Publicação
Avaliação da interferência aerodinâmica entre as pás e a torre de uma turbina eólica
| Resumo: | Devido à crise energética e problemas ambientais, houve uma forte aposta na diversificação de recursos energéticos, particularmente nas energias renováveis, de forma a assegurar a diversidade e a segurança no abastecimento de energia. A Energia eólica é uma das mais promissoras, sendo utilizada em pequena e grande escala, maioritariamente em parques eólicos capazes de gerar grande quantidade de energia. O diâmetro do rotor tem aumentado significativamente ao longo dos anos, sendo necessário estudar os efeitos adversos que ocorrem nas pás durante a sua rotação. A interferência aerodinâmica que ocorre, quando as pás de uma turbina de eixo horizontal, se encontram próximas da torre, é designada efeito sombra. Este efeito provoca um défice da velocidade do vento causado pela obstrução da torre quando cada pá passa à frente dessa no seu movimento de rotação, causando perda de potência e vibrações na estrutura. Este efeito é mais significativo quando o rotor se encontra a jusante da torre, downwind, provocando flexões nas pás e contribuindo para o seu stress, aumentando o ruído. Para as turbinas com o rotor a montante, upwind, da torre este efeito é menos significativo sentindo-se no entanto oscilações significativas nos coeficientes aerodinâmicos da pá. O presente trabalho consistiu no estudo deste efeito através de ensaios em túnel de vento dos modelos da torre e da pá, e a determinação dos coeficientes aerodinâmicos desta para o escoamento não perturbado e para o escoamento afectado pelo posicionamento da torre, numa turbina upwind, considerando várias posições relativas da trajectória da pá quando esta passa em frente à torre. Para a realização dos ensaios utilizou-se um perfil alar 2D e um cilindro cujo diâmetro e afastamento da pá foram escalados a partir da pá, tomando a dimensão da corda como referência. Finalmente foram analisados os resultados e constatada a importância desta interferência aerodinâmica. |
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| Autores principais: | Fernandes, Ana Raquel Coutinho |
| Assunto: | Energia eólica Efeito sombra Ensaios em túnel de vento Coeficientes aerodinâmicos Teses de mestrado - 2010 |
| Ano: | 2010 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | Devido à crise energética e problemas ambientais, houve uma forte aposta na diversificação de recursos energéticos, particularmente nas energias renováveis, de forma a assegurar a diversidade e a segurança no abastecimento de energia. A Energia eólica é uma das mais promissoras, sendo utilizada em pequena e grande escala, maioritariamente em parques eólicos capazes de gerar grande quantidade de energia. O diâmetro do rotor tem aumentado significativamente ao longo dos anos, sendo necessário estudar os efeitos adversos que ocorrem nas pás durante a sua rotação. A interferência aerodinâmica que ocorre, quando as pás de uma turbina de eixo horizontal, se encontram próximas da torre, é designada efeito sombra. Este efeito provoca um défice da velocidade do vento causado pela obstrução da torre quando cada pá passa à frente dessa no seu movimento de rotação, causando perda de potência e vibrações na estrutura. Este efeito é mais significativo quando o rotor se encontra a jusante da torre, downwind, provocando flexões nas pás e contribuindo para o seu stress, aumentando o ruído. Para as turbinas com o rotor a montante, upwind, da torre este efeito é menos significativo sentindo-se no entanto oscilações significativas nos coeficientes aerodinâmicos da pá. O presente trabalho consistiu no estudo deste efeito através de ensaios em túnel de vento dos modelos da torre e da pá, e a determinação dos coeficientes aerodinâmicos desta para o escoamento não perturbado e para o escoamento afectado pelo posicionamento da torre, numa turbina upwind, considerando várias posições relativas da trajectória da pá quando esta passa em frente à torre. Para a realização dos ensaios utilizou-se um perfil alar 2D e um cilindro cujo diâmetro e afastamento da pá foram escalados a partir da pá, tomando a dimensão da corda como referência. Finalmente foram analisados os resultados e constatada a importância desta interferência aerodinâmica. |
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