OPTIMIZACION DEL DISEÑO DE PALAS Xabier Munduate Wind Energy Department CENER - National Renewable Energy Centre (Spain)

Metodos de Optimizacion del diseño:  Iterativos: Directo e Inverso  Directo Aspectos criticos Indice

Optimizacion de diseño: Analisis directo Design by Analysis - Working “Forward” Example HAWT Codes: PROP, PROP93, WT_PERF, PROPID

Optimizacion de diseño: Diseño Inverso Diseño inverso: Hacia atras  Requiere conocimiento previo de las caracteristicas aerodinamicas a conseguir.

Optimizacion de diseño: Diseño inverso Iteracion de Newton para lograr la potencia nominal del rotor performance Como acelerar la convergencia: Iteracion en pasos Parametrizacion de los inputs

Optimizacion de diseño:Diseño Inverso Iteracion en: Longitud de pala Distribucion de cuerdas Distribucion de twist Para conseguir un valor prefijado de: Potencia nominal Distribucion de lift Distribucion de induccion axial INCONVENIENTES: Conocimiento previo de la distribucion de fuerzas. No todos los objetivos son fisicamente alcanzables (Potencia) VENTAJA: El diseño inverso puede dar directamente la pala optima para la maxima captura energetica.

Optimizacion de diseño:Diseño Inverso Pala optima para la maxima captura energetica.

Optimizacion de diseño:Diseño Inverso Pala optima para la maxima captura energetica.

Optimum Design Design Parameters and Constraints Optimization Method “Black Box” Analysis Method Optimizacion de diseño: Optimizacion directa Diversas tecnicas y algoritmos de optimizacion dependiendo del tipo de problema y la/las funciones a optimizar Caso: Maximizar la produccion annual sujeta a varias limitaciones y con un conjunto de variables de diseño para cada iteracion. Algoritmo geneticos

Variables de diseño abiertas (continuas y discretas)  Distribucion de cuerda y twist  Pitch  Perfiles aerodinamicos  Configuracion maquina y sistema de control Funciones Objetivo en competencia  Energia Maxima  Coste minimo Solucion compleja con varios optimos locales Necesidad de optimizacion robusta Datos de perfil no siempre continuos y Reynolds correcto Modelo de perdidas de punta Aspectos criticos

Diseño para flujo uniforme vs Comportamiento Estocastico  dynamic stall  turbulencia  viento sesgado  efectos de la torre  rugosidad de la pala  órdenes de control  deflexión estructural