ESCOLA E.B.2,3 Dr. LEONARDO COIMBRA

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1 ESCOLA E.B.2,3 Dr. LEONARDO COIMBRA
Energia Eólica AGRUPAMENTO VERTICAL DR. LEONARDO COIMBRA - lixa ESCOLA E.B.2,3 Dr. LEONARDO COIMBRA ÁREA DE PROJECTO Ano lectivo 2010/2011

2 Introdução A energia eólica é hoje a energia mais falada das fontes de energia renováveis ,caracterizada por ter vindo fazer funcionar a engrenagem de moinhos e de mover os barcos .As turbinas eólicas, isoladas ou em pequenos grupos de quatro ou cinco, e, cada vez mais, em parques eólicos com quarenta e cinquenta unidades, são já um elemento habitual da paisagem de muitos países europeus .

3 ÍNDICE: 1. Introdução……………………………………………………pág1
2.O que é a energia eólica ?………………………………..pág2 3. Energia Eléctrica produtível……………………………..pág3 4. Constituição de uma eólica ……………………………………………………..pág4 5.O rotor………………………………….. …………………………………….pág5 6.A cabina ………………………….pág6 7.A torre………………………………………………………..pág7 8.Aerodinâmica………………………………………………..pág8 9. conclusão………………………………………………………….pág9 10.Blibliografia……………………………………………………………..pág9

4 O que é a energia eólica? A energia eólica representa o aproveitamento da energia cinética contida no vento para produzir energia mecânica (a rotação das gás) que pode a seguir ser transformada em energia eléctrica por um gerador eléctrico. O vento é utilizado há milhares de anos para responder às necessidades energéticas das actividades humanas, por exemplo para propulsar meios de transporte (barcos a vela), bombear água ou permitir o funcionamento de actividades industriais, como era o caso dos moinhos de vento ainda visíveis no cume de muitos montes portugueses. Como a maior parte das fontes de energia renováveis (excepto a energia geotérmica), a energia eólica é uma forma de energia solar: tem origem no aquecimento da atmosfera pelo sol, que põe em movimento as massas de ar. A rotação da terra, a forma e cobertura da superfície terrestre e os planos de água influenciam ao seu turno o regime dos ventos, ou seja, a velocidade, direcção e variabilidade do vento num determinado lugar. Hoje em dia, a energia eólica é cada vez mais utilizada para produzir electricidade, seja para utilização local descentralizada, por exemplo em lugares isolados, seja em grandes “parques eólicos” constituídos por vários aerogeradores conectados à rede eléctrica.

5 A energia electríca produtível
Uma condição necessária para a apropriação da energia contida no vento é a existência de um fluxo permanente e razoavelmente forte de vento. As turbinas modernas são projectadas para atingirem a potência máxima para velocidades do vento da ordem de 10 a 15 m/s. A energia disponível para uma turbina eólica é a energia cinética associada a uma coluna de ar que se desloca a uma velocidade uniforme e constante unidade (m/s). Na unidade de tempo, aquela coluna de ar, ao atravessar a secção plana transversal. A (m2) do rotor da turbina, desloca uma massa ρAu (kg/s), em que ρ é a massa específica do ar (ρ = 1,225 kg/m3, em condições de pressão e temperatura normais ). A potência disponível no vento (W) é, então, proporcional ao cubo da velocidade do vento.

6 Constituição de uma eólica

7 O rotor O projecto das pás do rotor, no qual a forma da pá e o ângulo de ataque em relação à direcção do vento têm uma influência determinante, beneficiou do conhecimento da tecnologia das asas dos aviões, que apresentam um funcionamento semelhante. Em relação à superfície de ataque do vento incidente nas pás, o rotor pode ser colocado a montante ou a jusante20 da torre. A opção upwind, em que o vento ataca as pás pelo lado da frente, generalizou-se devido ao facto de o vento incidente não ser perturbado pela torre. A opção downwind, em que o vento ataca as pás pelo lado de trás, permite o auto alinhamento do rotor na direcção do vento, mas tem vindo a ser progressivamente abandonada, pois o escoamento é perturbado pela torre antes de incidir no rotor.tam um funcionamento semelhante. Define-se solidez como sendo a razão entre a área total das pás e a área varrida pelas mesmas. Se o diâmetro e a solidez das pás forem mantidos constantes, o rendimento aumenta com o número de pás: isto acontece, porque diminuem as chamadas perdas de extremidade. O rotor com duas pás.

8 A cabina Na cabina estão alojados, entre outros equipamentos, o veio principal, o travão de disco, a caixa de velocidades (quando existe), o gerador e o mecanismo de orientação direccional25. O veio principal de baixa rotação transfere o binário primário do rotor para a caixa de velocidades. Neste veio estão montadas as tubagens de controlo hidráulico dos travões aerodinâmicos(se forem necessários – ver adiante). Em situações de emergência devidas a falha no travão aerodinâmico ou para efectuar operações de manutenção é usado um travão mecânico de disco. Este travão tanto pode estar situado no veio de baixa rotação como no veio de alta rotação, após a caixa de velocidades. Na segunda opção, o travão é menor e mais barato, pois o binário de travagem a fornecer é menor. Contudo, na eventualidade de uma falha na caixa de velocidades, não há controlo sobre o rotor. Na segunda opção, o travão é menor e mais barato, pois o binário de travagem a fornecer é menor. Contudo, na eventualidade de uma falha na caixa de velocidades, não há controlo sobre o rotor. A caixa de velocidades (quando existe) é necessária para adaptar a frequência do rotor da turbina, tipicamente da ordem de 0,33 Hz (20 rpm) ou 0,5 Hz (30 rpm), à frequência do gerador, isto é, da rede eléctrica de 50 Hz.

9 A torre A torre suporta a nacelle e eleva o rotor até uma cota em que a velocidade do vento é maior e menos perturbada do que junto ao solo. As torres modernas podem ter sessenta e mais metros de altura, pelo que a estrutura tem de ser dimensionada para suportar cargas significativas, bem como para resistir a uma exposição em condições naturais ao longo da sua vida útil, estimada em cerca de vinte anos. Os fabricantes têm-se dividido entre dois tipos de torres: tubulares e entrelaçadas . Tipos de torres

10 Aerodinâmica Optimização da conversão Forças actuantes na pá
Se o rotor rodar devagar, é pequena a perturbação induzida no escoamento pelo movimento do rotor; ao contrário, se o rotor rodar muito depressa, o vento encarão como uma parede. Daqui resulta que a velocidade de rotação deverá ser compatibilizada com a velocidade do vento, por forma a obter a máxima eficiência da conversão, isto é, um coeficiente de potência CP máximo. A geometria das pás do rotor, cuja secção recta tem a forma de um perfil alar, determina a quantidade de energia que é extraída a cada velocidade do vento.

11 Conclusão: Todos nós aprende mos um bocado de tudo . Fizemos este trabalho com empenho e esforçamo-nos . Bibliografia: Wikipédia e enciclopédia livre. Trabalho realizado por: Manuel José Lemos nº15 6ºH Manuel António Lemos nº14 6ºH Bárbara Ferreira nº3 6ºH Rita Carvalho nº20 6ºH Vitor Carvalho nº21 6ºH