Construção, desenvolvimento e otimização de concentrador e difusor para turbina eólica

• Main Author: Paulo, Jorge Alexandre Rente
• Publication Date: 2013
• Format: Master thesis
• Language: eng
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10198/8655
• topic: Turbina eólica de eixo horizontal; Concentrador-difusor

O objetivo principal deste trabalho consistiu na construção, desenvolvimento e otimização de um dispositivo de captação e aceleração do vento para aumentar a potência numa turbina eólica. Efetuou-se um estudo numérico e experimental com turbinas eólicas de eixo horizontal usando-se apenas turbinas e sistemas constituídos pelo conjunto turbina e dispositivo de captação e aceleração do vento. O dispositivo usado foi do tipo concentrador-difusor, C-D. O trabalho desenvolveu-se em 3 etapas: primeiro foram efetuadas simulações numéricas, seguidas por experi ências com um modelo reduzido de turbina em túnel de vento e por m concluídas em experiências de campo. As turbinas usadas neste estudo eram constituídas por 6 pás, sendo o diâmetro de 0.108 m na turbina usada nas simulações e no túnel de vento e de 0.91 m nas experiências de campo. Nas simulações numéricas e nos ensaios no túnel de vento a velocidade de aproximação do vento variou entre 5.7 e os 10 m/s. Com base nas simulações foram construídos dois modelos de C-D. Os resultados obtidos, quer nas simulações numéricas, quer nas experiências em túnel de vento, mostraram que a potência extraída foi sempre superior quando se utilizou o sistema turbina e C-D. Das simulações numéricas veri cou-se um aumento máximo da velocidade do vento junto da turbina de 21% sendo o aumento médio de 15%. O aumento máximo na potência foi de 112% e o médio foi de 71%. Nos ensaios efetuados no túnel de vento veri caram-se aumentos na pot ência elétrica extraída para os dois dispositivos construídos: aumento má- ximo da potência foi de 153% para um aumento médio de 107%. No C-D 2 os aumentos foram de 187% e 124%, respetivamente. Nas experiências de campo foram apenas obtidos resultados preliminares da potência em função da velocidade do vento.