A model of the power coefficient of a mid-scale Magnus wind turbine using numerical solutions of the Blade Element Momentum Theory and symbolic regression is presented. A direct method is proposed for solving the nonlinear system of equations which govern the phenomena under study. The influence of the tipspeed ratio and the number, aspect ratio, and the angular speed of the cylinders on the turbine performance is obtained. Results show that the maximum power coefficient is on the order of 0.2, which is obtained with two low aspect ratio cylinders, a dimensionless cylinder speed ratio of 2, and a turbine tip-speed ratio between 2 and 3. The predicted power coefficient at low tip-speed ratio suggests that a Magnus turbine may be adequate in the urban environment.

Wind turbines represent a growing energy source worldwide. In many cases, operating in turbulent and changing wind direction spots. In this work, we use a wind tunnel to analyze the effect of the turbulence in a wind turbine provided with a Wind Lens flow concentrator, under yaw conditions, for turbulence intensity values of 10% and 15%. Measurements are made of the power coefficient as a function of the Tip Speed Ratio using two types of Wind Lens, CiiB5 and CiiB10, at yaw angles from [Formula: see text] to [Formula: see text]. In general, for the turbine with Wind Lens, an increase of the yaw angle causes a reduction of the power coefficient. If the turbine operates with the CiiB10, the stronger the turbulence, the greater performance is obtained. In conclusion, for the case of turbulent flow and yaw = [Formula: see text] or less, the Wind Lens turbine offers better performance than without the flow concentrator.

Se presenta una revisión de literatura y el producto de entrevistas realizadas a los principales actores en el campo de las turbinas eólicas en Costa Rica. Luego de dar un panorama general del rol de la energía eólica en la matriz energética del país, se profundiza en los logros obtenidos en el campo de la investigación en la academia, centros de investigación y el sector empresarial. En el campo académico, destaca la turbina eólica fabricada en el Instituto Tecnológico de Costa Rica en la década de 1990, un valioso antecedente por ser el primer aerogenerador fabricado en el país usando tecnología moderna. En cuanto a centros de investigación se brindan detalles del aerogenerador fabricado en Ad Astra Rocket entre 2012 y 2016. Dentro del sector empresarial se enfatiza en la SkyTwister, una turbina eólica que ha sido objeto de investigación y desarrollo por más de 10 años en Costa Rica y que ha recibido múltiples galardones a nivel nacional e internacional. En síntesis, la investigación en el campo de turbinas eólicas se desarrolla únicamente por Carlos Acosta Nassar con la turbina SkyTwister, la empresa Interdinámica Energía y el Instituto Tecnológico de Costa Rica mediante el Laboratorio de Investigación en Energía Eólica (LIENE).

El objetivo fue medir el efecto de un concentrador de flujo tipo wind lens en el caso de flujo turbulento. El estudio se realizó en el túnel de viento de capa límite del Instituto de Investigación en Mecánica Aplicada de la Universidad de Kyushu, Japón, entre marzo y mayo de 2019. Se utilizó un anemómetro de hilo caliente con un mecanismo móvil para realizar tres pruebas. Primero se mide la velocidad en el eje del túnel, sin la rejilla de turbulencia instalada. En segundo lugar, se coloca la rejilla y se mide la intensidad de turbulencia en el eje del túnel de viento. En tercer lugar, se determina el efecto del WL en la velocidad del viento incidente, a diferentes niveles de intensidad de turbulencia. La velocidad del viento en el túnel sin la rejilla de turbulencia es casi constante, alrededor de 9.6 m/s. Al colocar la rejilla se registró en el eje del túnel de viento una intensidad de turbulencia decreciente, desde un valor de 28.6 % a 500 mm de la rejilla, hasta un 5 % de intensidad de turbulencia a 3 100 mm de la rejilla. Cuando se midió el efecto del wind lens en flujo turbulento, se obtuvo un aumento del 20 % o más en la velocidad del viento. El wind lens demostró ser adecuado para turbinas eólicas que operan en flujo turbulento, acrecentó la velocidad del viento en todas las pruebas, generando un mayor aumento a mayor intensidad de turbulencia.

Se presenta un estudio de caso en Costa Rica sobre instalación y medición de la producción energética de una turbina eólica. Se trata de un aerogenerador de eje horizontal, 5 aspas y 3 kW, instalado a 18 metros de altura en una zona boscosa. Se selecciona un micro beneficio de café y se calcula la producción energética teórica en el punto de interés. Posteriormente se realiza la instalación de la turbina y se mide su producción energética. También se instala una estación meteorológica para registrar la velocidad del viento mensual promedio. Durante los ocho meses que se extendió el estudio, se obtuvo una generación distribuida de 225,76 kWh. Lo que implicó tan solo un 37,75 % de la cifra estimada de 598 kWh según modelos teóricos. Se concluye que el aerogenerador de 3 kW utilizado no se ajusta a las condiciones técnicas del sitio en estudio. Además, que la predicción del recurso eólico sin mediciones en sitio es poco representativa para el punto geográfico de interés.