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Abstract(s)
O estudo do desempenho aerodinâmico e energético de turbinas eólicas de pequena
dimensão é vital para a aplicação de sinergias na exploração do potencial eólico
existente em algumas áreas urbanizadas. Neste trabalho estudou-se o efeito do
concentrador-difusor (C-D) aplicado a uma turbina eólica de pequena dimensão (WT).
Recorreram-se a simulações experimentais realizadas em túnel de vento e a simulações
numéricas, utilizando-se ANSYS-FLUENT, para avaliar o incremento que este dispositivo
induz na produtividade de turbinas eólicas de pequenas dimensões. Com recurso às
mesmas ferramentas, procedeu-se ainda ao estudo do desempenho aerodinâmico de
dois modelos aerodinâmicos de uma pá, em termos das forças de arrasto e de sustentação
em função da variação do seu ângulo de ataque considerando uma velocidade de
vento de 20 m/s. A avaliação do desempenho do rotor foi implementada em termos de
coeficiente de potência. Nas medições experimentais, realizadas a uma gama de velocidades
de vento variável entre os 6 e os 14 m/s, foram obtidas melhorias nos valores
de potência elétrica, traduzindo-se em aumentos máximos de 120 % e de um aumento
médio de 90 % nos correspondentes valores de coeficiente de potência. Os mesmos
valores descrevem uma melhoria mais pronunciada para valores mais reduzidos de
velocidade de vento. Relativamente às simulações numéricas, realizaram-se cálculos
CFD referentes ao funcionamento do dispositivo C-D considerando uma velocidade de
ar circundante de 6 e 14 m/s. Os cálculos CFD efetuaram uma avaliação da velocidade
verificada na zona de ação do rotor, onde obtiveram-se aumentos máximos de 81 % e
86 %, respetivamente. Referentemente ao desempenho aerodinâmico da pá, devido às
reduzidas dimensões dos modelos aerodinâmicos criados, geram-se valores de forças
reduzidas. As simulações experimentais e numéricas efetuadas demonstram uma tendência
algo similar nos resultados produzidos, especialmente para os valores das forças
de arrasto.
Description
Keywords
Concentrador-difusor Aerodinâmica da pá Pequena turbina eólica Coeficiente de potência
Pedagogical Context
Citation
Maia, Bala; Lino, André; Ribeiro, Luís Frölén; Ribeiro, J.E.. (2014). Desempenho dinâmico de turbinas eólicas de pequena dimensão: contribuições experimentais e simulações CFD. In II Encontro de Jovens Investigadores do Instituto Politécnico de Bragança. Bragança: Instituto Politécnico.