Evaluación de un aerogenerador de eje vertical instalado en un vehículo eléctrico para mejorar su autonomía

Abstract

La limitada autonomía de los vehículos eléctricos (VE) constituye una barrera para su adopción masiva. Esta investigación aborda este desafío mediante el estudio de la viabilidad de integrar un aerogenerador de eje vertical (VAWT) para generar energía suplementaria durante el desplazamiento. El objetivo principal fue diseñar, construir y evaluar experimentalmente el rendimiento de un sistema eólico móvil para extender el rango operativo de los VE y reducir su dependencia de la red eléctrica. Se aplicó un método cuantitativo y experimental, desarrollando dos prototipos: un aerogenerador tipo Savonius y un modelo híbrido que combina las geometrías Savonius y Darrieus con un perfil alar NACA 0018. Ambos sistemas fueron montados en el techo de un vehículo de prueba y sometidos a evaluación en condiciones reales de carretera, a velocidades controladas entre 60 y 100 km/h. Durante las pruebas, se recolectaron datos de voltaje, corriente y velocidad del viento, que fueron la base para calcular la potencia de salida y el coeficiente de potencia (Cp) de cada diseño. Los resultados demostraron la superioridad del prototipo híbrido Savonius-Darrieus en todo el rango de velocidades. A una velocidad máxima de 100 km/h, este diseño generó 27.41 W, alcanzando un Cp de 0.0593, mientras que el modelo Savonius solo produjo 8.87 W con un Cp máximo de 0.0155. Aunque la generación de energía se validó técnicamente, su contribución a la autonomía del vehículo fue modesta, aportando una extensión de 30 metros en una prueba de 10 minutos a 100km/h. Se concluye que la generación eólica a bordo es técnicamente factible, y que el diseño híbrido representa una base prometedora para futuras optimizaciones y desarrollos en el campo de la energía renovable móvil, con gran potencial para mejorar la sostenibilidad del transporte en trayectos largos y autopistas.