Projeto e dimensionamento de uma turbina eólica de eixo vertical com rotor misto

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CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA - BACHARELADO

RODRIGO SANTOS LUIZ

PROJETO E DIMENSIONAMENTO DE UMA TURBINA EÓLICA DE EIXO VERTICAL COM ROTOR MISTO

Santa Cruz do Sul, dezembro de 2011

RODRIGO SANTOS LUIZ

PROJETO E DIMENSIONAMENTO DE UMA TURBINA EÓLICA DE EIXO VERTICAL COM ROTOR MISTO

Trabalho

de

conclusão

de

curso

apresentado à Universidade de Santa Cruz do Sul –UNISC, como requisito parcial para a obtenção do título de engenheiro mecânico, pelo curso de engenharia mecânica – bacharelado da Universidade de Santa Cruz do Sul.

Orientador: Prof. Imar de Souza Soares Junior

Santa Cruz do Sul, dezembro de 2011

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AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus, por ter me guiado durante toda a minha jornada de vida e acadêmica, me dando força esabedoria nos momentos de maior dificuldade. Ao Professor Imar de Souza Soares Junior, por ter me orientado neste trabalho, sempre se mostrando disposto a auxiliar e sanar as dúvidas presentes com grande clareza e profissionalismo. Aos meus colegas que estiveram presentes ao longo da minha acadêmica, assim como a Universidade de Santa Cruz do Sul e todo o corpo docente da Engenharia. E com muito orgulhoaos meus pais, pessoas divinas que me deram todo o tipo de apoio possível, colocando em primeiro lugar os meus estudos, assim abdicando muitas vezes de oportunidades para os próprios para contribuírem com a minha formação.

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RESUMO

O presente trabalho tem como objetivo o projeto e dimensionamento de uma turbina vertical mista, para a análise de sua possível instalação na cidade de SantaCruz do Sul, mais especificamente no campus da universidade. A parte de cálculo foi feita com base na literatura disponível, pois não há normas referentes a dimensionamento de turbinas eólicas. Será dimensionada uma turbina mista, mesclando os cálculos para turbinas Darrieus e Savonius, com a finalidade de obter um melhor rendimento para o conjunto. Partindo da velocidade média de vento fornecidapela central da universidade, que se encontra na faixa de 11,6 aproximadamente 1 , podendo assim ser avaliado o potencial eólico da / , o sistema deverá gerar uma potência de

região de Santa Cruz do Sul. O trabalho conta com uma revisão bibliográfica do assunto relacionado, buscando contribuir para o acervo sobre energia eólica.

Palavras-Chave: turbinas eólicas, energia alternativa, energiaeólica, cataventos, aerogeradores, rotor Darrieus, rotor Savonius; 4

LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1 - EVOLUÇÃO DOS AEROGERADORES DESDE 1985 ATÉ 2005 ............................................. 12 FIGURA 2 – TABELA DE VELOCIDADE DO VENTO ............................................................................... 14 FIGURA 3 - GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA NO RIO GRANDE DO SUL. PERÍODO2006-2009 ............... 18 FIGURA 4 - POTENCIAL EÓLICO DO RS, PARA ALTURAS DE 50, 75 E 100M......................................... 19 FIGURA 5 - GRÁFICO DE DENSIDADE DO AR ..................................................................................... 20 FIGURA 6 - FATOR DE POTÊNCIA DE VÁRIOS TIPOS DE TURBINAS....................................................... 22 FIGURA 7 - GRÁFICO (CP)(ACIMA) E (CT) (ABAIXO) DE VÁRIOS TIPOS DE TURBINAS EÓLICAS EM FUNÇÃO DO TIP(Λ).............................................................................................................................. 24 FIGURA 8 - COMPONENTES DE UM AEROGERADOR DE EIXO HORIZONTAL........................................... 26 FIGURA 9 - DIFERENTES TIPOS DE ROTORES DE EIXO VERTICAL........................................................ 27 FIGURA 10 - ROTOR SAVONIUS ...................................................................................................... 29 FIGURA 11 - RENDIMENTO DO ROTOR SAVONIUS EM FUNÇÃO DO TSR.............................................. 29 FIGURA 12 - TURBINA SAVONIUS CORTES ....................................................................................... 30...
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