Projeto de uma turbina eolica vertical para aplicação em maio urbano

Projeto de uma turbina eólica de eixo vertical para aplicação em meio urbano

Diogo Manuel F. G. Molarinho Carmo

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Mecânica

Presidente:

Professor Luís de Eça

Vogal:

Professor José Alberto Falcão de Campos

Orientador:

Professor João Eduardo Teixeira Borges

Co-orientador:

Professor João Manuel Pereira Dias

Julho de 2012

Agradecimentos
Agradeço ao Professor Teixeira Borges, orientador desta dissertação, pelo concelho que me deu durante a realização deste projeto, e também pelas sugestões dadas enquanto escrevia este relatório. Ao Professor João Dias, co-orientador da dissertação, pelas sugestões que fez durante a execução da análise estrutural da turbina, e pelo concelho que me deu para escrever o relatório.
Ao Professor Falcão de Campos, por me ter tirado certas dúvidas sobre as turbinas eólicas de eixo vertical. Ao Professor Pedro Vilaça, por me ter aconselhado sobre os materiais a utilizar na construção da turbina. À minha família e aos meus amigos, que sempre me apoiaram e incentivaram para que eu terminasse este trabalho.

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Resumo
Esta dissertação tem como objectivo principal o projecto de uma turbina eólica de eixo vertical que atinja uma potência de 1.2kW ou mais, para uma velocidade do vento de 10 m/s, para utilização em zonas urbanas. O trabalho consiste na utilização de um modelo teórico para o cálculo dos coeficientes de potência em que se varia a velocidade de rotação e o fator de bloqueamento da turbina. Pretende-se introduzir um novo conceito de perfis multi-elementos. O estudo sobre o arranjo de perfis multi-elementos é realizado utilizando o programa Javafoil. O objectivo de introduzir uma turbina deste tipo num ambiente urbano obriga também à aplicação de um modelo empírico para a previsão do perfil de velocidades dentro da camada limite urbana. A aplicação do modelo teórico requer o conhecimento dos coeficientes de sustentação e