Este documento presenta un diseño preliminar de un aerogenerador eólico de 10 MW. Se describe el diseño aerodinámico de la pala con un perfil NACA 63618 que proporciona un coeficiente de potencia máximo de 0.5242. El diámetro del rotor es de 95,36 m y la torre es tubular de hormigón prefabricado de 125 m de altura. El generador asíncrono de imanes permanentes pesa 1577 toneladas. Se analizan las vibraciones y estructura interna de la pala de materiales compuest

1. DISEÑO PRELIMINAR DE UN
AEROGENERADOR DE
10 MW DE POTENCIA
Aida Suárez Pacios
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Aeronáuticos

2. Tecnología
Norma IEC 61400-2 Ed.3
Aerodinámica del rotor
Dimensionado del rotor
Determinación de masas
Estructura
Análisis de vibraciones
Sistema eléctrico
Sistema de regulación
y control
Estimación de costes
Rotores de baja
inducción
Conclusiones
/102
DESARROLLO
Energía eólica

3. DISEÑO AERODINÁMICO
/103
DU40 DU25 Naca63618
CPmax = 0.5242
Parámetros
de diseño:
PN = 10 MW
k = 1.5
c = 9 m/s
ΩR = 80 m/s

4. DIMENSIONADO
/104
Radio 95.36 m

5. 125m
DETERMINACIÓN
DE MASAS DE
COMPONENTES
/105
379 Ton
235 Ton
1577 Ton
Torre tubular de
hormigón
prefabricado
Materiales
compuestos
Generador asíncrono de
imanes permanentes
Multiplicadora por
transmisión directa

6. Revestimiento
t/c=0.0015+0.001/c
Larguero
frontal
t/c=0.003
Larguero
trasero
t/c=0.004
Refuerzo del
cajón de torsión
t/c|sup=0.004
t/c|inf=0.001
Refuerzos
del borde
de salida
t/c=0.003
ESTRUCTURA INTERNA DE
LA PALA
/106
GRP (Eglass-Epoxi)
CFRP (IM7-Epoxi) *De Windpact turbine design scaling studies technical
area 1-composite blades for 80 to 120 meter rotor, 2001, y
elaboración propia.

7. ANÁLISIS DEVIBRACIONES
/107

8. /108
COE [c€2015/kWh]
Onshore 11.63
Offshore 22.99
ESTIMACIÓN DE COSTES
*De Evolución tecnológica y prospectiva de costes de las energías renovables. Instituto para
la diversificación y ahorro de energía.

9. /109
ROTORES DE BAJA INDUCCIÓN
Potencia media 1.6% Momento flector medio en el buje 9%
• Disminuir la cuerda: 30%
• Aumentar el radio: 5%
Variación geometría de pala óptima

10. DESARROLLOS FUTUROS
/1010
• Determinación de masas y
costes más actual
• Examen exhaustivo
vibraciones
• Análisis más detallado de
cargas
• Estudio del
comportamiento a fatiga
• Profundizar en los sistemas
eléctrico y de control
• LIR: efecto del aumento del
momento flector en el buje
•
• Sistemas de
almacenamiento masivo
de energía
• Mayor altura de la torre
• Utilización de materiales
más resistentes y en
menor cantidad
• Desarrollo de
cimentaciones offshore
• Facilidad de transporte,
montaje y mantenimiento