Desafio Turbinas Eólicas
1. Introdução
O aerogerador ou turbina eólica é um equipamento que tem a capacidade de captar parte da energia cinética contida nos ventos e transformá-la em energia elétrica. Turbinas eólicas podem ser projetadas de diversas formas integrando um número variável de pás. Com base na orientação do eixo de rotação, há duas classes predominantes de turbinas eólicas: Turbinas Eólicas de Eixo Horizontal (TEEH) e Turbinas Eólicas de Eixo Vertical (TEEV).
Fig.: (a) Turbina eólica de eixo horizontal (TEEH) e (b) turbina eólica de eixo vertical (TEEV).
2. A energia do vento
A potência elétrica gerada por uma turbina é função do cubo da velocidade do vento v
onde:
P – Potência em watts;
ρ – densidade do ar (1.225 kg/m3 no nível do mar e a 15oC);
Ar – área varrida pelo rotor (Ar = πD2/4, D=2R é o diâmetro do rotor e R é o comprimento da pá);
Cp – coeficiente aerodinâmico de potência do rotor (valor máximo teórico = 0.593, na prática atinge 0.45 e é variável com o vento, rotação, e parâmetros de controle da turbina);
v -velocidade do vento, em m/s;
η – eficiência do conjunto gerador/transmissões mecânicas e elétricas (~0.93-0.98).
3. Itens necessários para turbina eólica
- (1) Pás;
- (2) Gerador Elétrico;
- (3) Torre de sustentação;
- (4) Base de Fixação;
Obs: Caso de eixo horizontal ou necessidade para direcionar ao vento, adicionar (5) Rabeira.
4. Critérios
- A turbina eólica deve caber dentro de uma caixa de 50 x 50 x 50 cm³ sem considerar a base de fixação;
- Os materiais usados na fabricação devem ser resistentes a intempérie (vento, chuva, etc), pois a turbina provavelmente será instalada;
- Deverá existir um acesso a saída do gerador elétrico (6) para realização de testes com carga (resistores ou leds);
- Um LED branco deve ser ligado a saída (6) do gerador.
- O gerador deve ser fabricado pela equipe usando imãs e boninas de cobre.
5. Avaliação (Sujeito a alterações)
| Item avaliado | Nota | Peso |
| Energia Gerada | 0 a 10 | 0,4 |
| Criatividade e inovação | 0 a 10 | 0,2 |
| Estética | 0 a 10 | 0,1 |
| Trabalho escrito e apresentação | 0 a 10 | 0,3 |
Sugestões:
- Pesquise no Google combinações de palavras como: “homemade wind turbine”, “do it yourself (DIY)+ wind generator”, etc…
- Para imãs visite: http://www.tecnoimaloja.com.br/
- Opção de projeto sugerido: Projeto 3D da parte mecânica do gerador Dimensões das pás Custos Protótipo Aerogerador parte mecânica
Use a criatividade, inove, think out of the box!
FAQ – Frequently Asked Questions and Answers
Professor, eu poderei utilizar alternadores, tipo motores/geradores prontos? ou devo montar o equipamento todo do do inicio?
A corrente gerada deve ser continua ou alternada?
Aproximadamente quanta potência deve ser gerada?
Professor, não quero gastar muito com imãs e achei os preços altos. Alguma dica?
Professor, poderia passar as especificações para os fios de cobre para a confecção das bobinas?
Professor, pode citar algum vídeo que ajude na construção do gerador?
É necessário resinar as bobinas e aclopadas entre um estrutura de madeira? Ou poço simplesmente posiciona las sobre um superfície de madeira?sei que a segunda opção torna a distância entre os imãs maiores devido a espessura da madeira, isso interfere no desempenho?
Sei que de cada bobina sairá `2 fios` onde um será o polo positivo e o outro negativo, na hora de montar eu prendo (amarro) os polos positivos de cada bobina com as demais e os negativos respectivamente, ou deixo vários fios `soltos`?
O numero de imãs tem que ser proporcional ao numero de bobinas? Ex: 8 bobinas apenas 8 imas, ou poço ter 8 bobinas 40 imãs?
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