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O projecto T.UrbanMicro turbinas eólicas de alta eficiência e baixo custopara ambientes urbanos e construídos
Teresa SimõesAna Estanqueiro,Coordenadora Projecto T.URBan
Ministério da Economia e InovaçãoLABORATÓRIO NACIONAL DE ENERGIA E GEOLOGIA, I.P.
Porquê Turbinas Eólicas em Ambiente Urbano e Construído?
As turbinas em ambiente urbano e construídoconstituem a oportunidade para as aplicaçõeseólicas no contexto da microgeração :
� Podem dar uma contribuição para a existência de edifícios e áreas urbanas energeticamente sustentáveis.
� Reduzem eficientemente as cargas e as perdas nas redes de distribuição e transmissão.
� A par das outras fontes aplicáveis em microgeraçáo, diminuem a factura energética dos edifícios, aumentam a eficiência global do sistema de energia e permitem reduzir até30% da carga correspondente ao consumo no sector doméstico sem grandes impactos técnicos ou investimentos.
O conceito
T.Urban é uma pequena turbina eólica (SWT) quepermite ao sector doméstico dar a sua valiosacontribuição para a existência de sistemas de energia sustentáveis
� Apresenta uma integração fácil em vivendas e edifícios com um diâmetro da ordem dos 2.0 m e a consequente simplicidadede instalação, quer do ponto de vista eléctrico, quer estrutural. Foi concebida numa perspectiva de “kit faça você mesmo”.
� A T.Urban foi projectada com o conhecimento técnico-científico desenvolvido na última década para as turbinasmulti-megawatt.
� O impacto visual da T.Urban foi tomado em consideração no projecto. O seu desenho integra-se com sucesso na maioriadas áreas urbanas modernas.
T.URBan-HA T.Urban-H é uma micro-turbina de eixo horizontal com potência nominal de 2.5 kW e um desempenhoúnico na sua classe
� A turbina tem velocidade de rotação variável, accionamentodirecto e é equipada com um gerador de magnetos permanentes(PMG).
� O sistema de controlo da T.Urban foi especificamente concebidopara operação em paralelo com a rede. A saída é monofásica o que permite a sua integração alargada como nas instalaçõesdomésticas.
� O diâmetro da T.Urban é somente 2,3 m com uma potêncianominal de 2.5 kW, o que conduz a uma performance(potência/area) típica da classe “multi-megawatt”!
Micro turbinas de elevadaeficiência
e baixo custo para ambiente urbano.
T.URBan-VA T.Urban-V é uma micro-turbina de eixo vertical com potência nominal de 2.0 kW e elevado desempenho
� A turbina tem velocidade de rotação variável, accionamentodirecto e é equipada com um gerador de magnetos permanentes(PMG).
� O sistema de controlo da T.Urban é especificamente concebidopara operação em paralelo com a rede. A saída é monofásica o que permite a sua integração alargada como nas instalaçõesdomésticas.
� O diâmetro da T.Urban é de 2,0 m e altura total de 3.65 m com uma potência nominal de 2.0 kW, o que conduz a umaperformance característica das turbinas eólicas de eixo vertical
Micro turbinas de elevadaeficiência
e baixo custo para ambiente urbano.
Parceiros, Consultores e Fornecedores do Projecto T.URBan
A.Entidades do Sistema C&T
INETI Gestão, concepção, coordenação científica e co-financiamento do Projecto.
IDMEC (Instituto Superior Técnico)Consultoria em aerodinâmica e estruturas.
INOV (Inesc Inovação) Consultoria em Controlo de Sistemas de Potência.
Parceiros, Consultores e Fornecedores
A.Entidades do Sistema C&T (cont.)
LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia CivilEnsaios em túnel de vento. Consultoria em estruturas.
U.Minho (Universidade do Minho)Ensaios de fadiga das pás.
INEGI (Instituto de Engenharia de Gestão Industrial) “Site calibration”. Medição da curva de potência.
Parceiros, Consultores e Fornecedores
B.Consultores e Fornecedores(Empresas)
SET S. A. (Grupo Iberomoldes)Prototipagem rápida (nacelle e leme). Consultoria naprodução de componentes por moldagem.
Dinâmica Aplicada, Lda Simulação estrutural da turbina em regime dinâmico.
Projecto Detalhe, Lda Projecto e execução do quadro e sistema de protecções eléctricas.
Parceiros, Consultores e Fornecedores
C.Fornecedores de ReferênciaRéplica Fiel Lda
Fabrico de pás em fibra de vidro e carbono.
A.L. Lda Fabrico de chassis, veios e outros componentes mecânicos. Assistência oficinal.
Samortécnica, LdaTorres e instalação em campo.
INCOMPOL, Lda Fabrico de protótipos de componentes mecânicos.
Parceiros, Consultores e Fornecedores
Alguns números…
D. Dados gerais do Projecto:Duração – 2 anos (18 meses após aprovação)
Orçamento – 890 mil Euro75% financiamento DEMTEC (ADI)25% INETI
Número de Entidades C&T – 9
Fornecedores – 6 (5 nacionais, 1 chinês: gerador eléct)
Investigadores e Técnicos envolvidos > 25.
A evolução da concepção do aerogerador T.URBan-H
A evolução da concepção daT.URBan-H
1º Desenho
A evolução da concepção daT.URBan-H
2º…
A evolução da concepção daT.URBan-H
3º versão Exterior definitivo
A evolução da concepção daT.URBan-H
4º versão Optimização estrutural
A evolução da concepção daT.URBan-H
Versão Final
Maquetas do leme estilizado e perfil aerodinâmico. Unidade de madeiras do INETI.(Eng. António Santos, DMTP)
Maquetas e estudos preliminares…
Ensaio da cobertura da nacelle e leme. Túnel de vento da Unidade de Energia Eólica e dos Oceanos (INETI).
Estudos preliminares.(túnel vento INETI)
Simulações Numéricas(IDMEC)
Teste dos Perfis Aerodinâmicos(Túnel de vento, LNEC)
Projecto estrutural (INETI)
Ensaios T.URBan(túnel vento INETI)
Ensaios T.URBan(túnel LNEC)
Instalação T.Urban(Ed. Solar XXI)
Instalação T.Urban, ROPM(Jardins Palácio S. Bento)
Exposição EWEC’08Bruxelas, Abril 2008
O protótipo T.Urban-HDados Técnicos:3 pás, Eixo horizontal,Velocidade rotação variável,Gerador PMG,Rotor de elevado desempenho,Potência nominal =2.5 kW,Diametro =2.3 m,Ligação monofásica (220/240 V).
A evolução da concepção do aerogerador T.URBan-V
A concepção da T.URBan -V
1º conceito – “artist impression” Junho 2006
A evolução da concepção daT.URBan - V
Projecto T.URBan-V, 1º versão
A evolução da concepção daT.URBan V
Versão Final do protótipo construído
Estudos e resultadosPrelimnares
Simulações Numéricas(IDMEC)
Teste dos Perfis Aerodinâmicos(Túnel de vento, LNEC)
Modelo 2 D do perfilaerodinâmico. Fabricoperfil Set SA.Testesefectuados no túnel do LNEC.
Protótipo T.URBan-V
Parâmetros de projecto:
Nº Pás - 3
Altura Rotor - 2.5m
Altura Total – 3.65m
Diâmetro Rotor – 2.0m
Corda da pá – 100mm (constante)
Projecto estrutural (INETI)
Projecto estrutural (INETI)
Esforços no eixo e chassis
Ensaios T.URBan(túnel vento INETI)
Montagem T.Urban-V
Oficinas DMTP:
Núcleo madeiras
Instalação T.Urban-V(Ed. Solar XXI)
Imagem frontal do QGG
Instalação T.Urban - V(Ed. Solar XXI)
O protótipo T.Urban-H
Dados Técnicos:3 pás, Eixo vertical,Velocidade rotação variável,Gerador PMG,Potência nominal =2.5 kW,Diametro =2.0 m,Altura rotor =2.5 mAltura total =3.65 mLigação monofásica (220/240 V).
O protótipo T.Urban-H
E a seguir ?…
Versão helicóidal…
