Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10198/8655
Título: Construção, desenvolvimento e otimização de concentrador e difusor para turbina eólica
Autor: Paulo, Jorge Alexandre Rente
Orientador: Ribeiro, Luís Frölén
Garcia, Valdemar
Palavras-chave: Turbina eólica de eixo horizontal
Concentrador-difusor
Data de Defesa: 2013
Resumo: O objetivo principal deste trabalho consistiu na construção, desenvolvimento e otimização de um dispositivo de captação e aceleração do vento para aumentar a potência numa turbina eólica. Efetuou-se um estudo numérico e experimental com turbinas eólicas de eixo horizontal usando-se apenas turbinas e sistemas constituídos pelo conjunto turbina e dispositivo de captação e aceleração do vento. O dispositivo usado foi do tipo concentrador-difusor, C-D. O trabalho desenvolveu-se em 3 etapas: primeiro foram efetuadas simulações numéricas, seguidas por experi ências com um modelo reduzido de turbina em túnel de vento e por m concluídas em experiências de campo. As turbinas usadas neste estudo eram constituídas por 6 pás, sendo o diâmetro de 0.108 m na turbina usada nas simulações e no túnel de vento e de 0.91 m nas experiências de campo. Nas simulações numéricas e nos ensaios no túnel de vento a velocidade de aproximação do vento variou entre 5.7 e os 10 m/s. Com base nas simulações foram construídos dois modelos de C-D. Os resultados obtidos, quer nas simulações numéricas, quer nas experiências em túnel de vento, mostraram que a potência extraída foi sempre superior quando se utilizou o sistema turbina e C-D. Das simulações numéricas veri cou-se um aumento máximo da velocidade do vento junto da turbina de 21% sendo o aumento médio de 15%. O aumento máximo na potência foi de 112% e o médio foi de 71%. Nos ensaios efetuados no túnel de vento veri caram-se aumentos na pot ência elétrica extraída para os dois dispositivos construídos: aumento má- ximo da potência foi de 153% para um aumento médio de 107%. No C-D 2 os aumentos foram de 187% e 124%, respetivamente. Nas experiências de campo foram apenas obtidos resultados preliminares da potência em função da velocidade do vento.
The main objective of this thesis was the construction, development and optimization of wind acceleration device to increase the output power of a wind turbine. Numerical and experimental studies of horizontal axis wind turbine were conducted without and with the acceleration device. The device was a concentrator-di user (C-D). The work was developed in three stages: rstly numerical simulations were performed, followed by wind tunnel measurements of a scaled model turbine in the wind tunnel and nally eld experiments were carried out. A 6 bladed wind turbine was used in this study: 0.108 m the diameter for the wind tunnel and 0.91 m in eld experiments. The ow eld velocity ranged from 5.7 and 10 m/s for the numerical simulations and for the experimental set-up. Numerical simulations yield information on a single turbine and with the turbine equipped with C-D and allowed to build 2 optimized C-Ds, latter installed in the wind tunnel. The power output results with the C-D were always larger with de C-D devise. For the numerical simulations the maximum, wind velocity increase was 21%, while the average increase was 15% when comparing to the no C-D case. The increase in maximum power was 112% and the average increase was 71%. The wind tunnel showed an increase in the electric power output for both devices built: for C-D 1 the increase of maximum power was 153% and the average increase of 107%; for C-D 2 the increase was 187% and 124%, respectively. Only preliminary results of the wind turbine power curve were obtained in the eld experiments.
Peer review: yes
URI: http://hdl.handle.net/10198/8655
Aparece nas colecções:EI - Engenharia Industrial

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