ANÁLISE DO POTENCIAL MECÂNICO E TORQUE AERODINÂMICA COM DADOS DE TEMPERATURA DO VENTO EM TURBINAS EÓLICAS DE EIXO HORIZONTAL

Resumo

O Brasil tem grande parte de sua matriz energética oriunda de fontes hídricas e térmica, sendo um dos países que mais gera energia limpa no planeta. Além destas formas de geração e produção de energias, temos a partir de fonte solar, o biogás, a fotovoltaica e a energia eólica, todas elas em processo de crescimento como matriz energética, porém pouco aproveitada, embora extremamente favorável principalmente na região nordeste do país. Em energia eólica, o estudo para a modelagem de pás das turbinas aborda uma série de variáveis que impactam profundamente na extração da energia dos ventos, entre essas, o coeficiente de potência Cp, que expressa características estruturais e de funcionamento do rotor, bem como do meio que está inserida a turbina. Embora a temperatura local não esteja explicita no Cp, ela impacta na energia mecânica extraída do vento, podendo afetar a produção final de energia elétrica. Nesse artigo o desempenho do rotor da turbina eólica é avaliado em função do coeficiente de torque Cq, que está relacionado ao coeficiente de potência Pm através da relação de velocidade da ponta da pá λ, que por sua vez é uma razão entre velocidade do rotor e do vento. Analisamos o coeficiente de torque usando λ, o ângulo de ataque β e o coeficiente de potência Pm em diferentes temperaturas, reconhecendo a relação entre o torque aerodinâmico TA e o coeficiente de torque Cq. A análise indica que controlar a velocidade angular significa consequentemente que o torque aerodinâmico TA causado pelas pás, será controlado, portanto a Pm extraída, TA e λ estão relacionadas. A proposta desse estudo é reconhecer previamente as oscilações de vento e mudanças de temperatura, com as possibilidades de que os sistemas posteriores à turbina otimizem o controle de velocidade angular do rotor, minimizando as oscilações entregue ao gerador elétrico.

Biografia do Autor

Nuccia Carla Arruda de Sousa sousa, UFOB
Professora efetiva da Universidade Federal do Oeste da Bahia - UFOB. Possui graduação em Física ( Licenciatura Plena) pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (2006), Mestrado em Física da Matéria Condensada pela Universidade Federal de Alagoas (2009). Possui Doutorado em Física da Matéria Condensada pela Universidade Federal de Alagoas (2013) com o tema da tese, Propriedades Ópticas e Estruturais dos Vidros Boratos Puro e Dopados com Nd2O3 . Foi professora pesquisadora Bolsista ETEC Edital nº 17/2015 e professora substituta do Instituto Federal de Alagoas.- IFAL. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Propriedades Ópticas e Espectroscopia, mais precisamente no estudo de vidros dopados com íons terras raras para o desenvolvimento de dispositivos fotônicos. Atua em trabalhos utilizando ferramentas computacionais com aplicação em cálculos estruturais aplicados na Engenharia Civil. Desenvolve estudos na área de Energias Renováveis, com projetos de iniciação científica com enfase em modelagem computacional de Células Fotovoltaicas e Energia Eólica, onde busca otimizar as transformações energéticas com maior eficiência, objetivando desenvolver sistemas com baixo custo e novos modelos.
Publicado
2021-01-19
Seção
Artigos