Análise da viabilidade técnica do aerogerador sem pás: um estudo de caso na Universidade Positivo

• Autor(a) principal: Figueiredo, Mariana Menegueti
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Cruzeiro do Sul
• Texto Completo: https://repositorio.cruzeirodosul.edu.br/handle/123456789/3218
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Aerogerador sem pás; Vórtice; CFD

Com o aumento constante da demanda de energia, a capacidade de geração eólica é uma alternativa para complementar a matriz energética. Os aerogeradores normalmente possuem duas ou três pás e a geração de energia elétrica ocorre com ventos de maior velocidade e em grandes alturas. O aerogerador sem pás Vortex Tacoma é uma nova tecnologia em desenvolvimento, utiliza ventos de baixa velocidade e possui uma estrutura pequena, ideal para instalação em áreas urbanas como em casas e prédios. A estrutura do equipamento é composta por uma base fixa e haste ressonante, a modelagem da haste não é aerodinâmica para maximizar as instabilidades aerodinâmicas e turbulências do vento, pois quanto maior a instabilidade e ressonância da haste com as forças laterais do vento, maior é o desempenho e captura da energia. A captura de energia ocorre com a oscilação da haste quando o vento flui ao redor da estrutura, criando um padrão de pequenos vórtices de von Kármán. Para análise da viabilidade técnica do aerogerador sem pás foi realizado um estudo de caso na Universidade Positivo, com base na imagem de satélite do campus universitário obtida pelo Google Earth, dados topográficos obtidos pelo Instituto de Pesquisa e Planejamento Urbano de Curitiba e estudos realizados anteriormente sobre as velocidades dos ventos em Curitiba e na Universidade Positivo, com coleta de dados utilizando anemômetro. Com base na análise dos dados a partir do software ArcGIS 10.8 e AutoCAD 2020, foi observado que o ponto mais alto do campus universitário é na piscina olímpica coberta com 970 metros e com velocidade média dos ventos de 2,28 m/s. No software CFD SimFlow foi realizada uma simulação onde foi verificado o desprendimento de vórtices em uma haste ressonante. Com base nas simulações, o arranjo indicado para instalação do Vortex foi com os aerogeradores próximos e na diagonal. Para aumentar a turbulência do vento e a geração de vórtices foi escolhido um espaçamento de 0,29 metros entre os aerogeradores. A exploração do terreno foi considerada favorável para instalação do aerogerador Vortex Tacoma, devido a quantidade de equipamentos que podem ser instalados próximos pelo efeito da esteira de desprendimento de vórtices e pelo espaço necessário de 1 m² para instalação do equipamento, com 2,75 metros de altura. A Universidade Positivo dispõe de um campus com uma área de 424.800 m², com isso podem ser instalados vários equipamentos Vortex Tacoma em diferentes arranjos.