Publicação

Análise do desempenho aerodinâmico do perfil das pás de uma hélice de um aerogerador

Detalhes bibliográficos
Resumo:	As necessidades energéticas crescentes têm levado a uma procura cada vez maior de fontes energéticas com baixo impacto ambiental. Dentro das fontes de energia renováveis a energia eólica tem ganho algum destaque. Assim o aumento do tamanho e altura dos aerogeradores para obtenção de maiores potências é uma consequência natural da evolução tecnológica dos aerogeradores, o que requer uma maior complexidade no design e na aerodinâmica das pás, pois o aumento do volume dos perfis das pás aumenta as perdas aerodinâmicas, principalmente para baixos ângulos de ataques e na região perto da raiz da pá, onde os perfis geométricos das pás (aerofólios) tem que ser maiores de modo a garantirem a estabilidade estrutural com a desvantagem de serem mais espessos e possuírem uma maior resistências ao vento, neste sentido os projetos de aerogeradores requerem um estudo complexo de possíveis combinações de aerofólios de modo a otimizar as potências eólicas retiradas ao vento Como forma de complementar o estudo da aerodinâmica das pás dos aerogeradores, neste trabalho é analisado o comportamento aerodinâmico dos perfis geométricos das pás quando expostas ao fluxo de vento para diferentes condições e posteriormente é feito um estudo numérico do escoamento do vento sobre o perfil 3D de uma pá de uma turbina GE 1.5XLE, constituída por aerofólios S818, S825 e S826. A interação do vento com o perfil aerodinâmico das pás do aerogerador é simulada recorrendo ao modelo turbulento k-w SST disponibilizado pelo software Fluent. Na primeira parte estuda-se o comportamento aerodinâmico dos aerofólios S818, S825 e S826 através dos coeficientes de resistência, de sustentação, de pressão bem como os campos de pressão, de velocidades e respetivas linhas de corrente. Na segunda parte utilizam-se simulações do escoamento do vento com velocidades de 12,0 m/s e 15,16 m/s em torno de uma pá do aerogerador de modo a realizar-se uma análise geral da eficiência do aerogerador estudado. Os resultados são comparados com modelos teóricos e com dados das especificações do fabricante.
Autores principais:	Correia, Helder Filomeno
Assunto:	Interação fluido/estrutura energia eólica
Ano:	2020
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Idioma:	português
Origem:	Repositório da UTAD

Descrição
Resumo:	As necessidades energéticas crescentes têm levado a uma procura cada vez maior de fontes energéticas com baixo impacto ambiental. Dentro das fontes de energia renováveis a energia eólica tem ganho algum destaque. Assim o aumento do tamanho e altura dos aerogeradores para obtenção de maiores potências é uma consequência natural da evolução tecnológica dos aerogeradores, o que requer uma maior complexidade no design e na aerodinâmica das pás, pois o aumento do volume dos perfis das pás aumenta as perdas aerodinâmicas, principalmente para baixos ângulos de ataques e na região perto da raiz da pá, onde os perfis geométricos das pás (aerofólios) tem que ser maiores de modo a garantirem a estabilidade estrutural com a desvantagem de serem mais espessos e possuírem uma maior resistências ao vento, neste sentido os projetos de aerogeradores requerem um estudo complexo de possíveis combinações de aerofólios de modo a otimizar as potências eólicas retiradas ao vento Como forma de complementar o estudo da aerodinâmica das pás dos aerogeradores, neste trabalho é analisado o comportamento aerodinâmico dos perfis geométricos das pás quando expostas ao fluxo de vento para diferentes condições e posteriormente é feito um estudo numérico do escoamento do vento sobre o perfil 3D de uma pá de uma turbina GE 1.5XLE, constituída por aerofólios S818, S825 e S826. A interação do vento com o perfil aerodinâmico das pás do aerogerador é simulada recorrendo ao modelo turbulento k-w SST disponibilizado pelo software Fluent. Na primeira parte estuda-se o comportamento aerodinâmico dos aerofólios S818, S825 e S826 através dos coeficientes de resistência, de sustentação, de pressão bem como os campos de pressão, de velocidades e respetivas linhas de corrente. Na segunda parte utilizam-se simulações do escoamento do vento com velocidades de 12,0 m/s e 15,16 m/s em torno de uma pá do aerogerador de modo a realizar-se uma análise geral da eficiência do aerogerador estudado. Os resultados são comparados com modelos teóricos e com dados das especificações do fabricante.