Estudio experimental sobre la dinámica del flujo en turbinas hidrocinéticas

Abstract

Lan honek turbina hidrozinetikoetako fluxuaren dinamikari buruzko azterketa esperimental bat aurkezten du, laborategian neurketa-tresna hidroakustikoekin egindako neurketak erabiliz. Luzetarako batez besteko abiadura, zeharkakoa eta bertikala ezaugarritzen dira, baita energia zinetiko zurrunbilotsua eta fluxuaren desbideratzeak ere, turbinatik ur gora zein ur behera. Analisia fluxuaren eta turbinaren arteko elkarreraginean eta korrontean sortzen dituen perturbazioetan oinarritzen da, eta turbina eraginkorragoak eta optimizatuagoak diseinatzeko inplikazioak nabarmentzen dira. Halaber, hobekuntzak ezarri ziren turbinaren diseinuan eta kontrolean, 3D inprimaketaren bidez. Lortutako emaitzek funtsezko gomendioak ematen dituzte turbina hidrozinetikoen eraginkortasuna eta diseinua hobetzeko, eta energia berriztagarrien esparruan garatzen laguntzen dute.

Este trabajo presenta un estudio experimental sobre la dinámica del flujo en turbinas hidrocinéticas, utilizando mediciones realizadas en laboratorio con herramientas hidroacústicas de medición. Se caracteriza la velocidad media longitudinal, transversal y vertical, así como la energía cinética turbulenta y las desviaciones del flujo, tanto aguas arriba como aguas abajo de la turbina. El análisis se enfoca en la interacción entre el flujo y la turbina, y las perturbaciones que genera en la corriente, destacando las implicaciones para el diseño de turbinas más eficientes y optimizadas. Asimismo, se implementaron mejoras en el diseño y control de las turbinas mediante impresión 3D. Los resultados obtenidos proporcionan recomendaciones clave para mejorar la eficiencia y el diseño de turbinas hidrocinéticas, contribuyendo a su desarrollo en el ámbito de las energías renovables.

This work presents an experimental study on the flow dynamics in hydrokinetic turbines, using measurements conducted in a laboratory with hydroacoustic measurement tools. The longitudinal, transverse, and vertical mean velocities, as well as the turbulent kinetic energy and flow deviations, are characterized both upstream and downstream of the turbine. The analysis focuses on the interaction between the flow and the turbine, and the disturbances it generates in the current, highlighting the implications for the design of more efficient and optimized turbines. Additionally, improvements in turbine design and control were implemented through 3D printing. The results provide key recommendations for improving the efficiency and design of hydrokinetic turbines, contributing to their development in the field of renewable energy.