energias renováveis - energia eólica

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Emergias Renovveis - Energia Elica

EnergiaNo concordo com o acordo ortogrfico

Elica

Energias Renovveis: Energia Elica26-06-2014Por : Lus Timteon

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Energia: designa tudo o que pode ser transformado em calor, trabalho mecnico, (movimento) ou luz, graas a uma mquina (por exemplo motor, caldeira, refrigerador, altifalante, lmpada, etc.,) ou a um organismo vivo (por exemplo os msculos). A palavra energia tem as suas razes na palavra grega s (ergos), que significa Trabalho". 1 cal = 4.184 J, W(trabalho) =(1 J/s), 1 Wh (Watthora) = 1 x 3600 s x J/s = 3600 x (0,239 cal) = 860 calDefinimos uma pessoa com Energia, como algum com vontade de TrabalharO Trabalho, (W), corresponde energia transferida de, ou para um objecto, por aco de uma fora sobre esse objecto.Aps um dia de Trabalho ficamos sem EnergiaA Potncia (P)traduz a energia transferida (trabalho), por unidade de tempoEnergia/TrabalhoUm quilowatt-hora a energia transferida numa hora taxa constante de 1 kW:

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Energia/TrabalhoA Energia Cintica (K): a energia associada ao estado de movimento de um corpo.A Energia Cintica de uma partcula de massa m em movimento com uma velocidade escalar v :

A Energia Cintica uma grandeza escalar. A unidade da energia cintica no SI o joule (J).

xmDa segunda lei de Newton

O lado esquerdo da expresso representa a variao da energia cintica do corpo e o lado direito o trabalho realizado pela fora sobre o corpo Realizar trabalho, portanto, transferir energia.

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Exemplo :

Trabalho realizado sobre o corredor de 100 m rasos: 2,1 x 104 J

Trabalho realizado sobre maratonista (42 142 m): 5,9 x 106JP. A. Willems et al, The Journal of Experimental Biology 198, 379 (1995)Potncia do corredor de 100 m rasos:Potncia do corredor de maratona:

Energia/Trabalho -Potncia100 m RASOS MARATONA:X

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Indstria

Educao

Mobilidade

Local de Trabalho

Entretenimento

Lar

Sade

Cidades

Iluminao A energia faz parte essencial de nossas vidas dirias.Motivaes para as Energias Renovveis

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Mudanas ClimticasRecursos LimitadosCrescimento Demogrfico

Crescimento Populacional: 7.5 bill. in 2020 (+1.1 bill.)

Megacidades:(>10 mill. pessoas) 27 megacidades em 2025Source: UNO

Aumento do consumo de electricidade.

Geopoltica:Meia dzia de pases detm 70% das reservas de petrleo e gs natural.

Flutuaes Preo Petrleo

Devido ao aumento da eficincia: - Crescimento da electrificao da Sociedade.

Objectivos:Programas polticos que visam a reduo a longo prazo das emisses de CO2.

Aumento da procura de energias renovveis.Crescimento Econmico com aumento de consumo de energia elctricaMotivaes para as Energias Renovveis

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A definio mais aceite para desenvolvimento sustentvel o desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da gerao actual, sem comprometer a capacidade de atender as necessidades das futuras geraes. o desenvolvimento que no esgota os recursos para o futuro.Muitas vezes, desenvolvimento, confundido com crescimento econmico, que depende do consumo crescente de energia e recursos naturais. Esse tipo de desenvolvimento tende a ser insustentvel, pois leva ao esgotamento dos recursos naturais dos quais a humanidade depende.Para ser alcanado, o desenvolvimento sustentvel depende de planeamento e do reconhecimento de que os recursos naturais so finitos.Motivaes para as Energias RenovveisDesenvolvimento sustentado

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2013Motivaes para as Energias RenovveisDesenvolvimento sustentado

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8Aqui est uma foto area do nosso mundo hoje!

Nos ltimos anos temos visto as dinmicas de mercado alterarem-se Crescimento da populao e densidade de energia.Custo da energia ... oferta e procura de combustvel.Aumento dos requisitos ambientais.A escalada das preocupaes com a segurana energtica.

2030As Necessidades energticas duplicam !Motivaes para as Energias RenovveisDesenvolvimento sustentado

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9Olhando para 2030 ... voc pode ver o crescimento sustentado na procura global por electricidade inevitvel.A procura prevista mais do dobro em 2030 (According to The Energy Information Administration)H uma mudana significativa para os mercados emergentes ... com a China e a ndia a mais do que triplicar a procura de 2003-2030.

Objectivos de Poltica Interna Reduo da dependncia do petrleo. Criao de emprego.Crescimento econmico (Fontes de energia locais).

Impacto Global Europa: atenuar as alteraes climticas. China: Balanceamento entre crescimento econmico e poluio.Governos de todo o mundo: disponibilizam fundos para tecnologias ambientais.Independncia Energtica Fontes de energia locais reduzem volatilidade de preos.Reduo de pagamentos ao exterior em divisas, a regies instveis do mundo.Reduo da dependncia energtica de poucas regies chaves (Rssia, Arbia saudita, Lbia Angola ,Venezuela)

Motivaes para as Energias Renovveis

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Alteraes ClimticasOs lderes europeus apoiam os esforos para diminurem os efeitos das alteraes climticas.Os transportes so responsveis por cerca de 15% das emisses de CO2 a nvel mundial.Em 1992, Portugal ratificou a Conveno da Naes Unidas para as Alteraes Climticas (UNFCCC), que pediu aos pases industrializados para que fizessem esforos voluntrios para reduzir os gases com efeito de estufa. A Poltica energtica da EU fornecer energia a preos acessveis, contribuindo simultaneamente para maiores objectivos sociais e climticos.Pases DesenvolvidosBaixos custos de manuteno de veculos suportam objectivos de desenvolvimento econmico.Poluio do ar urbano e o aumento acelerado das importaes de petrleo so o motor dinamizador para a electrificao.A China estabeleceu os seus objectivos de reduo das emisses de carbono da sua economia.A Falta de infra-estruturas, (redes) um factor enorme.

Motivaes para as Energias Renovveis

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Energia das Correntes Martimas e Mars

Energia Hdrica

Energia Solar Fotovoltaica

Energia ElicaEnergia Renovveis - LimpasNeste trabalho vamos dedicarmo-nos energia do vento- Energia Elica

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Energia Elica: O ventoOriginado no deslocamento de massas de ar provocados pelo aquecimento desigual da superfcie terrestre pela radiao solar, aliado ao movimento rotacional da Terra:Definido como o movimento horizontal do ar com relao ao solo;Velocidade e direco variam com a altura, tempo, rugosidade do solo, localizao geogrfica

Ventos predominantes

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Energia Elica: O ventoBrisa Martimas e ContinentaisEstas brisas funcionam de acordo com a temperatura das guas marinhas e do continente, consequentemente pelas diferenas locais de presso. A brisa marinha acontece normalmente durante o dia, pois as guas demoram mais para se aquecerem do que a terra em si. Assim logo depois que comea a passar o dia, o continente se torna mais quente que as guas, criando uma zona de baixa presso e atraindo portanto os ventos. Deste modo, os vento vm em direco do mar para o continente.

J as brisas continentais acontecem normalmente no perodo da noite. nesse perodo que comea a esfriar a Atmosfera, contudo, as guas demoram mais para se resfriarem e desta maneira a zona de baixa presso se encontra agora sobre as guas. Portanto as brisas sero no sentido continente-mar.

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Energia Elica: O Ciclo do vento

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> 8 7- 8 6-7 4-6 < 4

(10 m/s = 22.4 mph)Energia Elica: O ventoRecursos do vento, na Europa a 50 metros do nvel do cho

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Energia Elica: O ventoRecursos do vento , sobre o mar Europeu, a 5 alturas padro

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E.U.A e a China, produzem mais de 1/3 dos MWs mundiais.Espera-se que a China assuma a posio #1 em 2015.Source: BTM Consult [3]MW% Mundo35,19522%25,85316%25,81316%18,78412%10,8277%4,8453%4,7753%4,3403%3,4742%3,4082%22,77014%

Energia Elica: O ventoRanking do paises produtores de Energia Elica

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Energia Elica: O ventoRecursos do vento, em Portugal

Potencial Elico

Velocidades do vento

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So necessrias pelo menos um ano de medies, a fim de tomar todas as variaes sazonais em conta.Se se usarem dados de mais anos, maior imprevisibilidade tida em conta...Se a temperatura for medida em simultneo com a velocidade do vento, possvel calcular se o tipo de turbina a instalar ter ou de se de alta/baixa temperatura.As medies no local so necessrios a fim de investigar o regime de vento predominante. Regime do vento, turbulncia, rosa dos ventos, e a velocidade do vento so factores que podem facilmente mudar com a complexidade morfolgica do tereno prximo envolvente...

Rosa dos ventos

Energia Elica: O ventoOnde montar Turbonas elicas (aerogeradores)? necessrio fazer uma avaliao adequada das velocidades e variaes do vento!...

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Histria da Energia Elica

Desde o incio da histria escrita, que o homem aproveita a energia do vento. A energia elica impulsionava os barcos egpcio ao longo do rio Nilo, em 5000 AC..

Por volta de 200 AC, na China, eram usados moinhos de vento para bombeamento de gua

Enquanto que os moinhos de vento de eixo vertical com velas tecidas de junco, eram usados na moagem de gros na Prsia e no Mdio Oriente!....

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Moinhos de ventoHistria da Energia ElicaForam usados pelos romanos desde o sec VII.No sec XII. Na Europa ocidental apareceram os primeiros moinhos de eixo horizontal. Semelhantes aos que ainda existem na Holanda Eram essencialmente usados para moer gro e bombagem de gua

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Histria: Moinhos de vento na Sria antiga.O uso moderno de dos moinhos de vento vem do Renascimento holands no sculo 17.Drenos do delta do rio Reno.O design clssico holands dominou por 300 anos.

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Sabe-se tambm que os chineses, h mais de 1500 anos atrs, tinham grandes veleiros e que possivelmente viajaram at fricaHistria da Energia ElicaOs Vikings usaram grandes navios a vela para navegarem para a Inglaterra, Esccia, Pas de Gales e Irlanda. Acredita-se tambm que eles viajaram at to longe quanto a Amrica do Norte, com o uso de energia elica. Os fencios e gregos tambm

difcil, encontrar na histria um momento em que o homem no tenha feito grande uso da fora do vento a no ser actualmente!

J os navegadores portugueses e espanhis usaram caravelas na poca dos descobrimentos...

A energia do vento foi o motor de desenvolvimento at inveno da mquina a vapor...

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Histria da Energia ElicaMesmo hoje!...

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Don Quixote lutando contra Gigantes!...Histria da Energia ElicaLutar com moinhos de vento!... uma longa histria!

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As construes da altura utilizavam eixos verticais para aplicar o princpio de arrasto da energia do vento. Este tipo de moinhos foi maioritariamente encontrado nos pases rabes.

Histria cronolgica da Energia ElicaPERSIA 500 ACO desenvolvimento de barcos de vela levou directamente ao desenvolvimento do primeiro dispositivo de energia elica, registada na Prsia (Mdio Oriente). As velas foram usadas para mover uma pedra do moinho (M), para a moagem de gros. Foram vistos pela primeira vez na Prsia, cerca de 500 AC. Algumas verses tambm foram usadas para bombear gua para irrigao simples de terras agrcolas e de gua potvel.

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1000 DC

Europa 1300 - 1850

A tecnologia que converteu a fora da gua para moer gros, tambm foi usada nos moinhos de vento. A nica diferena que o movimento do veio vem do vento em vez da gua corrente.Histria cronolgica da Energia ElicaCom o desenvolvimento das velas, os dispositivos elicos tornaram-se mais potentes. O dispositivo mostrado era muito comum por volta de 1000 DC. Dispositivos semelhantes podem ser vistos ainda hoje em Chipre e nas ilhas gregas. Eles ainda so usados para bombear gua para o gado e uso agrcola.A diferena entre este projecto e os modelos anteriores, que as velas so moldadas de forma mais eficiente para capturar o vento e giram verticalmente. Os dispositivos anteriores tinham velas semelhantes s utilizadas pelos navios de vela.Este tipo de projecto se tornou-se familiar para as pessoas na Europa entre 1300 e 1850. O design muito mais parecido com os tradicionais moinhos de vento que vemos hoje em dia. Foi projectado especificamente para a moagem em grande escala de cereais. Acredita-se que o projecto foi desenvolvido a partir de rodas de gua, iniciais.

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EUROPA - 1800s Energia Elica

http://www.technologystudent.com/energy1/wind3.htmDurante os anos de 1800s, a tecnologia dos moinhos de vento evoluiu lentamente. Os Moinhos de vento como o que se apresenta, foram utilizados principalmente para moagem de gros (Holanda) e, ocasionalmente, para o bombeamento de gua. No sul da Inglaterra, grandes reas de terras de pntano, foram drenadas para se tornar terras agrcolas atravs da utilizao destes dispositivos elicos.Histria cronolgica da Energia Elica

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Na poca de 1800, o moinho de vento Halladay era muito popular, tendo sido fabricados aos milhares. Este modelo bsico foi fivel e usado at aos anos de 1940. Foram construdos grandes verses deste modelo, alguns com rotores (ps) de 18 metros de comprimento.

EUA- 1800s Energia ElicaNos EUA, os dispositivos movidos a vento, como este, foram desenvolvidos para bombear gua. Foram especialmente teis em zonas ridas, onde foram necessrios poos profundos para encontrar gua potvel.Com o desenvolvimento da energia elctrica, os cientistas e engenheiros desenvolveram formas de produo de energia elctrica atravs do uso de geradores elicos (tambm conhecidos como turbinas). Experimentos ocorreram na Rssia, EUA, Frana, Alemanha e Gr-Bretanha. Embora esses experimentos mostrassem que poderiam produzir electricidade, verificou-se que nunca nas quantidades necessrias para atender s necessidades da indstria ou de um grande nmero de populao.Na dcada de 1930, foi utilizada pela primeira vez, uma das maiores mquinas experimentais, chamada de mquina de Palmer-Putman. Era capaz de produzir 1,25 megawatts de electricidade. No entanto, os materiais disponveis no momento, diminuam grandemente a sua eficincia, e era de difcil manuteno. Tinha rotores com 50 metros, que eram a enormes em comparao com outros projectos.Histria cronolgica da Energia Elica

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A primeira turbina elica na produo de energia elctrica!...A primeira turbina elica de gerao de energia elctrica, era uma mquina de carregamento de baterias (h mais de 100 anos!...), instalada em Julho de 1887 por um acadmico escocs, James Blyth, para iluminar sua casa de frias em Marykirk, Esccia.

Alguns meses mais tarde, o inventor norte-americano Charles Brush construiu a primeira turbina elica operada automaticamente para produo de electricidade, em Cleveland, Ohio.

18 m de altura, pesava 4 toneladas e movia um gerador de 12 kW.Na Dinamarca, em 1900, havia cerca de 2500 moinhos de vento para cargas mecnicas, tais como bombas e moinhos, produzindo um pico de potncia combinado estimado em cerca de 30 MW.Histria cronolgica da Energia Elica

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O corpo principal do dispositivo era construdo de uma forma semelhante do corpo de um avio. A Tecnologia do avio foi aplicada com sucesso ao dispositivo, tornando-se no dispositivo mais eficiente do seu tempo. No entanto, a evoluo da gerao de energia elctrica, atravs da energia elica, era lenta na dcada de 1950 e 1960. Isso porque, os combustveis fsseis eram relativamente baratos.

Ao longo da dcada de 1960, um engenheiro alemo chamado Ulrich Hutter projectou uma srie de geradores elicos que usavam materiais modernos, como fibra de vidro e tipos de plsticos. Materiais mais leves significa que o dispositivo poderia operar em ventos mais fracos, gerando electricidade. Lenta, mas seguramente, as turbinas elicas comearam a ser economicamente viveis, para a sua construo e manuteno!....Depois da WWIIHistria cronolgica da Energia ElicaAps a Segunda Guerra Mundial, a procura por geradores de energia elica eficientes (turbinas) foi reiniciada. Na Dinamarca, foi desenvolvida a Turbina de Gedser, que esteve em funcionamento at meados dos anos de 1960s. Era uma turbina de 200 quilowatts. Os rotores tinham uma afinao do ngulo para pegar o vento de forma mais eficiente (set pitch).

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Devido, principalmente, ao rpido aumento dos preos do petrleo ao longo dos anos 1970 e 1980, o desenvolvimento de geradores elicos (turbinas) foi acelerado.

ActualidadeHistria cronolgica da Energia ElicaRecentemente, guerras e governos instveis nas regies produtoras de petrleo, levou ao entendimento de que formas alternativas de produo de energia, tinham que ser desenvolvidas. Alguns projectos modernos so mostrados a seguir. Eles so construdos a partir de materiais compsitos que so leves e muito fortes.Alm disso, h uma maior compreenso de que o uso de combustveis fsseis para produo de energia elctrica, provoca poluio que prejudica o meio ambiente e que provoca o aquecimento global.

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Alguns engenheiros e cientistas acreditam que a resposta para grandes parques de geradores elicos est no mar. O rudo que eles produzem no ser ouvido e se situam a milhas da costa, que no sero sequer vistos. No entanto, so muito mais caros para localizar e manter no mar. Alm disso, o sal da gua do mar significa que os materiais utilizados para os fabricar, tenham que ser especialmente tratados de modo que estejam protegidos. Isso aumenta o custo global de fabrico e montagem de forma significativa. No entanto, este pode ser o futuro para a produo em larga escala de energia elctrica atravs de turbinas elicas .

Os geradores de energia elica raramente so vistos isoladamente, sendo normalmente colocados em grupos, formando parques elicos. Esta a forma mais eficiente de produo de electricidade a partir do vento, inseri-la na rede elctrica nacional. Geradores simples so normalmente muito menores e usados em campos agrcolas ou em reas remotas, onde no possvel a ligao rede nacional. Os parques elicos tendem a ser localizados na zona rural, longe de cidades e das pessoas. Muita gente acredita que essas grandes estruturas estragam o visual da zona rural. Os geradores elicos geram rudo. Diz-se que cada um produz um rudo to alto quanto um motor de automvel velocidade de 120 Km/h.ActualidadeHistria cronolgica da Energia Elica

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Como o ar se move, produzindo vento

A energia elica gerada pelo movimento do ar. medida que o sol aquece a terra, o ar acima tambm se aquece e sobe. O ar frio, em seguida, substitui o ar ascendente. Isso cria os ventos que sentimos na maioria dos dias do ano. O diagrama acima, mostra como funciona este "sistema".O ar tende a aquecer a um ritmo mais rpido sobre a terra, porque a terra retm mais o seu calor. Sobre o mar, o ar aquece mais lentamente devido a que o calor do sol lentamente arrefecido por gua fria. Se voc estiver no litoral ou zona costeira, voc provavelmente vai achar que o clima mais ventoso e arejado do que no interior. Isso ocorre porque os ar quente sobe sobre a terra, e ar frio substitui-o sobre o mar.Energia Elica: O vento

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EnergiaCinticaEnergia MecnicaEnergia Elctrica

Eficincia total: 42 50% hoje Mxima terica 59.3% (sem perdas).

ComponenteRotorEngrenagensGeradorConversorEficincia45-52%95-97%97-98%96-99%

Turbinas Elicas: Converso de energiaConvertendo de uma forma de energia para outra

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35O princpio de funcionamento bsico de um sistema de gerao de energia elica diz respeito converso de energia cintica do vento (movimento) em energia elctrica.Isto feito em duas etapas:Energia Cintica Energia mecnica Energia Elctrica.A energia do vento transmite movimento ao rotor do WTGS (Wind Turbine Generator Systems). O rotor est ligado ao veio de baixa rotao, atravs do cubo (Hub). A caixa de velocidades converte a velocidade de rotao lenta do eixo de baixa rotao para uma velocidade mais elevada para o gerador. Finalmente, o gerador converte a energia mecnica em energia elctrica.Os conversores de energia num sistema de gerao de energia elica so, portanto, o rotor e o gerador.

Turbinas Elicas: Converso de energiaO trabalho realizado pela energia cintica de uma unidade de massa de fluido em fluxo :

Da Expresso da potncia :

Usando a densidade do ar (), a velocidade do fluxo (V), e a rea perpendicular ao fluxo (A), o fluxo de massa torna-se:

Pelo que a potncia total disponvel :

Massa do fluxo de ar

Densidade do ar

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Energia do ventoEfeito da rea varrida, AEfeito da velocidade do vento, VEfeito da densidade do ar,

R

Area varrida: A = R2 Area do crculo varrida pelo rotor (m2).Potncia = AV3Turbinas Elicas: Converso de energiaA fora do vento -O ar tem uma densidade de cerca de 1,23 kg/m3A

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Fluxo atravs de um Conversor de EnergiaO vento uma corrente de fluido de fluxo livre.O dispositivo de extraco de energia (de qualquer tipo), est submerso nesta corrente, e pode converter apenas uma certa quantidade da energia total disponvel no fluxo do fluido, mas no toda!A Converso de energia a partir de correntes de fluido de fluxo livre limitada, porque a extraco de energia implica diminuio de velocidade do fluido (diminuio da energia cintica do fluxo), que no pode cair abaixo de zero, o fluxo deve continuar viajando e no pode parar completamente.Alm disso, a turbina uma obstruo ao fluxo do fluido (ar). Alguns fluidos podem no passar atravs da turbina e podem simplesmente fluir em torno dela.Turbinas Elicas: Converso de energia

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Pontos: (1) A montante do rotor.(2) frente do rotor. (3) Aps o rotor. (4) A jusante do rotor.(2) (3) (4)

V2/3V11/3V1PP1P2P3

PressoSource: Wind Energy Systems, Gary L. Johnson (modified)A distncia entre (2) e (3) assumida infinitesimal.Fluxo atravs de um Conversor de Energia

Aconversor de energia(disco actuador)Turbinas Elicas: Converso de energiaV1

VelocidadeV4

1314VV=Coeficiente de Potncia do Rotor=CpOnde: = Densidade do ar.A = rea varrida pelo rotor

3121=pCAVP

V1 = Velocidade do vento incidente Fluxo de fluido

(1)

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Teoria do binrio das Turbinas ElicaCondies fsicas importantes: A velocidade do fluido cai gradualmente antes e depois o disco actuador (dispositivo de extraco de energia) e a diferena de presso se acumula ao longo do disco.A velocidade do fluido do outro lado do disco actuador no muda: V2=V3A presso a montante do disco actuador e a presso medida a jusante, so iguais presso esttica do fluido sem perturbao: P1=P4=PaConservao linear do Binrio :O trabalho feito somente atravs do disco actuador entre os estados (2) e (3). A fora sobre o disco actuador - o impulso T, igual e oposto fora sobre o contedo do volume de fluido de controlo: T=A(P2-P3)E da conservao linear do Binrio segue-se tambm que: T=m(V1-V4)

Impulso (T): a fora axial produzida por uma hlice (ou pelo fluxo de um jacto) e usado mover um corpo imerso num fluido.Binrio: a carga em termos de energia [N.m] que oferece movimento positivo (em turbinas) ou uma fora de travagem negativo (em hlices) rotativas. basicamente proporcional ao impulso.Turbinas Elicas: Converso de energia

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Teoria do binrio das Turbinas ElicaUsando as relaes de Bernoulli:Binrio e impulso esto ligados s foras aerodinmicas (elevao (lift) e arrasto (drag)), criadas pelo fluido que flui ao redor das ps da hlice ou da turbina. A produtividade de uma hlice medida pelo impulso, enquanto que o binrio a carga de que o maquinismo ter que superar. A produtividade (mas no a eficincia) de uma turbina medida pelo binrio produzido, enquanto que o impulso uma fora axial intil que a carcaa da turbina ou base deve suportar. ..Turbinas Elicas: Converso de energiaPara o fluxo subsnico, o teorema de Bernoulli aplicvel:

Em que p a presso esttica do ar e 1/2 V 2 a presso dinmica do ar ( a densidade do ar e V a velocidade do ar). Esta hiptese corresponde tambm em considerar um fluido ideal no compressvel.

V

VsuperiorVinferiorp diminui e V fica maior, sendo a soma de p+1/2V 2 constante.

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Teoria do binrio das Turbinas ElicaUsando as relaes de Bernoulli:Nenhum trabalho feito entre os estados (1) e (2) e (3) e (4), o que nos permite usar as relaes de Bernoulli para os dois volumes de controlo separados, a montante e a jusante do disco:

A velocidade do fluido no disco actuadorConsiderando agora o facto de que o fluxo de massa de ar no disco actuador :

pode ser aplicado para se obter:que d (!):

Turbinas Elicas: Converso de energia

LD

MVR

V1

CLStallAs foras resultantes esto representados na figura do lado direito:L = sustentaoD = Arrasto M = momentum

O efeito global est representado na figura seguinte, onde as setas que saem do perfil representam uma aspirao, e as setas que vo para o perfil representam uma sobrepresso.

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Factor de Induo AxialSe definirmos por factor de induo axial, tambm chamado de "factor de interferncia", como a diminuio fraccional na velocidade do vento entre o fluxo livre e o disco actuador:

Ento:

e

Alm disso, a potncia de sada do dispositivo de converso de energia, igual ao tempo de impulso vezes a velocidade no disco:

Definio do coeficiente de potncia CP e o limite de BetzAlbert Betz foi um fsico alemo que em 1919 concluiu que nenhuma turbina elica pode converter mais do que 16/27 (59.3%) da energia cintica do vento em energia mecnica no rotor. At aos dias de hoje isto conhecido pelo limite de Betz ou a lei de Betz. Este limite nada tem a ver com ineficincias no gerador mas sim na prpria natureza das turbinas elicas.O coeficiente de potncia de uma turbina elica, uma medida do grau de eficincia da turbina elica, na converso da energia do vento em electricidade.Turbinas Elicas: Converso de energia

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Para um aerogerador ser 100% eficiente precisaria provocar uma paragem total na massa de ar em deslocao - mas nesse caso em vez de ps seria necessrio uma massa slida cobrindo 100% da rea de passagem e o rotor no rodaria e no converteria a energia cintica em mecnica. No outro extremo se tivssemos uma turbina com apenas uma p a maior parte do vento passaria "falhando" essa p e mantendo toda a energia cintica.Definio do coeficiente de potncia CP e o limite de BetzEntre estes dois extremos existe um pico ou ponto mximo de rendimento que o limite de Betz.O mximo terico que qualquer design de um aerogerador pode extrair de 0.59 (i.e. no mais do que 59% da energia do vento pode ser extrada por um gerador elico). Mas quando se juntam mais alguns requisitos de engenharia - principalmente fora e durabilidade - os valores reais atingidos esto bastante abaixo do limite de Betz com valores entre os 0.35 - 0.45 a serem usados mesmo entre os mais bem desenhados aerogeradoresTurbinas Elicas: Converso de energia

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Definio do coeficiente de potncia CP e o limite de Betz

Fluxo de fluido(1) (2) (3) (4) conversor de energia(disco actuador)

A

Podemos agora definir CP como a relao entre a potncia convertida a potncia disponvel no fluxo de fluido:

eCombinando, vem

O coeficiente de potncia CP uma funo do Factor de Induo axial. O ideal desta funo (que um valor mximo para CP) pode ser encontrado a partir das suas primeiras e segundas derivadas, sendo o mximo alcanado:

O que nos conduz a uma CP ptima mxima CPMax=16/27=0,592659,3%!!!!!!!!!!!!!!

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Fluxo de fluido(1) (2) (3) (4) conversor de energia(disco actuador)

ADefinio do coeficiente de potncia CP e o limite de Betz

Se:

LIMITE DE BETZ = Cp vale 16/27 = 59,3%!!!!!!!!!!!!!!Turbinas Elicas: Converso de energia

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V = 10 mA = (2 m)2 = 4 m2 = 1.2 kg/m3

Turbinas Elicas: Converso de energiaExemplo:

Mximo tericoLimite de Betz: 59,3% do terico a quantidade mxima extravel por um dispositivo de converso de energia elica (WEC).

Mximo Prtico

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Definio do coeficiente de potncia CP e o limite de BetzConcluses:S um mximo de 59,26% da energia elica disponvel que pode ser convertida em energia mecnica, em condies ideais, qualquer que seja o dispositivo de converso.A velocidade do vento alcanada pelo dispositivo de converso de 2/3 da velocidade do vento disponvel a montante (upstream), e a velocidade do vento medida a jusante (downstream) de 1/3 da velocidade inicial disponvel, quando a potncia mxima extrada.A velocidade do vento a jusante (downstream), mais elevada ou mais baixa do que 1/3 de V1, levar a converso de energia menor do que o mximo idealNa prtica a eficincia de converso de energia de qualquer dispositivo real, ser ainda de ser reduzida por vrias perdas aerodinmicas, pelo que (CP tw, algum vento no afectado. Se tw > st, algum vento no deixado fluir atravs do rotor. A extraco de potncia mxima ocorre quando os dois tempos so aproximadamente iguais: tw ts.Turbinas Elicas: Converso de energia

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Taxa ptima de velocidade da ponta de uma turbina elica (optimal Tip Speed Ratio)

Turbinas Elicas: Converso de energiaO rcio de velocidade da ponta ptima, depende do nmero de ps de rotor n, da turbina de vento. Quanto menor o nmero de lminas ou ps, mais rpido a turbina de vento tem de girar para extrair a potncia mxima do vento. Para uma mquina de n ps, tem sido observado empiricamente, que s igual a cerca de metade do raio do rotor

ou a razo de (s/r) aproximadamente igual a 0,5, assim, podemos escrever:Para n = 2, um rotor de duas ps, a potncia mxima extrada do vento Cpmax ocorre a:

Para n = 3, um rotor com 3 ps, um valor mais baixo de:

Para n = 4, um rotor com 4 ps, um valor ainda mais baixo de:

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Se as lminas usadas forem mal concebidas, resultando numa relao de velocidade da ponta muito baixa, a turbina elica ter uma tendncia para abrandar e parar. Se o aeroflio for projectado com cuidado, as propores ideais de velocidade de ponta podem ser cerca de 25 - 30 por cento acima destes valores ptimos. Estes modelos rotor com aeroflio altamente eficientes, aumentam a velocidade de rotao das ps do rotor, gerando, por conseguinte, mais energia. Um projecto tpico de trs ps de rotor teria uma relao de velocidade de ponta de:

Taxa ptima de velocidade da ponta de uma turbina elica (optimal Tip Speed Ratio)Turbinas Elicas: Converso de energiaSe a relao de velocidade da ponta for muito alta, a turbina gira muito rpido atravs do ar turbulento, a potncia extrada do fluxo de vento no ser apenas de forma optimizada, e a turbina estar sob muito stress, com o risco de falha catastrfica.

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Capacity Factor

Tip Speed RatioTSR

Darrieus

Moinho Holands 4 Ps

Savonius

MultilminasAmericana

Hlice ideal

Hlice alta VelocidadeLimite de Betz 59%Cp Taxa ptima de velocidade da ponta de uma turbina elica (optimal Tip Speed Ratio)Turbinas Elicas: Converso de energia

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Solidez = 3a/A

Turbinas Elicas: Converso de energia Solidez do RotorA solidez a razo entre a rea total da morfologia do rotor, pela rea total varrida.Baixa solidez (0,10) = alta velocidade, baixo binrio.Alta solidez (> 0,80) = baixa velocidade, binrio elevado

AR

a

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Efeito da esteira: (wake Effect) - o vento que abandona a turbina tem um contedo energtico inferior, criando uma sombra na direco a favor do vento. De facto, existe uma esteira por detrs da turbina, i.e., uma cauda de vento muito turbulenta e abrandada, em comparao com o vento que chega a turbina (expresso com origem na esteira produzida pelos barcos). Nos parques elicos, por forma a evitar a turbulncia ao redor das turbinas, a distncia mnima lateral equivalente entre cada turbina de trs a cinco dimetros de rotor. Nas direces do vento dominante esta separao deve ser ainda maior entre 5 a nove vezes o dito dimetro.Turbinas Elicas: Converso de energia

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Turbinas Elicas: Converso de energiaEfeito da esteira: Turbulncia de uma turbina elicaAlm disso, o fluxo real atrs da turbina tem, na verdade, uma determinada velocidade angular, oposta a velocidade angular do rotor, isto , o fluxo ligeiramente rotacional e no unidimensional! Isto faz com haja perdas de aerodinmica. O fluxo de cisalhamento instvel atrs da turbina induz turbulncia na borda da esteira.A esteira rotacional explicada por fenmenos de aco-reaco (deflexo) entre o fluxo do fluido e as lminas ou ps) que extraem a energia a partir dele.

http://www.public.iastate.edu/~huhui/Laboratory/photos/Wind-turbine/animation.gif

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Moderate slope 2D-RidgeSlope =12 h/2hCurva Gaussiana:

3D3D3D3D

High slope 2D-Ridge Slope =22

h/2h

Dpos1pos2pos3pos4pos53D3D3D3D3D3D3D3DFlat surfaceTurbinas Elicas: Converso de energiaEfeito da esteira: Rugosidade do terrenoLhMuito dependente da geometria da disposio das turbinas no parque Elico

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Turbinas Elicas: Converso de energiaEfeito da esteira: Densidade de agrupamento de Turbinas elicas Como extrai energia do vento, a turbina deixa atrs de si um rastro caracterizada por ventos reduzidos e aumento dos nveis de turbulncia.Uma turbina operando na esteira de uma outra turbina, vai produzir menos energia e sofrer maior carga estrutural.Regra de ouro que as turbinas de vento no devem de estar mais perto do que 5 vezes o seu dimetro, sem perder o potncia significativa

d

5dPotncia que uma turbina elica pode gerar por unidade de rea de terreno:Potncia da Turbina / rea do terreno por TurbinaPotncia (W)= (Cp x V13 x (/4)d2) / (5d)2

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Turbinas Elicas: Converso de energiaUm parque elico utiliza turbinas de vento com dimetro d = 25m, e uma altura do hub de 32m. O factor de eficincia de 50%. Qual a energia por unidade de rea colhida pelo parque elico, se a velocidade do vento for de 6m/s? (=1,3Kg/m3)Qual a energia produzida pela turbina elica?Potncia do vento por m2: V13 = 1.3kg/m3 x (6m/s)3 = 140W/m2Potncia da turbina elica :Cp x potncia por unidade de rea x rea= 50% x V13 x (/4)d2= 50% x 140W/m2 x (/4)(25m)2= 34kWExemplo:Efeito da esteira: Densidade de agrupamento de Turbinas elicas

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A turbulncia nos parques elicos de 2 tipos: Do terreno (Background turbulence);Turbulncia, feita pelas esteiras de outras turbinas.Curto espaamento entre as turbinas d alta turbulncia por esteira.

Alta turbulncia reduz o tempo de vida da turbina de forma dramtica.

O princpio de efeitos esteira em parques elicos:k = Wake decay constantAs perdas por efeito de esteira devem ser menores que 4-5%.Efeito da esteira: Turbulncia em parques elicos Turbinas Elicas: Converso de energia

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Turbinas Elicas: Converso de energiaEfeito de acelerao do vento: Speed Up EffectSe voc der uma caminhada por um desfiladeiro estreito, voc vai notar que o ar fica comprimido no lado ventoso das montanhas, e sua velocidade aumenta consideravelmente entre os obstculos ao vento. Isto conhecido como um "efeito de tnel".Assim, se a velocidade do vento em geral, em terreno aberto for, digamos, 6 m/s, ele pode facilmente chegar a 9 metros por segundo num "tnel" natural.Colocar uma turbina elica em tal tnel deve ser uma maneira inteligente de se obter velocidades de vento superiores nas reas circundantes.Se houver muita turbulncia pode anular a vantagem da velocidade do vento completamente, e os ventos de mudana pode causar um monte de stress intil e desgaste da turbina elica.Para obter um bom efeito de tnel, o tnel deve ser "baixinho e incorporado na paisagem. No caso das colinas serem muito speras e irregulares, pode haver muita turbulncia na rea, ou seja, o vento estar soprando em diferentes direces , que mudam rapidamente.

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Turbinas Elicas: Converso de energiaEfeito de acelerao do vento: Speed Up EffectUma maneira comum de montar turbinas elicas coloc-los em colinas ou cordilheiras com vista para a paisagem circundante. Em particular, deve ser sempre uma vantagem ter a mais ampla viso possvel na direco do vento predominante na rea.

Nas colinas, normalmente as velocidades do vento so mais elevadas do que na rea circundante. Mais uma vez, isso se deve ao facto do vento ficar comprimido no lado ventoso da colina, e uma vez que o ar atinge o cume pode expandir-se novamente na rea de baixa presso no lado sotavento da colina.Voc pode notar que o vento na foto direita, comea a ondular algum tempo antes de chegar colina. Isto porque a rea de alta presso, na verdade, se estende a uma grande distncia antes do topo da colina.

Alm disso, voc pode perceber que o vento torna-se muito irregular, logo que passa atravs do rotor de turbina elica.Como antes, se o monte ngreme ou tem uma superfcie irregular, ir aparecer uma quantidade significativa de turbulncia, o que pode anular a vantagem de velocidades de vento superiores.

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Muitos rotores diferentes!.....Turbinas Elicas: Caractersticas Rotao do Eixo

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Vrias configuraes de rotores todos para converterem o vento em energia til.

Porque que os rotores diferem tanto uns dos outros? Por que que se usam hoje rotores tpicos de 3 lminas em quase todas as turbinas elicas industriais?70

As turbinas elicas podem ser classificadas em duas classes abrangentes, com base na orientao do rotor.

Eixo Vertical (VAWT) Eixo Horizontal (HAWT)Turbinas Elicas: Caractersticas Rotao do Eixo

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HAWT

VAWT

Configuraes:Turbinas Elicas: Caractersticas Rotao do Eixo

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Impulsionada pela fora de arrasto (Drag force).Nenhuma parte se move mais rpido do que o vento.VantagensAceita vento de qualquer direco, sem precisar de sistema de orientao (yaw).Funciona com vento de baixa velocidadeO gerador e a caixa de engrenagens podem ser montadas no cho.DesvantagensTem metade da eficincia das de eixo horizontal.Funciona a distancias mais perto do cho o que significa menor velocidade do vento.Fraco autostart.A nica turbina de eixo vertical, que produzida comercialmente em qualquer volume, embora sem grande sucesso comercial, a mquina Darrieus, em homenagem ao engenheiro francs Georges Darrieus que patenteou o projecto em 1931.

Eixo VerticalTurbina Darrieus VAWTs ou TEEVTurbinas Elicas: Caractersticas Rotao do Eixo Vertical

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Turbina Savonius de eixo vertical

Turbina Darrieus de eixo vertical e p recta.

Turbina Darrieus de eixo vertical-Dispositivo Lift-Baixa solidez. -Stress da lminas de aeroflio.-Mais eficiente do que os dispositivos de Drag.-Dispositivo Drag-Alta solidez. -Formas em copo so empurradas pelo vento .- Na melhor das hipteses pode capturar cerca de 15% da energia do vento.Turbinas Elicas: Caractersticas Rotao do Eixo VerticalVAWTs ou TEEV

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Drag Designs: VAWT SavoniusAs diferentes foras de arrasto, fazem com que a turbina Savonius girar. Porque um dispositivos do tipo arrastar, as turbinas Savonius extraem muito menos potncia do vento do que outras turbinas do tipo lift force de tamanho similar. Grande parte da rea varrida por um rotor Savonius deve de estar perto do cho, pelo que qualquer obstculo ou pequeno monte, tem influncia, tornando a extraco total de energia menos eficaz devido s baixas velocidades de vento encontradas em alturas mais baixasA turbina elica Savonius foi inventada pelo engenheiro finlands Sigurd Johannes Savonius em 1922. As Turbinas Savonius so uma das turbinas mais simples. Aerodinamicamente, so dispositivos do tipo fora de arrasto (drag force), constituda por duas ou trs ps. Olhando de cima para baixo sobre o rotor, parecem duas colheres com uma forma de "S" na seo transversal. Por causa da curvatura, as colheres experimentam menos arrasto quando em movimento contra o vento do que quando se deslocam a favor do vento.http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/Savonius_Querschnitt.png

Turbinas Elicas: Caractersticas Rotao do Eixo VerticalVAWTs ou TEEV

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Drag Designs: VAWT Savonius

A potncia mxima de um rotor Savonius dada por:

Onde: h e r so o raio e a altura do rotor e v a velocidade do vento.A velocidade angular do rotor dada por:

sendo a velocidade da ponta dorotor (TSR), que para as turbinas Savonius tem um valor de 1.Por exemplo, rotor Savonius feito de metades de bidon de gasleo com h = 1 m e r = 0,5 m sob um vento de v = 10 m/s, ir gerar uma potncia mxima de 160 W e uma velocidade angular de 20 rad / s (190 rotaes por minuto).Turbinas Elicas: Caractersticas Rotao do Eixo VerticalVAWTs ou TEEV

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http://www.bayatenergy.co.uk/Animated%20gif's/Airflow.gif

Lift forceLift forceWindAirspeed due to rotationResultant airflow (red arrow) forms positive angle of attack to wingLift Designs: VAWT Darrieus. Maioria dos designs

http://celloexpressions.com/wp-content/uploads/sites/3/2013/09/turbine-types.gifTurbinas Elicas: Caractersticas Rotao do Eixo VerticalVAWTs ou TEEV

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A projeco da actuao fora de sustentao sobre as ps de rotor de forma tangencial ao o plano de rotao, que produz o binrio numa VAWT.Turbinas Elicas: Caractersticas Rotao do Eixo VerticalA fora motriz maior quando as lminas cruzam o fluxo de vento, e zero, quando as lminas so paralelas ao fluxo, o que significa que o binrio produzido por cada lmina oscila substancialmente quando o rotor est rodando.Funcionamento

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Turbinas Elicas: de Eixo Vertical : VantagensVAWTs ou TEEVCaixa de velocidades e gerador na base da vertical, eixo do rotor.Utiliza fluxo de vento em todas as direces (360 ).Construda no topo em edifcios para evitar turbulncia nvel do solo.No necessita de mecanismo de direcionamento, aeromotores com mecanismos de transmisso potncia complicados.Mais barata devido menor altura necessria para uma operao eficaz.No necessrio nenhum motor para posicionar as ps do rotor.Manuteno de rotina fcil, devido aos componentes estarem situado em posio vertical ao eixo do rotor.

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Turbinas Elicas: de Eixo Vertical : DesvantagensVAWTs ou TEEVProduz apenas metade da quantidade de energia que uma HAWT comparvel.No pode aproveitar ventos mais elevados em altitudes superiores, devido menor altura.Desmontagem completa para manuteno.Vibraes acentuadas em toda sua estrutura.Tipos:Rotor Savonius : curva de rendimento em relao a velocidade, prxima da do rotor de multips de eixo horizontal; indicado para aeromotores Rotor Darrieus: curva de rendimento caracterstica prxima a dos rotores de trs ps de eixo horizontal. So mais compatveis com o uso em aerogeradores. mas como nestes os sistemas de transmisso j so bastante simples, o Darrieus perde uma das vantagens comparativas .

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WindStor

WindTree

Wind WandlerAs VAWT ainda no tiveram sucesso comercial, mas ...Mag-Wind

Todos os anos uma nova empresa vem prometendo um avano revolucionrio no desenho de turbinas elicas, de baixo custo, que supera qualquer outra no mercado, e supera todos os problemas anteriores com as VAWTs. podem geralmente ser instaladas nos telhados de uma cidade onde o vento geralmente fraco.VAWTs ou TEEVTurbinas Elicas: de Eixo Vertical : Perspectivas

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Nacele

Fundaes

Lmina ou p

Hub (Cubo/concentrador)

Torre ou mastroPrincipais partes de uma turbina elica moderna.HAWTs ou TEEHTurbinas Elicas: Eixo de Rotao Horizontal

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82A parte central da turbina chamada de nacele (barquinha) e contm o gerador, a caixa de velocidades e outras mquinas. A Nacelle est acoplada torre que por sua vez est fixa nas fundaes. O conjunto das lminas de do hub, chamado de rotor e est acoplado ao eixo de baixa velocidade e atravs deste ligado caixa de velocidades (engrenagens) no interior da nacelle.A torre consiste de duas ou mais seces, que so montadas por meio de conexes de flange aparafusada.

Turbinas Elicas: Aerodinmica das turbinas de Eixo HorizontalAeroflios e Conceitos Gerais de Aerodinmica.H duas razes importantes pelas quais as lminas das turbinas elicas so capazes de girar com o vento: a terceira lei de Newton e o princpio de Bernoulli.A terceira lei de Newton afirma que, para cada aco, h uma reaco igual e oposta. No caso de uma p ou lmina de uma turbina elica, a aco de empurrar o ar contra a lmina pelo vento, faz com que a reaco na lmina seja desviada, ou empurrada.Esta forma, conhecida como um aeroflio, como uma lgrima desigual. O lado de sotavento da lmina (downwind) tem uma curva grande, enquanto que o lado do vento (upwind) relativamente plana. Uma vez que o ar se move mais rapidamente no lado curvo da lmina, existe menos presso sobre esse lado da lmina. Esta diferena de presso sobre os lados opostos da lmina faz com que a lmina seja impulsionada" no sentido da curva do aeroflio.Princpio de Bernoulli diz-nos que o ar em movimento mais rpido tem presso mais baixa. Lminas das turbinas elicas so moldadas de modo que as molculas do ar em movimento ao redor do curso da lmina mais rpido no lado a jusante da lmina ( downwind), do que no lado da lmina contra o vento (upwind).

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Pelo corte duma seco das ps das turbinas elicas tm a forma de aeroflios. A largura e o comprimento da lmina, so funes do desempenho aerodinmico desejado, da potncia mxima desejada do rotor, e as propriedades aerodinmicas assumidos e as consideraes de resistncia.

Aeroflios e Conceitos Gerais de Aerodinmica.Aeroflios so estruturas com formas geomtricas especficas, que so utilizadas para gerar foras mecnicas, devido ao movimento relativo do perfil aerodinmico e um fluido circundante. As lminas das turbinas do vento, usam aeroflios para desenvolver a energia mecnica.Turbinas Elicas: Aerodinmica das turbinas de Eixo Horizontal

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Aeroflios e Conceitos Gerais de Aerodinmica.Forma de aeroflio: Princpio de Bernoulli

Vento

LiftSeco do aeroflio duma Lmina de Hlice

Fluxo de ar mais rpido, baixa presso

Fluxo de ar mais lento, alta presso

ngulo de atackVelocidade do vento relativo VrAssim como as asas de um avio, as ps ou lminas das turbinas elicas usam a forma de aeroflio para criar foras de sustentao e maximizar a eficincia.

Vr

CordaBordo de fugaBordo de ataqueIntradorsoExtradorsoCurvaturaA linha mdia de curvatura o lugar geomtrico dos pontos a meio caminho entre as superfcies superior (extradorso) e inferior do aeroflio (intradorso). O ponto mais dianteiro e traseiro da linha mdia de curvatura est o bordo de ataque e o bordo de fuga, respectivamente. A linha recta que liga os bordos, a linha de corda do aeroflio.ngulo de ataque () definido como o ngulo entre a corda da lmina e a direco do vento relativo.Turbinas Elicas: Aerodinmica das turbinas de Eixo Horizontal

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Aeroflios e Conceitos Gerais de Aerodinmica.A fora de sustentao (Lift force) formada como consequncia da presso desigual nas superfcies superior e inferior do aeroflio e perpendicular direco do movimento. A forma de aeroflio mais eficiente porque cria uma maior fora de sustentao, minimizando a turbulncia do ar. Para um aeroflio, a relao entre a fora de sustentao e a fora de arrasto deve ser maximizada. A fora de sustentao (Lift) usada para vencer a gravidade, e quanto maior for, maior massa pode ser levantada do cho (num avio).A fora de arrasto (Drag force) definida como uma fora paralela direco do fluxo de ar em sentido contrrio. A fora de arrasto devido tanto s foras de atrito viscoso da superfcie do aeroflio como presso desigual nas superfcies de aeroflio e voltados para e contra o fluxo de ar incidente.A fora de arrasto ou atrito (Drag), a resistncia do ar, uma fora que contraria o movimento das lminas, levando-as a abrandar. A fora de arrasto sempre importante quando um objecto se move rapidamente atravs do ar ou da gua. Avies, carros de corrida, foguetes, submarinos e ps para turbinas elicas, so todos concebidos para ter o mnimo de atrito possvel.Turbinas Elicas: Aerodinmica das turbinas de Eixo Horizontal

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Principais foras actuantes numa p de turbina elica.Turbinas Elicas: Aerodinmica das turbinas de Eixo Horizontal

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Aeroflios e Conceitos Gerais de Aerodinmica.Como resultado, pode-se melhorar a eficincia quando turbina elica gera electricidade. Os coeficientes de sustentao (Lift) e de arrasto (Drag), CL e CD, so definidos da forma seguinte:Onde a densidade do ar, A rea do rotor, e W a velocidade relativa do vento (grandeza vectorial). FL e FD so as foras de sustentao e de arrasto respectivamente, e usada a unidade de fora por unidade de comprimento ( N/m).

Mxima fora de arrasto, com zero de sustentao (A e CD so grandes)D

V

VGrande fora de sustentao com pequena fora de arrasto (A grande, CD pequeno. E CL muito alto).

V

LDR

Turbinas Elicas: Aerodinmica das turbinas de Eixo Horizontal

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Turbinas Elicas: Aerodinmica das turbinas de Eixo Horizontal

= Baixo = mdio60m de profundidadeTurbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasBuoyancy stabilizedBallast stabilizedMooring Line stabilizedMonopile

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Source: Siemens

Off-shore Wind Turbine FarmsTurbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasOito parques elicos offshore poderiam produzir toda a electricidade da EU.Oito parques elicos offshore de 100x100km poderiam produzir 3.000 TWh - o equivalente s necessidades de energia da EU.

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Turbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasTipos de Geradores:

Gerador Sncrono

Gerador assncronoAs turbinas de vento, que utilizam geradores sncronos normalmente usam electromanes no rotor, que so alimentados por corrente contnua da rede elctrica. Uma vez que a rede fornece corrente alternada, primeiro tem que converter a corrente alternada para corrente DC, antes de envi-la para os enrolamentos da bobina ao redor dos electromanes do rotor. Os electromanes do rotor so ligados corrente usando escovas e anis de colectores, montados no eixo do gerador.A maioria das turbinas elicas do mundo usam o chamado gerador assncrono trifsico, tambm conhecido como gerador de induo, para gerar corrente alternada. Este tipo de gerador no muito utilizado fora da indstria de turbinas elicas, ou em pequenas centrais hidroelctricas, mas o mundo tem muita experincia em lidar com ele

DFIG with a rotary transformer

squirrel-cage induction generator

synchronous generator

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50 Hz

60 x frequnciaNmero de pares de polos

rpm =

Rotational speedEstator- 6 Polosrpm

1000

+ kW (generator)- kW(motor)

Turbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasTipos de Geradores: Gerador assncrono de velocidade fixa

Quando o gerador como este, roda a uma velocidade ligeiramente superior a 1000 rpm, vai gerar energia. Se ele roda ligeiramente inferior abaixo das 1000 rpm, ele ir funcionar como um motor. Um gerador como este pode funcionar com uma variao na velocidade de rotao de aprox. + / - 1% .Quando o rotor rodar at 1% mais rpido do que o estator, chamado de deslizamento, e quanto maior for o deslizamento maior a energia gerada.

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140

50 HzTurbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasTipos de Geradores: Gerador assncrono de velocidade varivel

ACDC

ACDC

Rotor - mecnica = 1100 rpm

Campo de Estator= 1000 rpmPara as turbinas de velocidade varivel no o suficiente para ter uma variao de velocidade de 1%. possvel aumentar a janela de variao, manipulando a frequncia do rotor. Ao alterar a frequncia do rotor em -100 rpm, em relao velocidade de rotao do campo do rotor, a velocidade de rotao mecnica do rotor de 1100 rpm, mas o campo do rotor roda agora a 1000 rpm e sncrono com o campo do estator.

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141Esta manipulao feita fazendo rodar os manes do rotor enquanto este roda. Isto pode ser feito opticamente na velocidade opti ou electricamente por anis deslizantes para sistemas de alimentao dupla VCS. A soluo ptica no capaz de transportar a energia para fora do rotor e a energia gerada desperdiada.O sistema que manipular a frequncia do rotor no sistema VCS chamado de conversor de frequncia. No mercado dos EUA a GE tem uma patente sobre o uso de um conversor de frequncia para converter a energia do rotor para a rede, que torna difcil para as Vestas e outros fornecedores de comercializarem turbinas no mercado dos EUA

Getriebe 1:50ParkingbrakeRotorbearing

BypasscontactorSoft startequipmentWTGcontrolAsynchronous generator

6 ... 33 kV, f = 50 Hz/6 ... 34,5 kV, f = 60 Hz

Step-uptransformer

HVswitchgear

ABB drawing Passive StallGearbox

GeneratorswitchgearACf = constantn = costant

A turbina de velocidade fixa, usa um gerador assncrono conectado directamente rede. Dependendo do nmero de plos do gerador, a velocidade ser tipicamente de 1000 ou 1500 rpm para as condies de 50Hz. O gerador que fixa a velocidade da turbina e as ps iro limitando o poder atravs de stalling. Se rede falhar, a turbina vai acelerar e tem que ser parada usando as lminas para posio stall.Turbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasSistemas de controlo de Energia: Sistemas de velocidade fixa

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Getriebe 1:50ParkingbrakeRotorbearing

BypasscontactorSoft startequipmentWTGcontrolAsynchronous generator

Step-uptransformer

HVswitchgear

ABB drawing Active Stall, Pitch ControlGearbox

GeneratorswitchgearACf = constantn = costantPitch drive

6 ... 33 kV, f = 50 Hz/6 ... 34,5 kV, f = 60 Hz

Turbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasSistemas de controlo de Energia: Sistemas de velocidade fixa

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ABB drawing Variable slip, pitch control

Getriebe 1:50ParkingbrakeRotorbearing

BypasscontactorSoft startequipmentWTGcontrolAsynchronous generator

Step-uptransformer

HVswitchgear

Gearbox

GeneratorswitchgearACf = constantn = semi-variablePitch drive

RCCunit

RCCcontrol

HEAT

6 ... 33 kV, f = 50 Hz/6 ... 34,5 kV, f = 60 HzTurbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasSistemas de controlo de Energia: Sistemas de velocidade semi-varivel

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ABB drawing Variable speed control DFIG (doubly fed induction generator)

Getriebe 1:50ParkingbrakeRotorbearing

WTGcontrolDoubly-fedasynchronous generator

Step-uptransformer

HVswitchgear

Gearbox

GeneratorswitchgearACf = constantn = variablePitchdrive

GeneratorsideconverterGridsideconverter

Converter control

6 ... 33 kV, f = 50 Hz/6 ... 34,5 kV, f = 60 HzTurbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasSistemas de controlo de Energia: Sistemas de velocidade varivel

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ABB drawing Variable speed control with full scale converter

Getriebe 1:50ParkingbrakeRotorbearing

WTGcontrol

Step-uptransformer

HVswitchgear

Gearbox

GeneratorswitchgearACf = variablen = variablePitchdrive

Converter control6 ... 33 kV, f = 50 Hz/6 ... 34,5 kV, f = 60 Hz

Asynchronous or synchrounous generator

ConverterTurbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasSistemas de controlo de Energia: Sistemas de velocidade varivel

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Turbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasEstrutura do sistema de Controlo duma turbina Elica

A Potncia tem de ser controlada por meio do sistema aerodinmico e tem que reagir com base em um ponto de ajuste determinado por um centro de controlo ou localmente, com o objectivo de maximizar a produo de energia com base na energia elica disponvel..

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Pitch/Stall/Active stallVariable speed (DFIG)

1-2% slip

StatorRotorGrid

1-10 % slipIGBTGridCapacitor battery

StatorRotor

GridGridDC DC

Acdc

Acdc

StatorRotor

Semi-variable speedGrid

StatorRotor

DC DC

Acdc

Acdc

Variable speed, full scale converterTurbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasSistemas de controlo de Energia: Conforme Geradores

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Grid frequency AC

PCC

Grid frequency AC

Variable frequency AC(e.g. from synchronous generator)DCIrregular switched ACGrid frequency AC

Rectifier

Inverter

PCC

Vantagens da ligao indirecta rede : Velocidade Varivel A vantagem de ligao indirecta rede que possvel rodar a turbina elica com velocidade varivel. A principal vantagem que durante as rajadas de vento, o rotor gira mais rpido, armazena parte do excesso de energia como a energia de rotao at que a rajada acaba. Obviamente, isto requer uma estratgia de controlo inteligente, uma vez que tem que ser capaz de diferenciar entre rajadas e maior velocidade do vento em geral. Assim, possvel reduzir o binrio mximo (reduzindo o desgaste da caixa de velocidades e do gerador), e que pode tambm reduzir as cargas de fadiga sobre a torre e as lminas do rotor.Turbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasLigaes rede Elctrica: Ligao Directa RedeLigao indirecta Rede

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Outras desvantagens so a energia perdida no processo de converso AC-DC-AC, e o facto de que a electrnica de potncia pode introduzir distoro harmnica na corrente alternada da rede elctrica, reduzindo assim a qualidade da energia. O problema da distoro harmnica surge porque o processo de filtragem no perfeito, e ele pode deixar alguns batimentos" (mltiplos da frequncia da rede) na corrente de sada.Turbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasVantagens da ligao indirecta rede: Velocidade Varivel (Cont.) A segunda vantagem que, com a electrnica de potncia pode-se controlar a potncia reactiva (isto , a mudana de fase da corrente em relao tenso da rede de CA), de modo a melhorar a qualidade de energia na rede elctrica. Isto pode ser til, especialmente se a turbina estiver a funcionar em uma rede elctrica fraca. Teoricamente, de velocidade varivel pode tambm dar uma ligeira vantagem em termos de produo anual, uma vez que possvel operar a mquina a uma velocidade de rotao ptima, dependendo da velocidade do vento. Do ponto de vista econmico, essa vantagem pequena, no entanto, digna de nota.Vantagens da ligao indirecta rede: A desvantagem bsica de ligao indirecta rede, o custo. Como acabamos de aprender, a turbina vai precisar de um rectificador e dois inversores, um para controlar a corrente do estator, e outro para gerar a corrente de sada. Actualmente, parece que o custo da electrnica de potncia excede os ganhos a serem feitos na construo de turbinas mais leves, mas que pode mudar medida que o custo da electrnica de potncia diminui. Olhando para as estatsticas operacionais das turbinas elicas que utilizam electrnica de potncia (publicado pelo Instituto ISET alemo), tambm parece que as taxas de disponibilidade para estas mquinas tendem a ser um pouco menor do que as mquinas convencionais, devido a falhas na electrnica de potncia.

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Turbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasComponentes crticos nos sistemas de Power Electronics:

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Turbinas Elicas: Integrao na Rede ElctricaAs turbinas elicas operam como uma parte de um sistema de energia integrado com outras fontes de produo e os consumidores. Portanto, existe uma influncia mtua entre as turbinas elicas e Rede Elctrica.As seguintes questes devem ser consideradas:Esquema de infra-estrutura de conexo de rede.Avaliao da qualidade de energia.Problemas de estabilidade do sistema elctricoAvaliao da qualidade de energia:Operao da turbina de vento pode ser perturbada, se seguir os parmetro rede que no estejam dentro dos limites definidos:VoltagemFrequnciaDesbalanceamentoNvel de HarmnicasA Conexo de turbinas elicas no deve reduzir a qualidade da energia existente na Rede Elctrica.

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Turbinas Elicas: Integrao na Rede ElctricaParmetros relevantes para a correcta operao de turbinas elicas:Limites de Voltagem: Regime de limitesSlow transient limitsLimites de Frequncia:Limites normais de operaoLimite de transientes admitidosVoltage unbalance:Limites operacionais admitidosNvel de Harmnicas:Valor mximo recomendado: Conforme definido na EN 50160.As turbinas elicas podem causar o seguinte impacto negativo sobre rede elctrica:Aumento da tenso estacionria.Alta corrente de arranque (in-rush current).Tremulao (ficker).Harmnicas e inter-harmnicas

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Turbinas Elicas: Integrao na Rede ElctricaGeralmente, o impacto das turbinas elicas na Rede Elctrica, depende:Caractersticas das turbinas de vento.Das caractersticas da rede no ponto de conexo (PCC).Redes fortes podem aceitar mais turbinas elicas sem consequncias negativas para a qualidade da energia.Redes fracas pode aceitar nmero limitado de turbinas elicas, ou rede elctrica tem de ser reforada.Tremulao (flicker)A tremulao descreve os efeitos das variaes rpidas de tenso na rede elctrica. O nvel de oscilao pode ser medido com um instrumento chamado flicker metrer.Tremular durante continuamente.Tremulao devido a comutao de gerador.Os limites so definidos no PCC e o efeito global, tem de ser calculado com a contribuio agregada de todas as turbinas elicas instaladas.As performances de turbinas elicas sobre as emisses de tremulao (flicker) so caracterizadas por:Flicker coefficient cf.Flicker step factor kf.

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Turbinas Elicas: Integrao na Rede ElctricaHarmnicas e inter-harmnicasDesvios de tenso a partir do forma sinusoidal perfeita da curva dos 50 Hz, resultam em harmnicasHarmnicas no so desejadas na rede porque causam aumento de perdas e, em casos graves, podem levar a uma sobrecarga dos condensadores, transformadores e aparelhos elctricos, bem como a perturbaes de sistemas de comunicaes e equipamentos de controlo. diferente entre:Harmnicas pares, por exemplo, 100, 200, 300 ... Hz..Harmnicas mpares, por exemplo, 150, 250, 350,550 ... Hz.Inter-harmnicas ( mltiplos de 50 com nmeros decimais)- Por exemplo, 165Hz, 2525 Hz, etc.Todas as unidades que fornecem energia elctrica para o sistema elctrico, devem respeitar as normas relevantes da qualidade de energia .As normas mais relevantes para as turbinas elicas so:Standard IEC 61400-21: "Requisitos da qualidade da energia para turbinas elicas conectadas Rede Elctrica. Standard IEC 61400-3: "Limites EMC. Limitao das emisses de correntes harmnicas para equipamentos conectados a sistemas de fornecimento de energia de alta de mdia tenso.Normas locais.

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Turbinas Elicas de Eixo Horizontal: CaractersticasVantagens das Turbinas Elicas de eixo horizontal (HAWTs) Passo do vento varivel para optimizar quantidade de vento absorvido.Capacidade de aumentar a altura da torre de aproveitar velocidades de vento superiores a altitudes mais elevadas.J o principal design para gerao de energia elica industrial.Desvantagens das Turbinas Elicas de eixo horizontal (HAWTs)Ineficiente, perto do nvel do solo, devido turbulncia. Deve ser implantada em grande escala tornando os custos de construo caros.Deve ser fabricadas com materiais fortes (fibra de carbono e ao), para lidar com ventos fortes.

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Image credit: RED Elctrica Espaa

Turbinas Elicas : Instalaes de Controlo

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EC020 - So Cristvo EA001 - Sta. Maria I (Figueiral) EA002 - So Jorge I (Pico da Urze) EA003 - Graciosa (Serra Branca) EA004 - Faial (Lomba dos Frades) EA005 - Flores (Boca da Vereda) EA006 - So Jorge II (Pico da Urze) EA007 - Graciosa II (Serra Branca) EA008 - Sta. Maria II (Figueiral) EA009 - Pico (Terras do Canto) EC001 - Lourel EC002 - Sines EC003 - Fonte da Mesa EC004 - Pena Suar EC005 - Fonte Monteiros EC006 - Vila Lobos EC007 - Picos Verdes (Bispovento I) EC008 - Portal da Freita I EC009 - Cabeo da Rainha EC010 - Mao I EC011 - Mao II EC012 - Igreja Nova I EC013 - Cabeo Alto EC014 - Boeiros I EC015 - Caravelas EC016 - Alto Vaca I EC017 - Lomba Seixa EC018 - Cadafaz EC019 - Malhadas-Gois EC021 - Archeira EC022 - Bigorne EC023 - Igreja Nova II EC024 - Jarmeleira EC025 - Cabril EC026 - Pinheiro EC027 - Boeiros II EC028 - Sra. Castelo I EC029 - Parque Elico do Alvo 1 EC030 - Mao III EC031 - Cabeo da Rainha II EC032 - Vergo EC033 - Sra. Castelo II EC034 - Sra. Castelo III EC035 - Aguieira EC036 - Alto Vaca II EC037 - Serra do Barroso EC038 - Bolores EC039 - Meroicinha EC040 - Picos Verdes (Bispovento II) EC041 - Moinhos do Oeste EC042 - Trandeiras EC043 - Bulgueira EC044 - Alto Coto EC045 - Padrela (Morro de Boi) EC046 - Barroso EC047 - Arga EC048 - Boneca EC049 - Lomba Seixa II EC050 - Borninhos EC051 - Fonte Quelha EC052 - Alto Talefe EC053 - Padrela EC054 - Ribamar EC055 - Parque Elico do Alvo 2 EC056 - Archeira 2 EC057 - Moinho Velho EC058 - Cabreira EC059 - Diro Rua EC060 - Cadrao EC061 - Mao IV EC062 - Serra de Todo Mundo EC063 - Vilar Cho EC064 - Aor EC065 - Sra. Vitria EC066 - Mosteiro EC067 - Moinho Manique EC068 - Escusa EC069 - Carreo/Outeiro EC070 - Amaral EC071 - Vila Nova EC072 - Malhadizes EC073 - Teixeir EC074 - Castanheira EC075 - Amndoa EC076 - Catefica EC077 - Terras Altas de Fafe I EC078 - Chamin I EC079 - Carreo/Outeiro II EC080 - Chamin II EC081 - Meadas EC082 - Alagoa de Cima EC083 - Terras Altas de Fafe II EC084 - Catefica II EC085 - Cho Falco EC086 - Caldas I EC087 - Archeira 3 EC088 - Outeiro EC089 - Serra da Capucha EC090 - Vila Nova (ampl) EC091 - Achada EC092 - Candeeiros EC093 - Fanhes I EC094 - Passarinho EC095 - Costa Vicentina EC096 - Montijo EC097 - Boneca II EC098 - Fanhes II EC099 - Amaral (ampl) EC100 - Rabaal EC101 - Degracias EC102 - Arcela EC103 - Cabril (ampl) EC104 - Sirigo EC105 - Lameira EC106 - Pena Suar (ampl) EC107 - Espiga EC108 - Pampilhosa I EC109 - Portal da Freita II EC110 - Alfarrobeira EC111 - Fonte da Quelha (ampl) EC112 - Alto do Talefe (ampl) EC113 - Santa Helena EC114 - S. Paio EC115 - Doninhas EC116 - S. Pedro EC117 - Archeira 4 EC118 - Videira EC119 - Penedo Ruivo EC120 - Seixinhos EC121 - Caramulo EC122 - Candal/Coelheira EC123 - Alto do Seixal EC124 - Pampilhosa II EC125 - Penouta EC126 - S. Mamede EC127 - Sebolido EC128 - Caravelas (ampl) EC129 - Pinhal Interior II EC130 - Leiranco EC131 - Casa da Lagoa EC132 - Mairos I EC133 - Pracana EC134 - Valrios EC135 - Terreiro das Bruxas EC136 - Vidual / Carvalhal EC137 - Sr do Socorro EC138 - Serra D'Arga EC139 - Mairos II EC140 - Plaina do VisoTurbinas Elicas : Instalaes em Portugal

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EC141 - Chorida 1 EC142 - Chorida 2 EC143 - Candeeiros (apl) EC144 - Ortiga EC145 - Videmonte EC146 - Freita I EC147 - Freita II EC148 - Abogalheira EC149 - Sobral EC150 - Aruda EC151 - Serra D'el Rei EC152 - Pinhal Interior I EC153 - P-Columbeira EC154 - Fanhes II (ampl1) EC155 - Cela EC156 - Penamacor 3A EC157 - Penamacor 1 EC158 - Madrinha EC159 - Safra/Coentral EC160 - Joguinho II EC161 - Lous EC162 - Alto do Mono EC163 - S. Pedro (Boneca) EC164 - Perdigo EC165 - Mourisca EC166 - Nave EC167 - Gardunha EC168 - Guarda EC169 - Caramulo EC170 - Pinhal Interior II (ampl) EC171 - Casais EC172 - Almargem EC173 - Fanhes II (ampl2) EC174 - Felgar EC175 - Marvila EC176 - Penamacor 3B EC177 - Penamacor 2 EM001 - Porto Santo EM002 - Pal da Serra I EM003 - Pal da Serra II EM004 - Bica da Cana EM005 - Canial II EM006 - Paul da Serra EM007 - Porto Santo II EM008 - Porto Santo ITurbinas Elicas : Instalaes em Portugal (Cont.)

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Q = S1 V1Q = S2V2Q = S1 v1 = s2V2=

Constante.O Caudal permanece constante ao longo do tnel.

Q=Caudal.S=Seco.V= Velocidade do fluido.Turbinas Elicas : Outras tendncias.Turbinas com acelerador de fluxo:

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Diminuindo a seco do tubo pela metade significa que a velocidade duplicada, a energia unitria multiplicado por 8 e a energia resultante multiplicada por 4:

V2

V1PATENTED BY: Pedro Marrero OShanahanMANUFACTURER: Aerogeneradores Canarios S.A.Turbinas Elicas : Outras tendncias.Turbinas com acelerador de fluxo:

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Turbinas Elicas : Outras tendncias.

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http://www.energiasrenovaveis.com/images/upload/flash/anima_como_funciona/eolica29.swfEnergia Elica em Flash

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Energia Elica : a EDP!...

http://v2.videos.sapo.pt/TSzBvhNzspVziuqyezjt

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Dvidas?Questes ?...

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OBRIGADO PELA ATENO !...

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Bibliografiashttp://www.technologystudent.comhttp://www.energiasrenovaveis.com/Area.asp?ID_area=3http://www.aerogeradores.orghttp://www.fh-chmalkalden.de/schmalkaldenmedia/wind+turbines.pdf http://mragheb.comhttp://192.107.92.31/fadivgen2/net_seminar/seminari/275/275_1/nardi_1.ppthttp://www.promoeficiencia.pt/http://www.mpoweruk.com/wind_power.htm#conversionhttp://www.greenrhinoenergy.com/renewable/wind/wind_technology.phphttp://www.awewind.com/Default.aspx?tabid=55http://192.107.92.31/fadivgen2/net_seminar/seminari/280/280_1/pignatale_1.ppthttp://proceedings.ewea.org/ewec2006/allfiles/583_Ewec2006presentation.ppthttp://192.107.92.31/fadivgen2/net_seminar/seminari/http://192.107.92.31/fadivgen2/net_seminar/seminari/278/278_1/sardella_1.ppt

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Sheet1Wind resources at 50 metres above ground level for five different topographic conditions.Sheltered terrainOpen plainAt a sea coastOpen seaHills and ridgesm sW mm sW mm sW mm sW mm sW m> 6.0> 250> 7.5> 500> 8.5> 700> 9.0> 800> 11.5> 18005.0 - 6.0150 - 2506.5 - 7.5300 - 5007.0 - 8.5400 - 7008.0 - 9.0600 - 80010.0 - 11.51200 - 18004.5 - 5.0100 - 1505.5 - 6.5200 - 3006.0 - 7.0250 - 4007.0 - 8.0400 - 6008.5 - 10.0700 - 12003.5 - 4.550 - 1004.5 - 5.5100 - 2005.0 - 6.0150 - 2505.5 - 7.0200 - 4007.0 - 8.5400 - 700< 3.5< 50< 4.5< 100< 5.0< 150< 5.5< 200< 7.0< 400European Wind Atlas - (c) 1989 Ris National Laboratory, DenmarkWind resources over open sea (more than 10 km offshore) for five standard heights.10 m25 m50 m100 m200 mms-1Wm-2ms-1Wm-2ms-1Wm-2ms-1Wm-2ms-1Wm-2> 8.0> 600> 8.5> 700> 9.0> 800> 10.0> 1100> 11.0> 15007.0-8.0350-6007.5-8.5450-7008.0-9.0600-8008.5-10.0650-11009.5-11.0900-15006.0-7.0250-3006.5-7.5300-4507.0-8.0400-6007.5-8.5450-6508.0-9.5600-9004.5-6.0100-2505.0-6.5150-3005.5-7.0200-4006.0-7.5250-4506.5-8.0300-600< 4.5< 100< 5.0< 150< 5.5< 200< 6.0< 250< 6.5< 300(c) 1997 Ris National Laboratory, Denmark10 m25 m50 m100 m200 mms-1Wm-2ms-1Wm-2ms-1Wm-2ms-1Wm-2ms-1Wm-2> 8.0> 600> 8.5> 700> 9.0> 800> 10.0> 1100> 11.0> 15007.0-8.0350-6007.5-8.5450-7008.0-9.0600-8008.5-10.0650-11009.5-11.0900-15006.0-7.0250-3006.5-7.5300-4507.0-8.0400-6007.5-8.5450-6508.0-9.5600-9004.5-6.0100-2505.0-6.5150-3005.5-7.0200-4006.0-7.5250-4506.5-8.0300-600< 4.5< 100< 5.0< 150< 5.5< 200< 6.0< 250< 6.5< 300(c) 1997 Ris National Laboratory, Denmark

Sheet2

Sheet3

Chart20.50494950.5097960.51453650.5191680.52368750.5280920.53237850.5365440.54058550.54450.54828450.5519360.55545150.5588280.56206250.5651520.56809350.5708840.57352050.5760.57831950.5804760.58246650.5842880.58593750.5874120.58870850.5898240.59075550.59150.59205450.5924160.59258150.5925480.59231250.5918720.59122350.5903640.58929050.5880.58648950.5847560.58279650.5806080.57818750.5755320.57263850.5695040.56612550.56250.55862450.5544960.55011150.5454680.54056250.5353920.52995350.5242440.51826050.5120.50545950.4986360.49152650.4841280.47643750.4684520.46016850.4515840.44269550.43350.42399450.4141760.40404150.3935880.38281250.3717120.36028350.3485240.33643050.3240.31122950.2981160.28465650.2708480.25668750.2421720.22729850.2120640.19646550.18050.16416450.1474560.13037150.1129080.09506250.0768320.05821350.0392040.01980050

V4/V1Cp

Sheet10.010.50494950.020.5097960.030.51453650.040.5191680.050.52368750.060.5280920.070.53237850.080.5365440.090.54058550.10.54450.110.54828450.120.5519360.130.55545150.140.5588280.150.56206250.160.5651520.170.56809350.180.5708840.190.57352050.20.5760.210.57831950.220.5804760.230.58246650.240.5842880.250.58593750.260.5874120.270.58870850.280.5898240.290.59075550.30.59150.310.59205450.320.5924160.330.59258150.340.5925480.350.59231250.360.5918720.370.59122350.380.5903640.390.58929050.40.5880.410.58648950.420.5847560.430.58279650.440.5806080.450.57818750.460.5755320.470.57263850.480.5695040.490.56612550.50.56250.510.55862450.520.5544960.530.55011150.540.5454680.550.54056250.560.5353920.570.52995350.580.5242440.590.51826050.60.5120.610.50545950.620.4986360.630.49152650.640.4841280.650.47643750.660.4684520.670.46016850.680.4515840.690.44269550.70.43350.710.42399450.720.4141760.730.40404150.740.3935880.750.38281250.760.3717120.770.36028350.780.3485240.790.33643050.80.3240.810.31122950.820.2981160.830.28465650.840.2708480.850.25668750.860.2421720.870.22729850.880.2120640.890.19646550.90.18050.910.16416450.920.1474560.930.13037150.940.1129080.950.09506250.960.0768320.970.05821350.980.0392040.990.019800510

Sheet1

Vo/ViCp

Sheet2

Sheet3