Aerogeradores, Trabalhos de Eletromecânica

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Disciplina de

Tópicos de Mecânica

Prof.: Ivan Darwiche Rabelo

Energia Eólica

Aerogeradores

Aluno: José Roberto Andrade Junior

O que é energia eólica?

eólico:(latim) aeolicus , relativo a Éolo, deus dos ventos na mitologia grega.

É a energia que provém do vento.

Energia cinética contida nas

massas de ar em movimento (vento).

Conceitos históricos ● Babilônia e China 2000 a 1700 a.c.

• (^) moinhos para bombear água e moer grãos ● Século XII -moínhos de vento na Europa 1750: ● Holanda :8. ● Inglaterra: 10. Criptana - Espanha

Conceitos históricos ● Declínio:

• (^) Watt: motor a vapor – século XVIII
• (^) Acelerou-se no início do século XX
• (^) Uso de combustíveis fósseis ● Novo momento:
• (^) bombeamento de água – zona rural
• (^) aerogeradores: crise do petróleo na década de 70.

Uso de aerogeradores ● Impacto ambiental: quase nulo ● Principal problema: poluição visual

• (^) barulho
• (^) interferência em televisores
• (^) acidentes com aves silvestres

Uso de aerogeradores ● Pontos positivos:

• (^) Curto período de construção
• (^) Tamanho reduzido em relação a outros geradores
• (^) adaptável: conforme objetivo de uso, localização, capacidade produtiva ● Idéia:
• (^) Complemento para plantas de energia solar: menos sol, mais vento ( normalmente)

Esquemático do aerogerador Projeto consolidado: ● rotação horizontal ● três pás ● alinhamento ativo ● gerador de indução ● estrutura não flexível

Funcionamento do aerogerador ●

Gôndola :contém os componentes chaves do

aerogerador.

●

Pás do rotor :captura o vento e transmite sua

potência até o cubo que está acoplado ao eixo

de baixa velocidade.

●

Multiplicador de velocidade :permite que o

eixo de alta velocidade gire em torno de 40

vezes mais que o de baixa.

●

Freio mecânico de disco : utilizado em caso

de emergência ou manutenção.

Conceitos aerodinâmicos ●

Mesmo conceito empregado

nos aviões

●

ar na parte superior se

move mais rápido que a da

parte inferior

●

o escoamento em torno dos

perfis das pás : bastante

aderente à superfície

• (^) sustentação aerodinâmica
• (^) pequenas forças de arrasto

Aerodinâmica ●

Velocidade ponta da pá :

• (^) 64 m/s ●

1/4 do centro:

• (^) 16 m/s. ●

Pás do rotor

• (^) sempre torsionadas
• (^) ângulo de ataque

otimizado desde a base

até o extremo

Potência e Controle ● Regulação por perda aerodinâmica(stall)

• (^) Pás unidas ao cubo em ângulo fixo.
• (^) Perfil da pá projetado para assegurar :
• (^) Quando velocidade do vento bastante alto (demasiadamente),crie turbulência.
• (^) perda de sustentação evita que a força de sustentação da pá atue no rotor. ● principais vantagens:
• (^) evitam partes móveis no rotor
• (^) um complexo sistema de controle

Sistema eólico simples residencial

Cálculo:Exemplo Qual a produção máxima que pode ser atingida por uma turbina de vento com raio de lâmina de 2m exposta a um vento de 25mph? ● D=4m. 3,28 pés / 1m =13,08 pés ● P= 2,36. 10-6(13,08)²(25)³=6,3 kW ● Levar em consideração uma média obtida através de uma tabela , em que observe-se a variação da velocidade do vento.

Tendências futuras

uma voluta vertical apropriada para capturar

ventos a baixa pressão, ao passar nos rotores

axiais protegidos internamente.

Turbovela