Experimental characterization of the Ayanz vertical axis windmill in mini wind applications and contributions in the simplification of the associated electronics

Abstract

Within the current energy revolution, wind energy is playing an increasing role. However, small-scale generation technologies, such as mini-wind turbines, are less developed. In this paper, firstly, the feasibility of the recently rediscovered Ayanz mill for small-scale power generation will be studied. As a main result, it has been concluded that the Ayanz windmill with deflector is comparable to current turbine designs such as the Savonius. In addition, two alternatives have been proposed to simplify the associated electronics and increase the efficiency of the system: first, avoiding the need for a microcontroller by using an analog circuit that emulates the MPPT (Maximum Power Point Tracking) control; and another alternative avoiding the use of a power converter or active control, simplifying the whole system.

Dentro de la revolución energética actual, la energía eólica tiene un papel creciente. No obstante, las tecnologías de generación a pequeña escala, como las turbinas mini-eólicas, están menos desarrolladas. En este documento, inicialmente, se estudiará la viabilidad del recientemente redescubierto molino de Ayanz para la generación eléctrica a pequeña escala. Como principal resultado, se ha concluido que el molino de Ayanz con deflector es equiparable a diseños de turbinas actuales como el Savonius. Además, se han planteado dos alternativas para la simplificación de la electrónica asociada y aumentar la eficiencia del sistema: una primera, evitando la necesidad de microcontrolador mediante el uso de un circuito analógico que emule el control MPPT (Maximum Power Point Tracking); y otra alternativa evitando el uso de convertidor de potencia o control activo alguno.