Livre Power, Lda.

Outubro 13 2010

Quero deixar alguns tópicos sobre a apreciação da importância de um perfil aerodinâmico das pás no desempenho de um aerogerador, seja ele de eixo vertical ou horizontal.

Tomemos como ponto de análise o perfil das pás apresentadas pelo aerogerador de eixo vertical da imagem:

 

 

A minha opinião é de que este tipo de aerogerador não tem muita eficiência. Não é por ser vertical.

As pás são pouco aerodinâmicas, criam demasiados turbilhões e resistência na passagem pelo ar, por terem uma frente de ataque demasiado alta, têm, por isso uma velocidade muito lenta, embora possam ter algum torque. Mas o que interessa mais é, de facto, a velocidade.
Até podemos estar muito entusiasmados com o modelo, mas corremos o risco de ter muito trabalho e, no final, ficarmos desiludidos com os resultados do andamento da máquina.

 

Podemos até aproveitar a concepção geral do modelo, mas não a das pás. Estas terão de ter um perfil mais aerodinâmico para aumentarem a velocidade de rotação. Como melhorar este perfil?

 

 

 

 

 

Partamos do perfil de um aerofólio clássico, o Clark Y. Poderia ser de outro tipo, por exemplo um NACA.

 

 

Veja-se o perfil de cor azul, que, caso queiramos, podemos transformar em perfil “aberto”, representado abaixo.

 

Se compararmos os perfis, constatamos que o do aerogerador da imagem tem uma penetração no ar que é uma desgraça!

 

A melhor opção será, seguramente, por um perfil do tipo do Clark Y "fechado" (a azul) ou, em segundo lugar, a opção pelo “aberto”.

 

Se deseja construir as pás para um aerogerador de eixo horizontal e precisa de saber que medidas utilizar para talhar a configuração do perfil ao longo da pá, então pode-se apoiar nos dados fornecidos por um programa de cálculo das pás de aerogeradores do site australiano warlock.com.au/ (Winde Turbine Blade Calculator).

Comece por escrever o número de pás. Introduza o TSR (rácio de velocidade de ponta): para duas pás com valor entre 9 e 10, para três entre 6 e 8, para quatro ou mais 4 a 6.

Indique o grau de eficiência da pá, o que varia conforme a qualidade do perfil: para duas pás colocar um valor próximo de 0,30; para três ou mais colocar 0,35.

Introduzir o comprimento da pá e finalmente indicar a velocidade média do vento no local de instalação do aerogerador.

Note que à direita tem três opções de sistema de medida: o Imperial, utiliza pés e milhas, o métrico usa m e Km/h e o SI metros e m/s. Opte pelo que melhor lhe convier.

Carregue no botão para resolver a equação e veja abaixo os resultados. Aparecem 9 secções "Radius" distribuídas ao longo do comprimento da pá, com valores quantificados no quadro abaixo, indicando para cada secção o valor da corda "Chord"(largura desde o bordo de ataque até ao de fuga) e do ângulo de ataque Beta.

Repare que, para a resistência aerodinâmica ao longo da pá ser igual, conforme nos afastamos do centro para a periferia, a corda e o ângulo de ataque diminuem. É fundamental que essa condição se verifique.

Se a pá tiver mais resistência aerodinâmica na ponta ou noutra parte, então será esta parte que limitará a velocidade de rotação.

É errado fazer pás que tenham a mesma corda e ângulo de ataque desde o centro do rotor até à ponta, como se vê em alguns aerogeradores, porque, nesse caso, a ponta da pá ao ter de percorrer uma distância muitíssimo maior, gera muito mais atrito no ar (resistência) do que a parte mais próxima do centro e limita a velocidade de rotação.

Esperamos tê-lo ajudado, se tiver alguma questão, por favor contacte-nos. Veja também informação sobre aerodinâmica de aerogeradores, clicando aqui.

Arménio Carreira às 16:51

www.aerogeradores.pt
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