Simulaciones de fluidos con CFD aplicadas a interpretar el aprovechamiento de la energía renovable oceánica

Abstract

Se describe la secuencia metodológica de procesos que concluye con los resultados obtenidos a través de simulación computacional CFD (Computational Fluid Dynamics) para el aprovechamiento de energía oceánica. El campo de aplicación de las herramientas CFD posee innumerables opciones para su utilización en recursos renovables y como complemento de estudio de casos experimentales en funcionamiento.El presente artículo será el vínculo entre dos trabajos pertenecientes a la tecnología undimotriz; una de las partes es un estudio de modelos numéricos CFD realizado en Valladolid, España, y la otra es un desarrollo experimental construido en Buenos Aires, Argentina. Se hará referencia a las simulaciones para el método denominado de columna de agua oscilante, OWC (Oscillating Water Column), en el cual convierte la energía de las olas en energía neumática para ser convertida en mecánica a través de una turbina reversible.Asimismo se describe el funcionamiento del dispositivo experimental para el aprovechamiento de la energía undimotriz, desarrollado por la UTN BA cuyo objetivo es transformar la energía de las ondas marinas en electricidad; y sobre el mismo de propone realizar estudios con CFD.Para que los resultados obtenidos mediante CFD fuesen reconocidos por la comunidad científica internacional se opto por el análisis de un sistema en particular correspondiente al comportamiento del grupo turbinado para el ciclo sinusoidal que describen las olas, desarrollando el modelo físico y numérico de la turbina; el cual ha sido modelizado mediante condiciones de contorno estacionarias y posteriormente validado a través de resultados de publicaciones correspondientes a instalaciones experimentales.

This paper provides a methodological description of the processes and concludes with the results obtained from the Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations for harnessing ocean energy. There are countless applications for CFD in renewable resources and as complement of experimental case studies.This article will be the link between two wave technology projects: a study on CFD numerical models conducted in Valladolid, Spain, and a 1:10 scale prototype of the experimental device developed and built in Buenos Aires, Argentina.We will focus on the simulations performed using the method known as oscillating water column (OWC), which converts the energy of waves into pneumatic power so that it can be then converted into mechanical energy through a reversible turbine. In addition, we will describe the operation of an experimental device for harnessing wave energy developed at UTN BA, whose goal is to transform the energy of sea waves into mechanical energy and finally into electrical energy, and for which CFD studies are proposed.