Cimientos / Foundations

Hemos estado trabajando durante el año en la construcción de los cimientos, tanto para el aerogenerador como para la torre de anemómetros, además de los cimientos individuales para los tensores/cables de estas estructuras. Las faenas se han estado llevando a cabo en el Parque Quebrada Verde, Valparaíso. Aquí algunas imágenes de los trabajos.

¡No olviden visitar la recientemente renovada página web del GEA, grupo al cual pertenecemos!

www.gea.usm.cl

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We've been working during the year building the foundations for the wind turbine and for the

anemometer tower, as well as the foundations for the security cables of both structures. The building has taken place at Quebrada Verde Park, Valparaíso, Chile. Here you can see some of the pics we took during the process.

Don't forget to visit the newly redesigned GEA webpage, group to which we belong!

www.gea.usm.cl

Construcción Sujeciones - Rib Construction

Se construyeron las sujeciones para las palas y todas las partes que ello implica. Se trabajaron los tubos doblados y rectos de 2" para conseguir "bocas de pescado" en los extremos, para así poder soldar estos tubos a las abrazaderas que los unen. Se fabricaron también las abrazaderas: se cortaron los trozos de tubos, se fresaron las ranuras; se cortaron trozos de pletinas, se perforaron y, finalmente, se soldaron los conjuntos. Satisfechos con los resultados.

Hasta el próximo post!

//English
The ribs that hold the scoops in place were built: the "fish mouths" were cut out of the 2" tubes; the clamps that hold everything together were also built: the tubes were cut, the grooves were milled, and the part where the bolts go were cut and drilled. After everything was welded. Satisfied with the results.
Until next post!

Llegaron las piezas de la Tornería! - More parts have arrived!

Algunas de las piezas más complicadas de construir y mecanizar, especialmente las que requieren precisión, fueron enviadas a fabricar en una tornería externa, y debemos admitir que nos ha encantado el resultado!

La piezas son básicamente las que deben alojar a los rodamientos y algunas que van colocadas en la parte rotativa del aerogenerador.

Some of the most difficult parts to build and machine, especially those that need precision work, were sent to be made in an external workshop, and we must admit that we are very happy with the results!

The parts made were basically the bearing housings and other parts that are mounted on the moving assembly of the wind turbine.

Resultados Túnel de Viento - Wind Tunnel Results

Durante el año se realizaron una serie de pruebas en el túnel de viento, con el fin de determinar un parámetro de diseño bastante importante: el traslape de la palas, es decir, el cociente e/d óptimo para un Savonius Helicoidal. En Savonius Tradicionales, se suele considerar un valor de 1/6 como el más eficiente , aunque el rango suele variar desde 1/3 hasta 1/6 [Increase in the Savonius Rotor’s Efficiency via a Parametric Investigation.  Jean-Luc Menet, Nachida Bourabaa, Université de Valenciennes].

Es por ello que se construyeron modelos de Savonius Helicoidales con diversos traslapes, para su prueba en el túnel.

Para medir la potencia generada por los modelos se midió el torque máximo que imprimía la turbina a su eje de rotacióna a una determinada velocidad de viento, mientras que simultáneamente se registraron las RPM a las que giraba. Así, torque*RPM, con las respectivas conversiones de unidades, nos entregaron potencia en Watts, lo que fue comparado con la potencia del flujo de aire que pasaba por la sección del rotor: 

P= 0.5*ρ*A*v^3

Siendo ρ la densidad del aire, v la velocidad del viento y A el área del modelo que enfrenta al viento. 

Las mediciones en el túnel tuvieron una función meramente comparativa, debido a diversas razones:

-La sección transversal del túnel es de sólo 0.25*0.35=0.0875 [m^2], por lo cual los modelos podían tener como máximo las medidas que aparecen en la imagen de la derecha, cuya área corresponde al 25% de la sección del túnel. Esto se hace para minimizar el efecto de blockage. Esto significa que los modelos eran muy pequeños y por lo tanto fue difícil obtener mediciones en extremo precisas. 

-Instalar un sistema de alta precisión requería de tiempo y dinero no disponibles.

-El objetivo de las mediciones en el túnel son sólo guiar el diseño hacia un traslape en específico, el cual podrá ser variado en el prototipo final.

Entonces, la tarea de obtener los coeficientes de potencia con los distintos traslapes quedará para el momento en que se instale la turbina, para ser evaluados en condiciones reales.

El análisis de los resultados dio el siguiente veredicto: el coeficiente de potencia para los modelos de 1/6, 1/5 y 1/4  es muy parecido, sin embargo, el modelo de 1/5 presentó valores un poco más altos y a TSR (Tip Speed Ratio, [velocidad del elemento más alejado del eje de rotación/velocidad del viento]) más bajas.  En cuanto al torque estático, el de 1/5 tuvo nuevamente mejores resultados que los demás modelos, lo que nos lleva a afirmar, en una primera instancia, que para un Savonius Helicoidal el mejor valor de traslape es 1/5.

Sin embargo, estos resultados serán verificados en el prototipo en terreno, que es donde realmente importa.

Construcción - Construction

Hemos estado trabajando duro en el proceso constructivo del aerogenerador, fabricando las sujeciones para las palas, los ejes, algunas piezas de fácil mecanizado y algunos trabajos en soldadura. Las piezas que requerien mecanizados más complejos se están realizando en maestranzas especializadas en trabajos de precisión, ya que algunas de ellas deben alojar rodamientos y deben quedar perfectamente alineadas, para evitar desbalanceos mayores en el eje.

El principal problema encontrado a la hora de fabricar el molino ha sido la dificultad para encontrar los materiales constructivos de partes como los ejes fijos y rotores. Aún cuando se fabrican en una gran variedad de dimensiones, las que mejor se ajustaban al diseño eran muy difíciles de encontrar o simplemente no se comercializan más en nuestra zona. Al intentar diseñar y fabricar este aerogenerador de tal modo que resulte más asequible que otros sistemas ya existentes, y teniendo en cuenta que los materiales que lo componen deben ser fáciles tanto de trabajar como de encontrar en el mercado, nuestro diseño tuvo que ser modificado bastante conforme avanzó el año.

En algunos puntos no se puede escatimar demasiado en gastos, como en la elección de rodamientos y demás elementos de precisión.

Aquí van algunas fotos del proceso constructivo, seguiremos informándoles prontamente.

//English

We have been working very hard in the construction of the wind turbine, making the scoops' "skeleton" structure, the shafts, some easily machinable parts and some welding too. Other more complex parts have been sent to be made at specialized workshops, like the ones that must house bearings, for example.

The main problem in the construction process has been the difficulty to find some of the materials needed, like the tubes used as shafts. Even though they are made in a large range of dimensions, the ones that best fitted our design and purpose were usually very hard to find or permanently out of stock in our zone. As one of our objectives is to build a wind turbine that is cheaper than other sistems available in the market, and made of materials that are readily available and easy to work with, our design had to be modified heavily during the year.

Some parts were not necessarily the cheapest option: bearings and other precision elements were carefully chosen, these have an important effect on overall performance.

Some photos of the constructuion process, more to come soon...