Análise do desempenho aerodinâmico do perfil das pás de uma hélice de um aerogerador

• Autor(a) principal: Correia, Helder Filomeno
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/9989
• topic: Interação fluido/estrutura; energia eólica

As necessidades energéticas crescentes têm levado a uma procura cada vez maior de fontes energéticas com baixo impacto ambiental. Dentro das fontes de energia renováveis a energia eólica tem ganho algum destaque. Assim o aumento do tamanho e altura dos aerogeradores para obtenção de maiores potências é uma consequência natural da evolução tecnológica dos aerogeradores, o que requer uma maior complexidade no design e na aerodinâmica das pás, pois o aumento do volume dos perfis das pás aumenta as perdas aerodinâmicas, principalmente para baixos ângulos de ataques e na região perto da raiz da pá, onde os perfis geométricos das pás (aerofólios) tem que ser maiores de modo a garantirem a estabilidade estrutural com a desvantagem de serem mais espessos e possuírem uma maior resistências ao vento, neste sentido os projetos de aerogeradores requerem um estudo complexo de possíveis combinações de aerofólios de modo a otimizar as potências eólicas retiradas ao vento Como forma de complementar o estudo da aerodinâmica das pás dos aerogeradores, neste trabalho é analisado o comportamento aerodinâmico dos perfis geométricos das pás quando expostas ao fluxo de vento para diferentes condições e posteriormente é feito um estudo numérico do escoamento do vento sobre o perfil 3D de uma pá de uma turbina GE 1.5XLE, constituída por aerofólios S818, S825 e S826. A interação do vento com o perfil aerodinâmico das pás do aerogerador é simulada recorrendo ao modelo turbulento k-w SST disponibilizado pelo software Fluent. Na primeira parte estuda-se o comportamento aerodinâmico dos aerofólios S818, S825 e S826 através dos coeficientes de resistência, de sustentação, de pressão bem como os campos de pressão, de velocidades e respetivas linhas de corrente. Na segunda parte utilizam-se simulações do escoamento do vento com velocidades de 12,0 m/s e 15,16 m/s em torno de uma pá do aerogerador de modo a realizar-se uma análise geral da eficiência do aerogerador estudado. Os resultados são comparados com modelos teóricos e com dados das especificações do fabricante.