Optimización específica local del dimensionamiento del rotor/generador de turbinas eólicas

Site specific optimization of rotor/generator sizing of wind turbines

El propósito de esta investigación fue desarrollar una metodología para determinar el tamańo óptimo del rotor/generador para un recurso eólico dado y establecer cómo cambia esta optimización con respecto a la modificación de talc. En cada uno de los ensayos se mantuvo constante el costo total del rotor y del sistema eléctrico y se varió el tamańo del rotor/generador con esta restricción de costos.

Se aumentó de manera gradual la capacidad del generador a medida que disminuía el diámetro del rotor, manteniendo constante el costo combinado. Se calculó la potencia de salida (output) anual de energía eléctrica para cada tamańo de rotor/generador y se consideró como óptimo aquel que generara la producción anual máxima. Se estudió la relación en recursos eólicos para velocidades promedio del viento de 6,0, 7,25 y 8,4 m/s las cuales representan un recurso eólico de 2, 4 y 6, respectivamente y parámetros de forma de probabilidad Weibull (k) de 1,8, 2,0 y 2,2. Se examinaron restricciones de costos (costos de manufactura) de US$50 000, US$200 000, US$500 000 y US$1 000 000 para cada recurso eólico. Se permitió que variaran los tamańos del generador de 500 kW a 20 MW y los diámetros del rotor de 20 m a 200 m. Se llevaron a cabo un total de 45 ensayos, los cuales representaron cinco restricciones de costos y nueve recursos eólicos distintos.

Se desarrolló un modelo para predecir la producción eléctrica anual total de una turbina eólica con unas características de diseńo dadas y con un recurso eólico definido por los parámetros de probabilidad Weibull. Se empleó el método de momento y elemento de pala (blade element momentum method) para establecer la potencia de salida de una configuración de turbina eólica determinada a una velocidad de viento designada, así como la función de probabilidad Weibull para medir las horas por ańo totales a tal velocidad.

Análisis de diseño y modelado del escalamiento de un módulo de membranas de sílice/óxido de cobalto para el procesamiento de hidrógeno

Scale-up design analysis and modelling of cobalt oxide silica membrane module for hydrogen processing

En este trabajo se muestra la aplicación de un modelo matemático validado para la permeación de gas a altas temperaturas, enfocado en el diseńo demostrado de escalado para el procesamiento de hidrógeno (H2). Tal modelo consideró la variación de la fuerza impulsora por medio de coordenadas espaciales y la transferencia de masa a través de una membrana de óxido de cobalto/sílice para predecir el desempeńo de la separación.

Se empleó el modelo para estudiar el proceso de separación de H2 a 500ºC en módulos de membrana simples y multitubo. Los parámetros de interés incluyeron la pureza de H2 en la corriente del permeado, la recuperación y producción de H2 como función de la longitud de la membrana, el número de tubos en un módulo de membrana, la velocidad espacial y la fracción molar de alimentación de H2. Para una membrana tubular simple, el aumento de la longitud de una membrana conllevó a una mayor producción y recuperación de H2debido al incremento en el área de tal membrana. No obstante, la pureza de H2 disminuyó a medida que se mermaba la fracción de este gas, reduciendo de esta manera la fuerza impulsora para su permeación.