Diseño y evaluación de un sistema de extractor - doble aerogenerador para el aprovechamiento de aire residual y generación de energía en un invernadero

Abstract

Recuperar energía eólica residual de un extractor de aire de invernadero representa una forma constante de producción de energía limpia reduciendo los gastos en consumo eléctrico dentro del invernadero. En estudios anteriores se ha demostrado que la aplicación de un aerogenerador a la salida de un extractor de aire de invernadero permite recuperar energía eólica liberada en el ambiente y generar energía eléctrica a partir de ella. De esta manera, la presente investigación tuvo como objetivo principal diseñar y evaluar un nuevo sistema de generación de energía eléctrica a partir de un ensamble de extractor - aerogenerador agregando un segundo rotor. Se analizó la teoría, el diseño y funcionamiento de los aerogeneradores de doble rotor publicados en artículos y patentes. Se examinó el balance de energía del ensamble a partir de transformaciones de la potencia eléctrica del motor del extractor hacia el primer aerogenerador y finalmente hacia el segundo aerogenerador, obteniendo una eficiencia máxima teórica de recuperación de 0.75. Se desarrolló el diseño del dispositivo mediante el uso de SolidWorks, con el que además se presentó la solicitud de patente (modelo de utilidad) ante IMPI con el nombre “Ensamble de extractor-aerogenerador de doble rotor”. En las pruebas realizadas, se utilizaron dos aerogeneradores de 500 W, con los cuales se realizaron mediciones de revolución, velocidades de aire a las entradas y salidas de los dispositivos, voltaje y corriente eléctrica considerando una distancia de separación de 0.20 m a 1.40 m entre ambos aerogeneradores. Esta investigación demuestra que con la instalación del segundo rotor se logra obtener una eficacia real del ensamble (extractor y doble aerogenerador) hasta 0.47.