Boletín7 CemieOceano-final

Boletín CEMIE-Océano
En el proceso de desarrollo, medir el par generado, revoluciones por minuto y la potencia resultante en función
de la velocidad del caudal es de suma importancia, ya que estas cantidades permiten caracterizar y escalar físicamente
una turbina. El objetivo de este trabajo es el desarrollo de una unidad compacta de adquisición de datos
de potencia, velocidad angular, voltaje y eficiencia mediante la caracterización de un motor de corriente directa
que hará las funciones de generador una vez acoplado a la flecha de la turbina.
Principios de funcionamiento de la técnica de medición
Basados en el trabajo de Ng et al., 2009, se utilizan dos motores acoplados, uno de ellos funciona como generador
y el otro como fuente de energía. Al conocer la potencia eléctrica del motor fuente se puede caracterizar la
eficiencia del motor generador. Al tener caracterizada la eficiencia del motor generador es posible caracterizar la
eficiencia de la turbina para diferentes velocidades de caudal (Figura 2).
Figura 2. Diagrama del proceso de obtención de la curva de coeficiente de potencia (eficiencia)
con respecto a la relación de velocidades en punta (TSR).
Las figuras de mérito del sistema son: voltaje de salida (generador), voltaje de entrada (motor) y velocidad angular.
Por otro lado, la resistencia aplicada al generador es modificada mediante señales controladas por el programa
que modifican el valor de la resistencia de potenciómetros digitales. Con estas variables, es posible determinar la
potencia entregada por el generador a cada nivel de resistencia.
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Con la ayuda de estas mediciones se pretende llegar a los ajustes necesarios que permitan un desempeño óptimo,
así como aprovechar de la mejor manera el medio en el que se desempeñará. Es necesario obtener esta
información de manera precisa, fácil de procesar y consultar. Del mismo modo, es deseable optimizar el espacio
y el peso para evitar que sea invasivo y que sea accesible económicamente hablando. Este es el propósito del
Sistema de Adquisición de Datos que se ha desarrollado en el Instituto de Ingeniería de la UNAM y la Facultad
de Ciencias UNAM junto con la Unidad de Negocios del Centro Mexicano de Innovación en Energía Océano (CE-
MIE-Océano) para ser utilizado en la optimización de una turbina helicoidal. El sistema es una herramienta clave
para caracterizar los modelos experimentales que la simulación numérica ha indicado como mejoras de la versión
inicial.
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