Energia Eólica - ppt, Notas de estudo de Engenharia de Produção

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Engenharia de Produção Industrial

Energia

Máquinas Industriais

Energia Eólica

A energia eólica é a energia dos ventos. É uma fonte de energia abundante e renovável. Possui um enorme potencial para produzir, sem emissões e com pouco impacto ambiental directo, quantidades substanciais de electricidade.

Tipo de conversão energética

Utilização final

Moinhos de vento

Conversão de energia cinética em energia mecânica

Uso de energia mecânica para processo

Aerogeradores

Conversão de energia potencial em electricidade

Uso de electricidade para fins diversos

Primeiro Aerogerador

A primeira aplicação na produção de electricidade

data do início século XX, mais precisamente em 1927

e é devida ao engenheiro aeronáutico francês Jean

Darrieus, utilizando um rotor de eixo vertical ligados

a um gerador eléctrico em que este pode ser

colocado próximo ao chão.

Porém a crescente utilização dos motores de

combustão interna, o baixo preço dos combustíveis

utilizados na época, ditaram o abandono dos

geradores eólicos.

Energia Eólica em Portugal

 O primeiro parque eólico de Portugal foi

construído em 1985 na ilha de Porto Santo, na Madeira.

 Segundo o Portal das Energias Renováveis, em

2005 Portugal dispunha nessa altura e 81 parques eólicos e 521 turbinas eólicas distribuídos por todo o território nacional.

 Em 26 de Novembro de 2008 entrou em

funcionamento o maior parque eólico de Portugal, até à data, situado no distrito de Viana do Castelo e dispondo de 240MW de potência.

 Espera-se num futuro próximo seja atingida

uma potência eólica instalada de 3750MW.

TIPOS DE AEROGERADORES

Turbinas de Eixo Horizontal

 São as mais comuns sendo aplicadas na maioria

dos parques eólicos existentes;

 Necessitam de um mecanismo que permita o

posicionamento do eixo da turbina em relação à

direcção do vento;

 Tipos de turbinas de eixo horizontal:

 Turbinas de rotor multipás – utilizadas sobretudo para bombagem de água. Apresentam um bom rendimento para velocidades baixas de vento  limitação da potência máxima extraída por área de rotor;  Turbinas de rotor de 2 ou 3 pás – são as mais utilizadas na actualidade pois apresentam uma relação bastante boa entre a potência extraída e a área de varrimento do rotor.

TIPOS DE AEROGERADORES

Turbinas de Eixo Vertical

O vento actua perpendicularmente ao eixo de rotação da turbina

 Principais tipos de turbinas de eixo vertical:

 Turbinas do tipo Savonius Apresentam curva de rendimento em relação à velocidade bastante próxima da curva de rendimento das turbinas multipás de eixo horizontal;

 Turbinas do tipo Darrieus Movidas por forças de sustentação e constituídas por lâminas curvas de perfil aerodinâmico, ligadas pelas extremidades ao eixo vertical.

Os Ventos

O vento consiste no deslocamento de massas de ar resultante de diferenças de pressão existentes na atmosfera,

Alexandre Pereira Nº 20086381

Projecto experimental

A ideia principal é alimentar uma divisão em casa que serve de escritório. O aerogerador escolhido foi de eixo vertical do tipo Savonius , menos eficiente, mas menor velocidade de arranque. Para construi-lo elegi um bidão de 200 litros, duas rodas de bicicleta de 26”, um rolete de Ø60, um alternador de automóvel, um inversor, uma bateria de 70Ah, duas chumaceiras e parte estrutural.

Somei a potência de consumo dos aparelhos que pretendo alimentar tendo em conta uso diário de cada um.

 Notebook --------> 90w x 6h = 540 w/dia;  TV 14"------------> 50w x 5h = 250 w/dia;  Iluminação ------> 25w x 4h = 100 w/dia;  Diversos ---------> 15w x 4h = 60 w/dia; 1425W/12V=118.75A^ ^ Total --------------> 950w/dia ----> + 50% = 1425w Uma bateria com capacidade de 40 Amperes chega se o aerogerador funcionar 3H diárias. Admitindo que a velocidade do vento é de 3m/s e o coeficiente de potência de 0,2. Dá 0,6m/s. v = 𝜔. r  𝜔 = v / r → 0.6 / 0.33 = 1.8rad/s  rpm= (30. 𝜔) / 𝜋 → (30 x 1.8) / 𝜋 = 17.3rpm

𝑟𝑝𝑚 =

660𝑥 60𝑥68. 𝑥17.3 = 1833

Projecto experimental

Para alimentar o escritório, desligo o disjuntor relativo ao escritório no quadro eléctrico da casa e ligar uma extensão do inversor a uma tomada do mesmo com o propósito de injectar a corrente no circuito concluindo o objectivo inicial.

Tendo em conta que o preço do kW roda os 17 cêntimos, traduz uma poupança mensal de cerca de 5euros. Isto tendo em conta da potencial real necessária ser os 950w diários. Como os materiais aplicados são reciclados, o investimento paga-se a curto prazo.

A energia eólica constitui uma forma de produção de energia eléctrica que se encontra em forte ascensão mundial devido à necessidade de aumentar a produção de energia eléctrica a partir de fontes alternativas (cumprimento do Protocolo de Quioto) e em detrimento aumento do preço dos combustíveis fosseis e a escassez destes recursos.