico y de la cinemática entre rotor y estator

Diseño de Generador

 Las dimensiones de estator y rotor

dependen de las dimensiones de los imanes a utilizar.  Los análisis realizados estuvieron orientados a trabajar con generadores trifásicos.

Diseño de Generador: Estator  Una vez

dimensionado el estator , se procede a modelar el molde.  Como en el caso de los alabes se construye una matriz que nos generara los moldes.

Diseño de Generador: Estator  Dimensionamiento de

estator para un aerogenerador de 2.5kW

 Modelado de matriz para

construcción de moldes en fibra de vidrio.

Diseño de Generador: Estator  Dimensionamiento de

estator para un generador de 400 vatios.

 Moldeamiento de bobina

independiente y su bobinador.

Diseño de Generador: Estator  Generación de matriz, para

construcción de moldes en fibra de vidrio

 Esta matriz es trabajada

por el CNC router

Manufactura de Estatores  CNC router cortando matriz

en yeso para hacer molde de estatores de generadores de 2.5kW.

 Molde de estator y estator

completo en etapa de curado.

Manufactura de Estatores  Armado de bobinas en

molde de estator para un generador de 400 vatios.

 Estator de un generador de

400 vatios, recién salido de molde.

Manufactura de Estatores  Taller , sector

de bobinados eléctricos.  Moldes de

Estatores.  Bobinas.  Bobinador,

trabajando

Diseño de Generador: Rotores  Diseño de disco

rotor de aerogenerador de 400 vatios.  Distribución de

imanes de neodimio en disco rotor.

Diseño de Generador: Rotores  Diseño de disco

rotor de aerogenerador de 2.5 kilovatios.  Distribución de

imanes de neodimio en disco rotor.

Diseño de Generador: Rotores

 El pegado de los imanes no es directamente sobre el

disco metálico, el disco va cubierto con una capa de poliéster, antes que el imán sea pegado, logrando así la protección total del imán.

Manufactura de Rotores  Disco rotor de

aerogenerador de 2.5 kilovatios.  Aplicación de capa

protectora de poliéster.

Manufactura de Rotores  Discos de

generadores de 400 vatios, con capa de poliéster en etapa de curado, sobre esta capa se pegaran los imanes de neodimio

Manufactura de Rotores  Discos de

generadores de 400 vatios, con imanes protegidos por capa de poliéster.

Manufactura de Rotores  Rotor de un generador

de 2.5 kilovatios, con los imanes de neodimio, ya pegados.

 Momento en que se

cubren los imanes con la resina poliéster para completar su correcta protección.

Diseño de Ensamble y Estructura  El diseño también

esta comprendido por una estructura soporte y cola.  Todos los componentes se ensamblan para obtener un Aerogenerador.  Diseñado para fácil mantenimiento.

Diseño de Ensamble y Estructura  Terminado de

construir los componentes se inicia con la etapa de ensamblaje.

Manufactura de Estructuras  Terminadas las

estructuras, pasan por un proceso de limpieza y pintura.  Algunos componentes pasan por etapa de galvanizado y luego pintura, para aumentar el grado de protección.

Manufactura de Estructuras  Estructura

soporte central de aerogenerador de 2.5 kilovatios.  Eje

galvanizado.

Acabados

 Todos los componentes son

pintados y luego ensamblados.

Acabados  Área de

ensamblado y balanceo de aerogeneradores de 400 vatios

Acabados

 Una vez terminados los generadores

son balanceados y testeados.

Instalaciones  Para las

instalaciones:  Las torres de

los aerogenerador son de tubos de alta presión.  Templado por cables  Base articulada

Instalaciones

 Los generadores son

ensamblados a baja altura y luego levantados por sus cables templadores

Instalaciones  En lugares

alejados se izaron los aerogeneradores solo con fuerza humana.  Comunidad El OlivoHuamachuco

Fotos de casos  En casos

particulares se instalaron aerogeneradores en embarcaciones

Fotos de casos

 Sierra de la libertad

Paramonga

Fotos de casos

 Casa de playa en Pacasmayo

GRACIAS