Diseño e implementación de método simplificado para estimar el tiempo de vida de aspas de aerogenerador con dos tipos de regulación (stall y pitch) a través de simulaciones estocásticas

Abstract

Este trabajo, muestra el diseño e implementación de un método simplificado para la estimación del tiempo de vida de un aspa de un aerogenerador de 10 kW con dos sistemas de limitación de potencia: stall y pitch. Esta metodología es implementada mediante dos softwares: QBlade y Matlab. La simulación del rotor y turbina, con stall o pitch, simulación de las series de viento utilizado y la obtención de las series de tiempo necesarias para el cálculo del esfuerzo equivalente son desarrollados en QBlade. Por medio de un script implementado en Matlab, se realiza el cálculo del esfuerzo equivalente, se utiliza el método de Rainflow para obtener los números de ciclos de carga debido al esfuerzo equivalente calculado. Para el cálculo del número de ciclos de carga permitidos, se emplea el método de Goodman, para posteriormente realizar el cálculo del daño acumulado por medio de la regla de Miner. Finalmente, se realiza el cálculo del tiempo de vida del aspa. Esta metodología se enfoca en aerogeneradores de pequeña escala según las normativas internacionales de aerogeneradores de pequeña escala (IEC 61400-2). Las simulaciones de pruebas llevadas a cabo se basan en simulaciones estocásticas de las series de viento para diferentes velocidades e intensidades de turbulencias.