O Aerogerador de Energia
Por: Matheus Couto • 17/4/2019 • Trabalho acadêmico • 1.660 Palavras (7 Páginas) • 234 Visualizações
ASSOCIOÇAO EDUCACIONAL DOM BOSCO – AEDB[pic 1]
FACULDADE DE ENGENHARIA DE RESENDE – FER
ENGENHARIA MECÂNICA – 4º ANO B
MECÂNICA TÉCNICA
PROF.º GABRIEL
AEROGERADOR DE ENERGIA
Nome: Matrícula:
Maria Luiza de Souza Alfredo 15278104
Matheus Couto de Oliveira 17278115
Vitória Roza 17278099
RESENDE, MARÇO 2019
Nome: Matrícula:
Maria Luiza de Souza Alfredo 15278104
Matheus Couto de Oliveira 17278115
Vitória Roza 17278099
AEROGERADOR DE ENERGIA
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia de Resende como requisito para obtenção de nota no primeiro bimestre na matéria de mecânica técnica.
Orientador: Prof.º Gabriel
RESENDE, MARÇO 2019
INTRODUÇÃO
O uso de energia vem crescendo cada vez mais e causando impactos ambientais, pela grande demanda de uso dessa tecnologia. Para que se possa diminuir o aquecimento global, estão sendo usadas fontes de energias renováveis como vento, água e solar.
O uso da energia eólica vem tendo um crescimento devido a incentivos dos governos e o alto grau de confiança nessa tecnologia. Com o objetivo de incentivar a abertura do mercado para energia eólica é necessária uma política especial que torne esta lucrativa, de modo que essa possa competir com outras plantas de geração de energia, principalmente as convencionais (MARQUES, 2004).
Importante salientar que o aproveitamento de energia eólica em ambiente urbano é inteiramente compatível com outras tecnologias de micro geração de eletricidade, como sistemas fotovoltaicos ou de micro geração de gás – pelo que a sensibilização para as configurações de micro geração de tipo misto (também denominado hibrido) deve ser impulsionada junto aos consumidores, em especial em zonas urbanas caraterizadas por elevados regimes de vento (ESTAQUEIRO, 2010).
As turbinas eólicas são formadas pelo rotor com pás, gôndola e a torre, esses são os componentes básicos. Para que se tenha uma velocidade de rotação ideal se utiliza multiplicador de velocidade de engrenagens. Para que se transforme a energia mecânica, é necessário a introdução de um motor elétrico, onde o gerador irá funcionar.
No projeto apresentado foi mantido o equilíbrio entre o baixo custo e a funcionalidade para demonstração da energia eólica, sendo capaz de gerar mais de 100 W de potência mecânica no eixo, em condições ideais. Iremos utilizar gerador de indução para se trabalhar com a rotação constante e o as turbinas serão de eixos horizontais.
O projeto do rotor da microturbina eólica tem um diâmetro de 0,9 m, que é da ordem de 1% do diâmetro de uma turbina eólica típica, de grande porte, usada na geração de eletricidade para o grid nacional. Porém, sua conversão de energia não mantém a proporcionalidade do diâmetro, uma vez que nesse tipo de energia o rendimento em pequena escala é bastante reduzido e a velocidade do vento, que é o fator mais relevante, fica reduzida quando o rotor é fixado perto do solo ou de uma superfície (telhado).
OBJETIVOS
O objetivo principal deste projeto didático é ensinar sobre a natureza da fonte de energia renovável eólica, obtendo compreensão e apoio para seu uso cada vez mais amplo. Assim como outras fontes renováveis, a energia eólica distribuída ou off-grid (aquela gerada para consumo local e que não alimenta diretamente o sistema interligado nacional) necessita de meios para armazenagem intermediária (baterias), devido ao frequente descompasso temporal, ao longo do dia, entre a disponibilidade da fonte natural e a demanda de energia elétrica.
Este pequeno projeto de geração distribuída também pode ser usado de forma prática em embarcações e regiões remotas e carentes de outras formas de energia, para o carregamento de baterias, recarga de celulares e o acendimento de lâmpadas LED de baixo consumo e alta eficiência.
O projeto inicial foi concebido com uma haste de suporte fixa, eliminando a complexidade de contatos móveis entre a bateria e o gerador, no entanto, o usuário poderá adaptar prontamente o projeto a uma haste giratória. Na configuração fixa, a microturbina eólica deverá ser fixada na direção preponderante do vento e na posição mais alta que o terreno permitir (SAAB JR. E MELERO JR., 2018).
DESENVOLVIMENTO
O vento é constituído por moléculas de ar em movimento que têm massa – embora não muita. Qualquer objeto em movimento com massa transporta Energia Cinética numa quantidade que se traduz pela equação:
Energia Cinética = 0,5 x Massa x Velocidade2
[pic 2]
Onde a Massa é medida em kg, a Velocidade em m/s e a Energia Cinética é dada em joules.
O ar tem uma densidade conhecida (cerca de 1,23 kg/m3 ao nível do mar), assim, a massa de ar que atinge a turbina eólica (que varre uma área conhecida) a cada segundo é calculada através da seguinte equação:
Massa/seg (kg/s) = Velocidade (m/s) x Área (m2) x Densidade (kg/m3)
[pic 3]
Assim, a força (ou seja, a energia por segundo) do vento que atinge a turbina eólica com uma determinada área varrida é calculada através da simples inserção do cálculo Massa/seg, na equação padrão de energia cinética facultada acima, resultando na seguinte equação essencial:
Força = 0.5 x Área Varrida x Densidade do Ar x Velocidade3
[pic 4]
Onde a Força é medida em watts (ou seja, joules/segundo), a Área Varrida em metros quadrados, a Densidade do Ar em quilogramas por metro cúbico e a Velocidade em metros por segundo.
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