Como construir uma turbina eólica Savonius DIY

A energia renovável está se tornando mais popular a cada dia, mas muitos produtos no mercado são muito caros. Os painéis solares agora podem ser facilmente colocados em telhados, mas não há muitos projetos de turbinas eólicas que possam ser colocados na propriedade de alguém sem custos iniciais extremos. 

Queríamos promover um projeto em uma turbina eólica savonius que fosse estável e resiliente. Nós baseamos nosso projeto na turbina eólica savonius de rhackenb. Em nosso projeto, quase todos os nossos materiais foram reciclados ou reutilizados. Nosso design é mais robusto e pode suportar mais condições climáticas, e nós conectamos um motor para aproveitar a energia gerada pelo vento.

Etapa 1: reunir materiais

Como o nosso objetivo era utilizar materiais reciclados, aproveitamos o nosso tempo reunindo materiais de toda a loja de física da nossa escola. Os dois componentes que não foram reciclados ou reutilizados foram os pedaços de chapa usados ​​para as pás da turbina eólica, bem como duas peças personalizadas impressas em 3D usadas para criar uma conexão confortável entre o ponto do eixo e o tubo de PVC.

Lista de Materiais:

• 4 pás de rotor
• Eixo de rotação (pólo)
• tubos de PVC
• Tampas / plugues impressos em 3D
• 32 parafusos
• 2 parafusos
• 4 arruelas
• 1 cadeira de auditório reciclada
• 1 gerador
• 2 rolamentos de esferas
• Peça de alinhamento

Etapa 2: Corte a Base, Suporte, Suporte, Lâminas

Use uma serra de mesa para cortar um pedaço de compensado (o nosso era de um assento de auditório) até um quadrado de 20 x 20 polegadas.

Suporte de corte que apoiará o gerador e o eixo na vertical. Nosso stand foi de 19,5 x 6 polegadas. Para alinhar o ponto do eixo com o gerador, use a serra de esquadria para cortar dois blocos de alinhamento de madeira. Nossos blocos foram 3 x 6 x 0,5 polegadas, mas as dimensões exatas dependerão do tamanho do motor usado.

Para estabilidade adicional, corte um feixe de suporte trapezoidal que conecte a base e o suporte. Primeiro fizemos um triângulo retângulo de 13,1 x 13,1 polegadas. Então, cortamos um triângulo retângulo de 6 x 6 polegadas para a abertura na parte inferior.

Corte a chapa em quatro peças idênticas usando uma tesoura de metal. Nossas lâminas tinham 21 polegadas de altura e 12 polegadas de largura. A altura para futuras turbinas dependerá da altura da haste do eixo.

Nós dobramos as bordas usando uma máquina especializada para bordas precisas e seguras em cada uma das lâminas.

Etapa 3: Curve as lâminas

Depois de dobrar as lâminas, passe cada uma delas por um rolo de chapa metálica para criar uma forma curva.

Etapa 4: cortar o tubo de pvc

Corte o tubo de PVC usando a serra de esquadria para coincidir com o comprimento de cada uma das lâminas idênticas.

Etapa 5: Perfurar

Para todas as perfurações, usamos uma furadeira para maximizar a precisão e fazer furos de maneira eficiente.

Veja o diagrama anexo para os locais dos furos.

• Faça 10 furos na base (6 para segurar o pedestal e o suporte, e 4 para estacas opcionais que podem ser empurradas através da base e para o solo para estabilidade adicional).

• Faça 7 furos no suporte (3 para o gerador, 4 para os rolamentos de esferas que seguram o eixo no lugar).

• Faça os mesmos furos nos blocos de alinhamento.

• Faça furos de 16 furos nas lâminas de chapa de metal e abaixe as laterais do tubo de PVC.

Etapa 6: impressão 3D

A fim de criar uma conexão confortável entre o tubo de PVC (conectado às lâminas) e a haste do eixo (nosso eixo de rotação), precisávamos imprimir duas peças em forma de plug. As peças se encaixam como um plugue ou tampa na parte superior e inferior do tubo de PVC, e tinham furos que tinham a mesma circunferência que a haste do eixo. Cada peça demorou aproximadamente uma hora e meia a ser impressa depois que tínhamos o design no Designer.

Etapa 7: montar

• Conecte o gerador e a haste do eixo ao suporte (através dos rolamentos de esferas e dos blocos de alinhamento). Quando o eixo de rotação e o gerador estiverem conectados, parafuse o suporte na base quadrada.

• Aparafuse o feixe de suporte trapezoidal ao suporte e à base.

Etapa 8: montar o rotor

O rotor é composto pelo tubo de PVC, pelas 4 lâminas de chapa metálica e pelas tampas impressas em 3D.

• Aparafuse as 4 lâminas no tubo de PVC, cada uma medida e colocada em intervalos iguais ao redor do tubo.

• Aparafuse um parafuso, uma arruela e uma das tampas impressas em 3D no local do eixo.

• Coloque o rotor na parte superior da tampa impressa em 3D e, em seguida, coloque-o permanentemente no lugar com a outra tampa, outra arruela e um parafuso na parte superior.

Etapa 9: Conecte o LED

Anexe os dois fios do gerador a uma lâmpada LED.

 

Etapa 10: próximas etapas

No futuro, esse design poderia ser melhorado, tornando a base mais leve, aumentando a estabilidade e minimizando o número de peças móveis.

Usamos uma impressora 3D para estabilizar os blades, mas poderíamos alterar o design para eliminar a necessidade da impressora 3D, pois nem todos têm acesso a essa tecnologia.

Também gostaríamos de poder armazenar a energia em uma bateria em vez de usar a energia imediatamente. Isso aumentaria também o potencial de uso deste moinho de vento.

História Moderna das Turbinas Eólicas de Eixo Vertical - Darrieus

A Elsevier publicou uma extensa pesquisa sobre as tentativas de construir turbinas eólicas de eixos verticais comerciais em sua plataforma digital. A versão impressa da pesquisa feita pelo acadêmico sueco Erik Möllerström será publicada na edição de maio de 2019 da revista Renewable and Sustainable Energy Reviews.

Intitulado "Uma revisão histórica de turbinas eólicas de eixo vertical com classificação de 100 kW e acima", o artigo de revista traça o desenvolvimento de VAWTs em escala comercial a partir do renascimento da energia eólica na década de 1970 até o presente.

Ao contrário de muitos artigos acadêmicos que só podem ser lidos por trás de uma parede de pagamento, a revisão histórica é abertamente acessível e está disponível para download. 

Möllerström, que escreveu sua tese de doutorado sobre uma das turbinas mencionadas na revisão, descobriu material original sobre projetos de VAWT pouco conhecidos na Europa e na América do Norte durante sua pesquisa. Ele também rastreou alguns dos princípios de projetos pioneiros, incluindo Paul Vosburgh, da VAWTPower, e Albert Watts, do gigante canadense Darrieus Eole.

Vosburgh liderou o ambicioso empreendimento Darrieus da Alcoa no início dos anos 80. Ele era o Sr. VAWT no dia. Quando a Alcoa cancelou abruptamente seu programa após uma falha embaraçosa de sua principal turbina perto de Palm Springs, em 1981, Vosburgh desmembrou a tecnologia, formando a VAWTPower. Vosburgh levou a empresa a instalar 40 turbinas Darrieus na passagem de San Gorgonio entre 1983 e 1984.

Watts liderou o braço de pesquisa da Hydro Quebec e foi a força motriz por trás da construção de Eole em 1984. Ainda hoje, a Eole era a maior turbina eólica Darrieus já construída. A turbina operou por quase cinco anos em serviço contínuo de 1987 a 1993, quando a Eole foi desligada. A turbina ainda está de pé, embora agora usada apenas como uma atração turística e um local para concertos de música techno.

Atualmente, Möllerström é um conferencista sênior de Engenharia de Energia na Universidade de Halmstad, na costa oeste da Suécia. Halmstad é equidistante entre Malmö e Gotemburgo.

Escrevi freqüentemente sobre VAWTs, quase sempre críticos, e dediquei um capítulo inteiro a críticas sobre os VAWTs em meu novo livro Wind Energy for the Rest of Us . Então fiquei mais do que um pouco surpreso quando a Möllerström me pediu para me juntar a ele em seu projeto. No entanto, o desafio me intrigou e eu me inscrevi. 

Eu também estava em boa companhia, já que a Möllerström também solicitou a participação de Jos Buerskens, ex-diretor de programas de energia eólica do Energy Research Center da Holanda e um colega de longa data.

A Möllerström fez uma contribuição importante para a história da energia eólica, coletando dados obscuros sobre os principais e menores programas de TVW em um ramo de energia eólica que é frequentemente negligenciado, se não for evitado por engenheiros eólicos profissionais. 

Ele documentou esse campo antes promissor enquanto alguns dos diretores ainda estavam vivos e reuniram dados técnicos sobre esses projetos esquecidos - dados obtidos com um custo tão alto. É importante ressaltar que a Möllerström colocou essa informação no domínio público para benefício dos pesquisadores de hoje e de amanhã.

#02 - Turbinas Savonius - Série Aerogeradores

As TURBINAS EÓLICAS de modelo SAVONIUS são um tipo de turbina eólica de eixo vertical (VAWT), foi inventada pelo arquiteto e engenheiro finlandês Sigurd Johannes Savonius em 1922/1924. os europeus já tinham experimentado lâminas curvas em turbinas eólicas verticais por muitas décadas antes disso. A primeira menção é do bispo italiano Fausto Veranzio, que também era engenheiro. Ele escreveu em 1616 seu livro “Machinae Novae” sobre várias turbinas eólicas de eixo vertical com lâminas curvas ou em forma de ‘V’.

O Rotor de Savonius baseia-se no princípio do acionamento diferencial com os esforços exercidos pelo vento em cada uma das faces de um corpo oco com intensidades diferentes, resultando um binário responsável pelo movimento rotativo do conjunto. Usada para converter a força do vento em torque em um eixo rotativo. 

Assim a turbina normalmente é formada por uma série de aerofólios, geralmente montados verticalmente em um eixo ou estrutura rotativa, ou estacionados no solo ou amarrados em sistemas aerotransportados. 

A força predominante neste tipo de geradores é a força de arrasto do ar, ou seja, as turbinas giram predominantemente pela pressão do ar sobre as pás. É um dos rotores mais simples, e sua maior eficiência pode chegar a 20%. 

As turbinas Savonius são geralmente mais baratas e começam a girar a uma velocidade mais baixa em relação a outros tipos de turbinas eólicas, porém é o tipo de turbina eólica menos eficiente tomando em consideração a área de captação de energia e a produção anual da mesma.

Nenhum de seus exemplos ou outros anteriores atingiu o estado de desenvolvimento feito por Savonius. Em sua biografia finlandesa há menção de sua intenção de desenvolver um tipo de turbina similar ao tipo de Flettner. Que irei abordar em um próximo vídeo.

Operação

A turbina Savonius é uma das turbinas mais simples. Aerodinamicamente, é um dispositivo do tipo arrasto, consistindo em duas ou três pás “conchas/colheres”. Olhando de cima para a máquina do rotor, percebemos o formato de duas colheres criando uma forma de um "S" na seção transversal. 

Por causa da curvatura, as pás experimentam menos arrasto quando se movem contra o vento do que quando se movem com o vento. O arrasto diferencial faz com que a turbina Savonius gire. Por serem dispositivos do tipo arrasto, as turbinas da Savonius extraem muito menos energia do vento do que outras turbinas de tipos similares. Grande parte da área varrida de um rotor de Savonius pode estar perto do solo, se tiver uma pequena montagem sem um poste estendido, tornando a extração de energia global menos eficaz devido às velocidades de vento mais baixas encontradas em alturas mais baixas.

A potência e velocidade de rotação é retirada de acordo com a lei de Betz, dada pela equação: Por exemplo, um rotor Savonius do tipo barril com h = 1 m e r = 0,5 m sob um vento de v = 10 m / s, gerará uma potência máxima de 180 W e uma velocidade angular de 20 rad / s (190 revoluções por minuto).

Resumo

As turbinas da Savonius são usadas sempre que o custo ou a confiabilidade é muito mais importante que a eficiência. A maioria dos anemômetros são turbinas Savonius por este motivo, já que a eficiência é irrelevante para a aplicação da medição da velocidade do vento. Turbinas Savonius muito maiores têm sido usadas para gerar energia elétrica em boias de águas profundas, que precisam de pequenas quantidades de energia e recebem pouca manutenção. 

O projeto é simplificado porque, ao contrário das turbinas eólicas de eixo horizontal (HAWTs), nenhum mecanismo de indicação é necessário para permitir a mudança da direção do vento e a turbina é de partida automática. A Savonius e outras máquinas de eixo vertical são boas para bombear água e outras aplicações de alto torque, baixas rotações e normalmente não são conectadas a redes de energia elétrica. 

A aplicação mais onipresente do aerogerador Savonius é o Ventilador Flettner, que é comumente visto nos telhados de vans e ônibus e é usado como um dispositivo de resfriamento. O ventilador foi desenvolvido pelo engenheiro aeronáutico alemão Anton Flettner na década de 1920. Ele usa a turbina eólica Savonius para acionar um exaustor. As aberturas ainda são fabricadas no Reino Unido pela Flettner Ventilator Limited.

As pequenas turbinas eólicas da Savonius são às vezes vistas como sinais de propaganda onde a rotação ajuda a chamar a atenção para o item anunciado. Eles às vezes apresentam uma animação simples de dois quadros.

VÍDEO: https://youtu.be/S2S5bs35Mx8

#01 - Aerogerador de Eixo Vertical

Darrieus

Aerogeradores de eixo vertical(AEVs) tendem a ser mais seguros, mais fáceis de construir, podem ser montados mais perto do solo e lidam muito melhor com condições de turbulência. Possuem torres baixas, entre 0,1 e 0,5 vezes a altura do próprio rotor, o que permite a colocação de todo o dispositivo de conversão de energia (gerador, caixa de velocidades, etc) na base do aproveitamento, o que facilita as operações de manutenção. Além disso, neste tipo de aerogerador não é necessário o dispositivo de orientação da turbina face ao vento, tal como acontece nos aerogeradores de eixo horizontal. Possuem também uma velocidade de arranque mais baixa do que a dos aerogeradores de eixo horizontal, o que lhes dá vantagem em condições de vento reduzido.

Por outro lado, eles não são tão eficientes como os aerogeradores de eixo horizontal. Isso acontece porque o vento junto ao solo é de mais fraca intensidade, o que implica um menor rendimento deste tipo de aerogeradores e a torre fica sujeita a elevados esforços mecânicos. Devido a essas razões, os construtores atualmente privilegiam os aerogeradores de eixo horizontal.

Savonius

Este tipo de aerogeradores é especialmente indicado para meios urbanos porque além de ser silencioso, aproveita o vento mesmo que a direção deste não seja constante e haja a formação de turbilhões, o que acontece frequentemente em áreas com edifícios, árvores e outros obstáculos.

Aerogeradores de eixo vertical são difíceis de se encontrar à venda. Isso acontece porque apesar de terem vantagens em algumas circunstâncias, perdem claramente em rentabilidade quando as condições de vento são boas. Por isso nunca veremos um parque eólico com AEVs, resumindo-se o seu uso a pequenos projetos e a algumas instalações em ambiente urbano.

Os rotores de eixo vertical são geralmente mais baratos que os de eixo horizontal, pois o gerador não gira seguindo a direção do vento, apenas o rotor gira enquanto o gerador fica fixo. Porém, como já foi dito, seu desempenho é inferior.

Os dois tipos de estruturas de aerogeradores de eixo vertical mais utilizados baseiam-se no princípio do accionamento diferencial ou da variação cíclica de incidência da força.

Savonius

Os modelos de design mais importantes são Senkrechtachser considerou que em Inglês sob o Oberbergiff TEEV são conhecidos (Turbina Eólica de Eixo Vertical). Esses rotores de eixo vertical têm as seguintes vantagens em relação aos sistemas convencionais de eixos horizontais:

1. O vento é captado em todas as direções sem a necessidade de rastreamento do vento.
2. Fortes rajadas de vento são facilmente 'engolidas', consumindo o ajuste da lâmina do rotor omitido.
3. Mesmo em caso de tempestade, o sistema não precisa ser desligado (outros sistemas são parados em 24 - 27 m / s).
4. Elas são mais robustas, apresentam pouco desgaste, são praticamente livres de manutenção e também econômicas, já que a estrutura mecânica é bem menos complexa.
5. Eles podem ser projetados para tempos de operação mais longos.
6. Eles são quase silenciosos.
7. Não há fundamentos especiais necessários, um simples suporte é suficiente na maioria dos casos.

Flettner

Se você ler todas estas vantagens, a pergunta óbvia é por isso que ainda existe, em seguida, outros sistemas - ou como isso poderia acontecer que a indústria tem caminho errado tão unilateral na tecnologia de mundo rotores de eixo horizontal de três pás que agora tão bem como nenhuma outra máquina é construída.

Os tratores verticais não estão limitados aos três sistemas padrão, que são discutidos em detalhes abaixo, ou seja , os rotores Flettner, Savonius e Darrieus.

Alguns exemplos da riqueza de idéias para construir turbinas eólicas com eixos verticais já foram descritos na história da energia eólica. Por outro lado, aqui eu gostaria de listar alguns modelos que hoje são esquecidos - ou nunca foram feitos do papel para o vento real. Mas também alguns que foram feitos pelo menos em algumas cópias e estavam em uso ou ainda são.

ASSISTA O VÍDEO

Guia vertical da turbina de vento da linha central do eixo

Hoje descobri como construir uma Turbina Eólica Vertical Axis (VAWT) , e funciona pelo mesmo princípio que turbinas eólicas enormes e de alta potência fazem, mas são muito mais fáceis e menos caras de construir.

Aqui está uma breve descrição das instruções de funcionamento e fabricação da VAWT. Essa é a informação básica, você pode obter mais do site do fabricante.

O alternador da turbina eólica de eixo vertical tem dois rotores de 12 polegadas de diâmetro, cada um com 12 magnetos de disco de neodímio medindo 1,47 polegada de diâmetro e 0,6 polegada de espessura. Entre os rotores está o estator, composto por 9 bobinas de fio AWG 20, 200 voltas cada. As bobinas estão dispostas para produzir corrente alternada trifásica.

Cada fase possui 3 bobinas ligadas em série. Existem 3 retificadores de ponte de onda completa, um para cada fase. Cada um é isolado do outro. Todas as três saídas CC retificadas são conectadas em paralelo e a CC é enviada via cabo para o banco de baterias.

O estator é feito por meio de sanduíche das bobinas entre duas peças de placa de fibra de vidro epóxi, o tipo usado na fabricação de placas de circuito impresso. As folhas superior e inferior, cada uma com 1/16 de polegada de espessura, são mantidas juntas com parafusos. Eles têm costelas de reforço adicionadas para rigidez. A energia é acionada por meio de parafusos de aço inoxidável.

Se você gostaria de construir um você mesmo, você deve saber que teoricamente pode produzir 316W, pela fórmula:

“Watts = constante de conversão * limite de Betz * eficiência * área em metros quadrados * vento ^ 3

Em uma turbina perfeitamente eficiente,

Watts = 0,05472 * 59% * 100% * 4,46 * 13 ^ 3 = 316 watts

É claro que as coisas estão longe de serem perfeitas, os caras que fizeram isso disseram que conseguiram 70W com isso. Isso é muito bom! Faça algumas turbinas eólicas de eixo vertical semelhantes , coloque-as no seu bloco e você nunca mais pagará pela eletricidade! (mais ou menos - dependendo dos seus hábitos de consumo). De qualquer forma, se você mora em uma área com ventos fortes, esses dispositivos podem carregar algumas baterias de 12V para alimentar sua casa pela manhã e à noite, quando você volta do trabalho. Durante a noite e o dia, eles acumulam energia da turbina eólica. O único consumidor sério "permanente" seria seu refrigerador.

Como funciona um Aerogerador

De forma a compreender melhor o funcionamento de um aerogerador devemos primeiro saber o que é um aerogerador, como é constituído e quais os diferentes tipos de aerogeradores existentes.

O que é um aerogerador?

Um aerogerador (turbina eólica ou Sistema de Geração Eólica) é um equipamento que utiliza a energia cinética do vento, convertendo-a em energia elétrica. Como no processo é utilizado uma fonte de energia sem fim denomina-se essa energia resultante de energia renovável, e também de energia eólica por ser utilizado o vento nesse processo.

Os aerogeradores têm-se tornado populares rapidamente por ser uma fonte de energia renovável e não poluente.

Tipos de aerogeradores mediante o tipo de rotor?

Existem dois tipos básicos de rotores eólicos: os de eixo vertical e os de eixo horizontal. Os rotores diferem consoante o seu custo relativo de produção, eficiência, e na velocidade do vento em que têm sua maior eficiência.

Tipos de aerogeradores segundo o rotor

Aerogeradores com Rotor de eixo vertical

Os aeroeradores com rotor de eixo vertical são geralmente mais caros que os de eixo horizontal, pois o gerador não gira seguindo a direção do vento, apenas o rotor gira enquanto o gerador fica fixo, mas seu desempenho é inferior.

São exemplos de rotores de eixo vertical os rotores do tipo Savonius e os rotores do tipo Darrieus.

Exemplos de Aerogeradores de eixo vertical

Aerogeradores com Rotor de eixo horizontal

Os aerogeradores com rotor de eixo horizontal são os mais conhecidos e os mais utilizados pela sua maior eficiência, compensando o seu custo mais elevado. Nesta categoria encontram-se os rotores multipás e os de 2 ou 3 pás.

Os rotores constituídos por 3 pás são os mais utilizados para geração de energia elétrica em larga escala são utilizadas como fonte de energia renovável, estes são impulsionados apenas pela força de sustentação.

Estes apresentam também maior eficácia pela sua menor resistência ao ar. A gama de potências dos aerogeradores estende-se desde os 100 W (comprimento das pás da ordem de 1 metro) até cerca de 8 MW (longitude das pás que supera os 80 metros).

Saiba quais são os 10 maiores aerogeradores do mundo de eixo horizontal.

Vamos agora perceber como funciona um aerogerador. Como é captada a energia do vento e “transformada” em energia elétrica utilizável. Para isso vamos usar como base e ilustração um aerogerador de rotor de eixo horizontal composto por 3 pás por ser o mais comum atualmente no mercado.

Como é constituído um aerogerador de eixo horizontal?

Na composição deste equipamento e falando de uma forma básica encontramos a torre, o rotor, o gerador e as pás.

Estes são os principais componentes mas podem ter outros constituintes como por exemplo sistemas de medição de vento, sistemas de controlo e outros mecanismos mecânicos.

Esquema básico e componentes constituintes de um Aerogerador

Principais componentes constituintes de um Aerogerador de eixo horizontal

Pás: captam o vento, convertendo sua potência ao centro do rotor. São construídas em processo praticamente artesanal a partir de materiais como o plástico e a fibra de vidro. O desenho das pás emprega as mesmas soluções técnicas usadas pela Aeronáutica nos cálculos de engenharia das asas dos aviões.

Rotor: elemento de fixação das pás que transmite o movimento de rotação para o eixo de movimento lento. Um de seus principais componentes é o sistema hidráulico que permite o movimento das pás em distintas posições para otimizar a força do vento ou parar a turbina por completo.

Torre: elemento que sustenta o rotor e a nacelle na altura apropriada ao seu funcionamento. Embora a maioria das torres sejam de aço, como foram originalmente construídas, hoje já existem outros modelos com diferentes tipos de material.

Nacelle: compartimento instalado no alto da torre composto por caixa multiplicadora, chassis, sistema de yaw, sistema de controlo electrónico e sistema hidráulico. É o componente com maior peso do sistema. Dependendo do fabricante do aerogerador, pode ultrapassar as 72 toneladas;

Gearbox (caixa multiplicadora): tem a função de transformar as rotações que as pás transmitem ao eixo de baixa velocidade (19 a 30 rpm), de modo que entregue ao eixo de alta velocidade as rotações que o gerador precisa para funcionar (1.500 rpm);

Gerador: converte a energia mecânica do eixo em energia elétrica;

Anemómetro: mede a intensidade, a velocidade e a direção do vento. Esses dados são lidos pelo sistema de controle, que garante o posicionamento mais adequado para a turbina.

Catavento: mede a direção do vendo, é responsável por transmitir ao sistema de controlo a posição instantânea o vento, permitindo ao aerogerador manter-se orientado ao vento de forma a otimizar a energia cinética do vento, aumentando a potência produzida.

Como funciona um aerogerador?

As pás giram com a força do vento, fazendo girar o rotor que por sua vez transmite a rotação multiplicada pela caixa multiplicadora ao gerador, o gerador converte normalmente em conjunto com um conversor de potência a energia mecânica recebida em energia elétrica.

A energia elétrica produzida é injetada na rede elétrica do parque eólico e posteriormente na rede elétrica global.

A nova escola de turbinas eólicas de eixo vertical tipo peixe impulsiona a produção de energia

Turbinas eólicas de pequeno eixo vertical, organizadas da mesma maneira que cardumes de peixes, aumentam a produção de energia eólica, ocupando muito menos espaço.

Quando colocadas em proximidade, sabe-se que as turbinas eólicas tradicionais interferem umas nas outras. Embora os projetos tenham sofrido grandes melhorias ao longo dos anos, a menor eficiência é causada pelos blocos de vento e vórtices produzidos devido à proximidade.

Mas o biofísico da CalTech, John Dabiri, poderia ter encontrado a solução para o problema. Ao observar o movimento de cardumes de peixes, ele estabeleceu que se a forma de pequenas pás de turbinas eólicas de eixo vertical se assemelharem a nadadeiras de peixe, quando colocadas próximas umas das outras, elas se complementarão e aproveitarão a energia eólica com muito mais eficiência.

Dabiri, que também é um vencedor da “subvenção genial” da Fundação MacArthur, explica que as turbinas eólicas de eixo vertical são muito mais eficientes quando agrupadas, porque não interrompem o fluxo de ar. Eles são muito menores que os tradicionais moinhos de vento. Da mesma forma que o movimento de cardumes de peixes, em vez de reduzir o coeficiente de energia, essas turbinas eólicas realmente se alimentam umas às outras, resultando em maior eficiência.

Além disso, centenas de turbinas eólicas de eixo vertical podem ocupar tanto espaço quanto uma turbina em tamanho normal em uma fazenda tradicional. Porque eles são apenas 30 metros de altura, uma turbina de 3,5 quilowatts custa apenas US $ 3.500. Dabiri está convencido de que as novas turbinas de eixo vertical poderiam ser combinadas com turbinas tradicionais em grandes parques eólicos híbridos, a fim de economizar espaço e aumentar a produção de energia.

Brasileiro cria turbina eólica de eixo vertical altamente eficiente

O inventor brasileiro Antonio Bossolan é o responsável pela criação da “Turbina eólica de eixo vertical”, que é capaz de aproveitar até dez vezes mais a energia dos ventos que passam por ela. A inspiração surgiu pela necessidade de tornar os sistemas eólicos mais eficientes.

De acordo com Bossolan, as turbinas eólicas convencionais desperdiçam muita energia. Estas turbinas são capazes de captar a força dos ventos que correm apenas entre as pás, sendo que toda a parte da base, que também é ventilada, não retém a energia que passa por ela.

O modelo idealizado pelo brasileiro possui um grande número de pás móveis, instaladas por quase toda a sua estrutura e que se posicionam sempre com a face no sentido vertical na direção dos ventos e horizontal no sentido contrário dos ventos.

Os conjuntos de quatro pás, em formato de cruz, podem ser empilhadas, ficando com a aparência de uma árvore, e tendo a finalidade de ocupar toda a base para, desta forma, captar ainda mais a energia dos ventos. Quanto maior as proporções da turbina, bem como o número de conjuntos de pás empilhadas, maior será o aproveitamento da energia eólica.

Antonio Bossolan, já possui patente nacional e internacional, mas ainda está em busca de parceiros e investidores para transformar o conceito em uma estrutura real.

Conceito eficaz da turbina eólica do eixo vertical pela energia de Sauer

Turbinas eólicas de eixo vertical foram recentemente revividas por algumas inovações feitas por cientistas de todo o mundo. A Sauer Energy é uma delas, e sua turbina tem alta eficiência porque foi projetada para maximizar o arrasto, de modo que as pás são movidas com maior eficiência pelo vento.

O VAWT da Sauer possui um lado côncavo de alta resistência, que transfere a força do vento diretamente para o eixo do rotor, que é diretamente conectado a um gerador que converte a energia em eletricidade. A força de arrasto pode ser controlada e o torque da turbina pode ser controlado aumentando-se o tamanho e a distância das lâminas, em vez da altura vertical.

A força produzida pelo volume do vento é diretamente aplicada ao eixo de rotação da turbina, extraindo a potência máxima a velocidades mais baixas do vento.

A empresa pode produzir turbinas eólicas que podem ser ampliadas para qualquer necessidade.

De um modo geral, as turbinas eólicas de eixo vertical são mais eficientes que as de eixo horizontal e podem ser montadas para formar campos nos quais a turbulência criada por alguns pode ajudar outros a girar, aumentando assim a eficiência geral do sistema. Ao contrário das turbinas eólicas de eixo horizontal, essas configurações podem ajudar a eficiência em vez de arruiná-la.

Assista o vídeo:

A aliança do vento e da energia solar para iluminar a sua cidade

Como estudante de intercâmbio francês, decidi falar sobre políticas energéticas de iluminação urbana e suburbana. No início dos anos 2000, a Comissão Européia tornou o desenvolvimento das energias renováveis ​​uma prioridade política, como está descrito no Livro Branco “Energia para o futuro: as fontes de energia renovável” e no Livro Verde “Rumo a uma estratégia europeia de energia renovável”. segurança do fornecimento de energia ”.

A Comissão decidiu um objectivo de duplicar a parte das energias renováveis ​​no consumo global de energia, passando de 6% em 1997 para 12% em 2010. Este objectivo enquadra-se numa estratégia de segurança do aprovisionamento e desenvolvimento sustentável. Um esforço particularmente significativo deve ser realizado no domínio elétrico. Na União Europeia, a parte da eletricidade produzida a partir de fontes de energia renováveis ​​deverá atingir 22,1% em 2010 contra 14,2% em 1999. Este objectivo definido para a Europa com os seus 15 países foi, no entanto, revisto de forma apreciável no declínio para a Europa. seus 25 países, que devem chegar a 21%.

O “Grenelle de l'environnement” foi um conjunto de reuniões políticas organizadas na França em outubro de 2007 para tomar decisões de longo prazo em meio ambiente e desenvolvimento sustentável. Desde essas reuniões, todos os setores empresariais das cidades adotaram uma política voltada, entre outras coisas, para a melhoria do planejamento urbano ou o planejamento da cidade ecológica. E é exatamente nesse contexto que uma empresa francesa “Expansion & Développement” lançou o marketing de um sistema totalmente inovador .

O poste de luz Windelux só funciona por meio do vento e da energia solar. Alia a confiabilidade, a saída e a economia de energia, associando duas principais fontes energéticas. Algumas pessoas dizem que esse objeto é apenas uma questão de marketing, enquanto outros acham que os pesquisadores inventam constantemente novos objetos que parecem ser ecológicos sem por tudo isso o ser, no entanto essa iluminação pública é totalmente inovadora e ecológica. Deixe-me explicar por que…

O Windelux é completamente autônomo: não requer contribuição externa de energia. O vento é a principal fonte de abastecimento. No entanto, além da turbina eólica, de uma altura e cerca de um metro e meio de diâmetro, o candelabro contém um painel fotovoltaico, um gerador, um sistema eletrônico de baterias recicláveis ​​e mais de 80 Led. Um vento regular de 4 a 8 metros / segundo, a cada três, quatro dias é suficiente para fazer com que a turbina eólica seja equipada com um sistema duplo para poder partir com vento fraco: savonus, dois meio cilindros invertidos face a face e Darius, tres fora empalidece. Finalmente Windelux é dotado de um sistema de segurança que vai abrandar a turbina eólica e pode pará-lo se o vento é muito violento, o que evitará qualquer inconveniente visto como no vídeo no último curso.

A corrente produzida pela energia eólica e energia solar é armazenada em baterias e alimenta 84 Leds. O conjunto permite iluminar 25 metros em longitudinal e seis metros de largura com um consumo de 48 watts. Hoje, a dúzia de pequenas baterias permite mais de uma semana de funcionamento sem qualquer vento. Portanto, este objeto prova mais uma vez que as energias renováveis ​​devem ser organizadas com freqüência para substituir efetivamente um sistema preexistente não renovável.

Em conclusão, este poste é naturalmente mais caro do que um poste normal. Tendo dito isto, parece perfeito iluminar lugares isolados ou os subúrbios onde a fiação elétrica não chega ou ainda aldeias nos países que aparecem.

Novo Arranjo Vertical de Turbinas Eólicas Reduz as Necessidades de Espaço em 100 Dobras

Robert Whittlesey e John Dabiri, dois dinamistas fluidos do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, descobriram que a organização de turbinas eólicas de eixo vertical (VAWT) em um determinado padrão economizará 100 vezes o espaço em comparação com arranjos clássicos, produzirá a mesma quantidade energia e será mais seguro para as aves migratórias.

A descoberta foi baseada na observação de que, mesmo que seja sobre Lance Armstrong andar atrás de seus colegas de equipe para economizar energia, um bando de peixes se aproximando para cortar a água, ou pássaros voando em seus padrões conhecidos, o líder é quem empurra com mais força, facilitando o acompanhamento do restante, devido ao arrasto reduzido.

Se estamos falando de HAWTs (turbinas eólicas de eixo horizontal), o oposto acontece: eles precisam de uma grande área entre si, porque as brisas turbulentas criadas pelas pás da turbina principal não podem impulsionar as pás de fuga, bem como um fluxo desobstruído. Esta é a razão pela qual os campos de HAWT estão tão espalhados, que o vento pode se recuperar e atingir a próxima turbina sem qualquer “furo de ar”.

Os pesquisadores também descobriram que o arranjo mais eficiente era aquele que estava alternando a direção de rotação dos VAWTs. A turbina de chumbo deve ter uma rotação no sentido horário, seguida por duas no sentido anti-horário em linha, seguida por três no sentido horário, etc. Whittlesey diz que o estudo é apenas básico neste momento, e mais pesquisas melhorarão o modelo.

Quanto à segurança das aves, ele diz: “quanto mais rápido elas giram, mais sólidas elas parecem”, permitindo que as aves vejam as turbinas mais facilmente e naveguem ao redor delas. Bem, isso é discutível, mas é um começo.

Turbina Eólica Vertical muito eficiente uma mostrado como construir

Como a indústria eólica alegou que as turbinas verticais são ineficazes, o inventor Adam Fuller desenvolveu um projeto para provar que essa teoria estava errada.

Ele projetou um moinho de vento composto por oito turbinas, cada uma com quatro condutores de vento de aço estrutural. A turbina vertical tem 32 pás no total e o vento pode soprar de qualquer direção, fazendo com que as pás girem. Até agora o protótipo está funcionando perfeitamente e até mesmo a menor brisa do vento pode fazer suas lâminas girarem. A turbina tem 12 pés de diâmetro e tem 36 pés de altura.

Como ninguém fabricou uma turbina vertical de grande porte antes, Fuller acredita que sua vontade será a seguinte: “Consegui demonstrar que, para cada 10 pés de defletor, há um aumento de 300% na produção com o rotor. Então, meu pensamento é que um defletor de 40 pés aumentará a produção em 1200%. 

Se o sistema defasador de 40 pés for bem sucedido, isso significa que um sistema de turbina e defletor (cerca de US $ 200.000) teria a mesma quantidade de energia que 12 turbinas sem defletores (cerca de US $ 150.000), portanto há eficiência financeira. Isso é uma grande mudança ”.

Fuller quer construir um modelo de 120 pés da turbina eólica vertical, que ele estima poderia produzir 30.000 a 75.000 kWh por mês, o suficiente para abastecer com energia de 30 a 70 residências.

Seu sucesso na implementação de uma turbina vertical de grande escala provavelmente dependerá do financiamento do governo. Mas como seu projeto parece funcionar perfeitamente, ele provavelmente não precisará bater em muitas portas para realizar seu sonho.

Fonte: Cleantechnica

Recicle seu impulso: turbinas eólicas baseadas em rodovias

Eu encontrei um blog que descreve uma ideia extraordinária para fazer eletricidade a partir do vento. É uma turbina eólica de estrada, e eu nunca ouvi nada parecido antes. A ideia é o projeto semestral do aluno. O site original está escrito no final do artigo.

Parasita - um organismo que vive em ou em um organismo de outra espécie, conhecido como hospedeiro, do corpo do qual obtém nutrição. 

Catalisador - algo que causa atividade entre duas ou mais pessoas ou forças sem ser afetado.

O sistema de rodovias que disseca Phoenix é expansivo. Ao conectar 515 milhas quadradas do deserto de Sonora para apoiar nossa cultura alastrando, as auto-estradas do vale dividem as comunidades. Meu catalisador propõe coletar retroativamente os royalties sobre a terra tirada da interação social.O projeto é uma substituição de retrofitting do tubo de aço horizontal que atualmente possui sinalização de autoestrada. A substituição vai abrigar duas turbinas eólicas de eixo horizontal (projetos Quiet Revolution) que serão acionados pela turbulência criada a partir dos carros que passam. 

As velocidades médias dos veículos nas estradas do vale são de aproximadamente 70 mph. Usando uma média anual de velocidade do vento de 10 mph como base, cada turbina eólica produzirá 9.600 kWh de energia por ano (o suficiente para alimentar totalmente meu apartamento de 700 sf). Esta estimativa de produção de energia aumentará exponencialmente com um aumento na velocidade de turbulência do vento. Acredito que a corrente de vento criada sobre as rodovias pelo nosso modo de transporte primário irá criar uma velocidade média anual do vento bem além da linha de base de 10 mph.

Existem duas maneiras em que a energia pode ser usada: fornecer a energia diretamente à rede para suplementar o fornecimento de energia atual ou usar a energia localmente para ajudar a produzir um centro comunitário de interação social.

O site que o designer escolheu para implantar inicialmente seu catalisador está localizado perto da interseção da State Route 51 e da Osborn Road. O sorteio inicial para este site foi a observação de múltiplos cruzamentos. Essas interseções incluem o Grande Canal, a Piestewa Parkway (rota estadual 51) e a estrada Osborn. Este lugar é um centro de transporte para todos os modos de viagem; pedestres, ciclistas, fluxo de água e tráfego de veículos circulam com fluidez pelo local. Dada a forte preferência pelo carro, a maior parte do terreno é alocada para esse grupo de usuários. O que sobrou se torna espaço indesejado deixado para o granito decomposto, as árvores Palo Verde e os nômades nômades. As crianças também usam o espaço para alimentar seu desejo de estar ao ar livre. As trilhas de marcas de pneus de bicicleta criam texturas estriadas nos montes de granito em decomposição que sustentam o viaduto da autoestrada.

Analisando o local a partir de uma vista aérea, a grade aplicada sobre a qual esta cidade é construída é aparente. O ponto fascinante deste site é a forma fluida que as duas formas de infraestrutura (canal e via expressa) produzem, ignorando as regras da rede aplicada.

Como um ativo importante para a comunidade, o sistema de canais merece mais respeito. É a linhagem da comunidade. Como tal, precisamos acender e sombrear o canal. Acredito que a energia gerada pelos veículos em movimento beneficiará melhor a comunidade, fornecendo essas comodidades do canal.

Os montes que são construídos para apoiar a auto-estrada são assentos de audiência perfeita para visualização de desempenho.

http://www.archinect.com/schoolblog/entry.php?id=55756_0_39_0_C