Laboratorio de Energía Eólica

Funciones y uso

El laboratorio deenergía eólica es un sistema de enseñanza y formación diseñado para el estudioexperimental del funcionamiento y de las características de los sistemas deaerogeneradores. Lleva un aerogenerador real de sobremesa a cualquier aula olaboratorio técnico: un laboratorio completo contenido en un maletín detransporte con un peso total aproximado de 32 kg. En lugar de utilizar simulaciones, los estudiantesinvestigan fenómenos físicos reales en un equipo auténtico. En un túnel deviento de impulsión (tipo Eiffel), con un flujo de aire de baja turbulencia dehasta 12 m/s, la corriente de aire acciona una turbina eólica con regulación depaso (pitch), accionamiento directo y un generador síncrono trifásico de flujoaxial. De este modo, toda lacadena de conversión energética —desde el flujo de aire, pasando por laaerodinámica del rotor y la mecánica de la torre, hasta la generación depotencia eléctrica— puede experimentarse en un único sistema compacto.

Todos losexperimentos se controlan y evalúan mediante una aplicación web basada ennavegador, accesible a través de un punto de acceso Wi-Fi local desde cualquierdispositivo (PC, tableta o teléfono inteligente), sin necesidad de instalarsoftware especializado. Como el sistema permite el acceso simultáneo desdevarios dispositivos, varios estudiantes pueden participar activamente en larealización de los experimentos. Los parámetros obtenidos experimentalmente,como la potencia, el rendimiento o la curva de par, reproducen cualitativamenteel comportamiento de los aerogeneradores de gran tamaño y hacen tangibles losfundamentos teóricos de la tecnología eólica. Con 16 prácticas completamentedesarrolladas, el sistema abarca de forma interdisciplinaria la aerodinámica,la mecánica y la ingeniería eléctrica, siendo adecuado tanto para la enseñanzauniversitaria como para la formación profesional y la educación secundariasuperior.

Beneficios

• Aerogenerador real en lugar de simulación: datos experimentales realesobtenidos con una turbina de paso regulable (pitch) equipada con un generadorsíncrono y flujo de aire de hasta 12 m/s.

• Control mediante aplicación web:manejo y evaluación a través de un punto de acceso Wi-Fi desde cualquierdispositivo, sin software especializado; permite el trabajo simultáneo devarios estudiantes.

• Móvil y compacto: laboratorio completo de aproximadamente 32 kg en unmaletín de transporte, de montaje y desmontaje rápidos, alimentación de red de110–230 V.

• 16 prácticas desarrolladas: desde anemometría y medición de sustentaciónhasta curvas características de potencia, dinámica de torres y diseño de palasde rotor.

• Interdisciplinario y orientado a la práctica: integra aerodinámica,mecánica e ingeniería eléctrica en un único sistema, con referencia aaerogeneradores reales (Grid Code, regulación de pitch y control de par).

Especificacionestécnicas

• Túnel de viento: túnel de viento de impulsión tipo Eiffel con sección deensayo abierta; accionado por un ventilador axial (24 V), difusor, cámara deestabilización con enderezador de flujo y tobera; velocidad del aire de hasta12 m/s; placa base de 82 × 50 cm; cubierta protectora transparente desplazablelateralmente con red de seguridad.

• Turbina eólica: potencia nominalde 5 W; diámetro del rotor de 250 mm; tres palas fabricadas mediantefabricación aditiva, ajustables colectivamente hasta 90° (pitch); rendimientosuperior al 30 % incluso con números de Reynolds bajos; accionamiento directosin multiplicadora con generador síncrono trifásico de flujo axial; torre dealambre de acero para muelles para experimentos de vibraciones; palasintercambiables (admite diseños propios).

• Unidad de control (Control Box): incorporarectificador, sumidero de corriente ajustable, convertidor CC-CC, sistema deadquisición de datos (corriente, tensión y velocidad de giro); microcontroladorcon Raspberry Pi (comunicación mediante UART); panel de lámparas incandescentescomo carga; conexiones protegidas contra inversión de polaridad; botón deparada de emergencia.

• Fuente de alimentación: 360 W,110–230 V, con enchufe estándar.

• Aplicación web: alojada en laRaspberry Pi, accesible mediante punto de acceso Wi-Fi; permite controlar lavelocidad del viento, el ángulo de pitch y la carga eléctrica, así comoregistrar y analizar los datos experimentales en el posprocesamiento.
• Accesorios: anemómetro decazoletas con trípode, multímetro digital con pinza amperimétrica, banco deensayo para medición de fuerza de sustentación (Lift Force Test Rig),osciloscopio USB, estroboscopio LED, generador de humo, rotor eólico enconfiguración de primera fila (1st Row Wind Rotor) y juego de pala única(Mono-Blade Set).
• Maletín de transporte: diseñadopara un transporte y almacenamiento seguros; dimensiones de 100 × 60 × 60 cm;peso total del sistema de aproximadamente 32 kg.

velocidad del viento, el ángulo de pitch y la carga eléctrica, así como registrar y analizar los datos experimentales en el posprocesamiento.

Accesorios: anemómetro de cazoletas con trípode, multímetro digital con pinza amperimétrica, banco de ensayo para medición de fuerza de sustentación (Lift Force Test Rig), osciloscopio USB, estroboscopio LED, generador de humo, rotor eólico en configuración de primera fila (1st Row Wind Rotor) y juego de pala única (Mono-Blade Set).

Maletín de transporte: diseñado para un transporte y almacenamiento seguros; dimensiones de 100 × 60 × 60 cm; peso total del sistema de aproximadamente 32 kg.