Análisis comparativo de tecnologías sustitutivas para la medición del potencial eólico en las instalaciones del Instituto Tecnológico Universitario Guatemala Sur

Autores/as

Palabras clave:

Anemómetro de cazoleta, dron, globo , rosa de viento, rapidez del viento

Resumen

La presente investigación tiene como objetivo el análisis comparativo de tecnologías sustitutivas para la medición del potencial eólico en las instalaciones del Instituto Tecnológico Universitario Guatemala Sur. Para
esto se realizaron mediciones de la rapidez y dirección del viento, con tres sistemas tecnológicos independientes
denominados por mástil, que se consideró como sistema de referencia, por elevación con el uso de un dron y por
elevación con globos inflados con helio. Se utilizaron anemómetros de cazoletas en cada sistema a 10 y 15 m de
altura, con frecuencias de medición de 5 min para el sistema por dron y mástil, además, 4 min para el sistema
elevado por globos, la dirección del viento se consideró igual en todos los sistemas basados en los datos del mástil.
Se realizaron comparaciones con el uso de pruebas de diferencias entre medias, gráficas lineales y rosas de viento.
Los resultados muestran 68.75% de igualdad entre las medias del sistema por mástil y elevado por dron, además,
un 40% de igualdad entre las medias del sistema por mástil y elevado por globo. El potencial eólico resultante
durante el periodo de experimentación fue de 0.94041 W/m2. Se concluye que, para la medición del potencial
eólico el sistema por mástil es el más confiable, debido a su capacidad de continuidad en la medición a largo
plazo, ya que el uso del dron y los globos poseen carencias de energización y sustentabilidad respectivamente

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Citas

Avanzini, G., de Angelis, E.L., Giulietti, F. (2016). Optimal performance and sizing of a battery-powered aircraft. Aerospace Science and Technology, 59, 132-144. https://doi.org/10.1016/j.ast.2016.10.015

Asea Brown Boveri & ABB, S. (2012). Cuaderno de aplicaciones técnicas no. 12 Plantas eólicas.

Chong, J., Lee, S., Shin, S., Hwang, S. E., Lee, Y., & Kim, S. (2020). Research on meteorological technology development using rotary and multicopter unmanned aerial vehicles and its application. In 2020 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), pp. 540-544. IEEE Xplore. [invalid URL removed]

Crowe, D., Pamula, R., Cheung, H. Y., & De Wekker, S. F. (2020). Two supervised machine learning approaches for wind velocity estimation using multi-rotor copter attitude measurements. Sensors, 20(19), Artículo 5638. https://doi.org/10.3390/s20195638

Giebel, G., Schmidt Paulsen, U., Bange, J., la Cour-Harbo, A., Reuder, J., Mayer, S., van der Kroonenberg, A., & Mølgaard, J. (2012). Autonomous Aerial Sensors for Wind Power Meteorology - A Pre-Project. Danmarks Tekniske Universitet, Risø Nationallaboratoriet for Bæredygtig Energi. Denmark. Forskningscenter Risøe. Risoe-R http://vbn.aau.dk/files/60873544/PSOAerialSensors_FinalReport.pdf

Google Earth (s.f.) Ubicación Instituto Tecnológico Universitario Guatemala Sur. Recuperado el 16 de agosto de 2023. [invalid URL removed]

González-Rocha, J., Woolsey, C. A., Sultan, C., & De Wekker, S. F. J. (2019). Sensing wind from quadrotor motion. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 42(4), 836-852.

Thé, J. van G., Johnson, M., Shatalov O., & Smotrikov, V. (2018). WRPLOT View (version 8.0.2.) [Software]. Lakes environmental software. https://www.weblakes.com/software/freeware/wrplot-view/

Hattenberger, G., Bronz, M., & Condomines, J. P. (2022). Estimating wind using a quadrotor. International Journal of Micro Air Vehicles, 14, https://doi.org/10.1177/17568293211070824

Ingenhorst, C., Jacobs, G., Stößel, L., Schelenz, R., & Juretzki, B. (2021). Method for airborne measurement of the spatial wind speed distribution above complex terrain. Wind Energy Science, 6(2), 427-440. https://doi.org/10.5194/wes-6-427-2021

López, M. V. (2012). Ingeniería de la energía eólica (Vol. 5). Marcombo.

Lyasota, A. (2013). Sistema de medición de las características del viento en altura a base de globo cautivo [Tesis de maestría, Universitat Politècnica de Catalunya]. http://hdl.handle.net/2099.1/17353

Meier, K., Hann, R., Skaloud, J., & Garreau, A. (2022). Wind Estimation with Multirotor UAVs. Atmosphere, 13(4), 551. https://doi.org/10.3390/atmos13040551

Moro Vallina, M. (2013). Tecnología industrial I. Ediciones Paraninfo.

Mulgaonkar, Y., Whitzer, M., Morgan, B., Kroninger, C. M., Harrington, A. M., & Kumar, V. (2014, June). Power and weight considerations in small, agile quadrotors. In Micro-and Nanotechnology Sensors, Systems, and Applications VI (Vol. 9083, pp. 376-391). Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. https://doi.org/10.1117/12.2051112

Prudden, S., Fisher, A., Marino, M., Mohamed, A., Watkins, S., & Wild, G. (2018). Measuring wind with small unmanned aircraft systems. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 176, 197-210. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2018.03.029

Rudiyanto, B., Hariono, B., & Budiprasojo, A. (2020). Quadcopter Surveyor Drone Wind Velocity Data Characteristic for Optimal Hotwire Sensor Position. Proceedings of Journal of Physics: Conference Series, 1569(3), Artículo 032096. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1569/3/032096.

Riddell, K. D. A. (2014). Design, testing and demonstration of a small unmanned aircraft system (SUAS) and payload for measuring wind speed and particulate matter in the atmospheric boundary layer (Publication Number: AAT 1569498) [Tesis de maestría, University of Lethbridge]. https://opus.uleth.ca/server/api/core/bitstreams/f225ae93-0323-4e33-a06ad74b2a5a43f0/content

Sasaki, K., Inoue, M., Shimura, T., & Iguchi, M. (2021). In Situ, Rotor-Based Drone measurement of wind vector and aerosol concentration in volcanic areas. Atmosphere, 12(3), 376. https://doi.org/10.3390/atmos12030376.

Simma, M., Mjøen, H., & Boström, T. (2020). Measuring wind speed using the internal stabilization system of a quadrotor drone. Drones, 4(2), Artículo 23. https://doi.org/10.3390/drones4020023.

Varentsov, M., Stepanenko, V., Repina, I., Artamonov, A., Bogomolov, V., Kuksova, N., Marchuk, E., Pashkin, A., & Varentsov, A. (2021). Balloons and quadcopters: Intercomparison of two low-cost wind profiling methods. Atmosphere, 12(3), Artículo 380. [invalid URL removed]

Vasiljević, N., Harris, M., Tegtmeier Pedersen, A., Rolighed Thorsen, G., Pitter, M., Harris, J., Bajpai, K., & Courtney, M. (2020). Wind sensing with drone-mounted wind lidars: proof of concept. Atmospheric Measurement Techniques, 13(2), 521-536. https://doi.org/10.5194/amt-13-521-2020

Vega de Kuper, J. C., & Ramírez Morales, S. (2014). Fuentes de energía: Renovables y no renovables aplicaciones. Alpha Editorial. (Not relevant to wind measurement)

Wearmouth, C. (2022). Flying anemometers: Performance assessment of a miniaturized sonic anemometer for measuring wind from a drone [Master's thesis, University of Calgari]. http://dx.doi.org/10.11575/PRISM/39576 (Not a scholarly article)

Weather Spark (n.d.). Clima y tiempo promedio durante todo el año en Palín. Recuperado el 16 de agosto de 2023. [invalid URL removed] (Not relevant to wind measurement)

Wetz, T., Wildmann, N., & Beyrich, F. (2021). Distributed wind measurements with multiple quadrotor unmanned aerial vehicles in the atmospheric boundary layer. Atmospheric Measurement Techniques, 14(5), 3795-3814. https://doi.org/10.5194/amt-14-3795-2021

Wolf, C. A., Hardis, R. P., Woodrum, S. D., Galan, R. S., Wichelt, H. S., Metzger, M. C., Bezzo, N., Lewin, G., & de Wekker, S. F. (2017). Wind data collection techniques on a multi-rotor platform. In Systems and Information Engineering Design Symposium (SIEDS) (pp. 32-37). [invalid URL removed]

Li, Z., Feng, H., Ou, P., & Shen, Y. (2021). Boundary layer wind profile measurement based on a six-rotor UAV anemometer. Engineering Mechanics, 38(8), 121-132. [invalid URL removed]

Zimmerman, S. (2022). Development of a disturbance observer for wind estimation by multirotor drone using machine learning [Master's thesis, University of British Columbia]. [invalid URL removed] (Not a scholarly article)

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Publicado

2024-06-29

Cómo citar

López Rodríguez, S. A. (2024). Análisis comparativo de tecnologías sustitutivas para la medición del potencial eólico en las instalaciones del Instituto Tecnológico Universitario Guatemala Sur. Ciencia, Tecnologí­a Y Salud, 11(1), 5–20. Recuperado a partir de https://revistas.usac.edu.gt/index.php/cytes/article/view/1560

Número

Sección

Artículos científicos