El Problema
[cite_start]La implementación de energía eólica enfrenta desafíos significativos en regiones de vientos bajos[cite: 119]. [cite_start]Aunque las turbinas de eje vertical (VAWT) son prometedoras para estas condiciones, su eficiencia sigue siendo un reto[cite: 121, 122]. [cite_start]Adicionalmente, la intermitencia de la generación eólica requiere una solución de almacenamiento confiable[cite: 123]. [cite_start]Este proyecto se enfoca en zonas aledañas a Tacna y Moquegua[cite: 138].
Nuestra Solución
[cite_start]Proponemos un doble enfoque: optimizar el diseño de turbinas para maximizar la eficiencia en vientos subóptimos y, en paralelo, desarrollar sistemas de almacenamiento energético basados en hidrógeno verde[cite: 125, 126]. Esto permitirá un suministro de energía más constante y resiliente.
Objetivo General
[cite_start]Abordar los desafíos asociados con la generación de energía eólica en condiciones de viento subóptimas, así como el desarrollo de soluciones de almacenamiento energético que permitan maximizar el uso de esta fuente renovable[cite: 141].
Objetivos Específicos
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- Desarrollar Modelos de Turbinas Eólicas Eficientes[cite: 143]. [cite_start]
- Implementar un Sistema de Monitoreo y Mantenimiento Predictivo[cite: 144]. [cite_start]
- Evaluar el Almacenamiento Energético (enfocado en hidrógeno verde)[cite: 145, 176]. [cite_start]
- Proponer la Interacción entre Turbinas y Redes Eléctricas[cite: 146]. [cite_start]
- Evaluar el Impacto Ambiental y Social[cite: 146].
Marco Teórico (Puntos Clave)
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- Modelos de Turbinas: Se evaluarán configuraciones de eje vertical (VAWT) y eje horizontal (HAWT) [cite: 170] [cite_start]usando simulación de fluidos (CFD) con herramientas como FreeCAD[cite: 171, 172]. [cite_start]
- Monitoreo: Se implementarán sistemas SCADA para la recolección de datos en tiempo real y mantenimiento predictivo[cite: 173]. [cite_start]
- Almacenamiento: El enfoque principal será la producción de hidrógeno verde mediante electrólisis para almacenar el excedente de energía eólica[cite: 176, 177]. [cite_start]
- Integración: Se investigará la optimización de la integración de las turbinas a las redes eléctricas[cite: 179]. [cite_start]
- Impacto: Se evaluará la aceptación social y el impacto en la biodiversidad[cite: 181, 182].
Metodología
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- Revisión Bibliográfica: Un estudio exhaustivo de la literatura existente sobre turbinas en vientos bajos e hidrógeno verde[cite: 189]. [cite_start]
- Diseño Experimental: Pruebas comparativas de modelos VAWT y HAWT en un túnel de viento controlado[cite: 194, 195, 196]. [cite_start]
- Simulación y Modelado: Uso de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) y algoritmos de optimización (como PSO) para optimizar el diseño[cite: 199, 201]. [cite_start]
- Sistemas de Monitoreo: Implementación de un sistema SCADA para la recolección de datos en tiempo real y detección de fallas[cite: 204, 205]. [cite_start]
- Almacenamiento: Diseño de un prototipo de electrólisis para convertir el excedente de energía eólica en hidrógeno[cite: 210]. [cite_start]
- Evaluación de Impacto: Recopilación de datos cualitativos y cuantitativos sobre la aceptación social y los beneficios económicos[cite: 214, 215]. [cite_start]
- Análisis de Datos: Uso de técnicas estadísticas y de machine learning para evaluar el rendimiento[cite: 219, 220].