Buque_eolico

Se propone analizar la factibilidad técnica para un buque que en vez de velas para que el viento lo impulse, se montaría una turbina eólica. Ésta, a través de un motor eléctrico, generaría suficiente potencia para impulsar una hélice convencional que genera la fuerza de impulso (thrust) necesaria para una velocidad de crucero adecuada para el caso más desfavorable, i.e. cuando el buque se dirige en contra del viento.

Para el caso más simplificado, con los siguientes supuestos, calcule la razón V_b / V_f (donde V_b es la velocidad del buque, V_f es la velocidad de viento) para este caso desfavorable.

suponga:

1. que la turbina eólica es ideal con la máxima (i.e. Ley de Betz) conversión de energía cinética del viento a potencia eléctrica, que se transmite (sin pérdidas) al motor eléctrico de la hélice para potencia de propulsión

2. que el arrastre del casco por oleaje y fricción es muy pequeño con respecto al fuerza de empuje del viento sobre la turbina eólica

En segunda instancia, incorpore una eficiencia máxima de conversión de la turbina de 40%; y para la hélice 70%.

Finalmente, diseñe (i.e. los diámetros de Turbina: D y Hélice: d) para una velocidad de crucero, considerando para el viento la escala de Beaufort de 6 (i.e. V_f = 25 kt).

Funcionaría todavía su diseño para las escalas de 5 (i.e. V_f = 20 kt) y 7 (i.e. V_f = 30 kt)?

Lea la Nota histórica al final de la pg. de NASA sobre una alternativa a las velas con base en el efecto Magnus que en clase comentamos.