Desenvolvimento

TURBINA EÓLICA A VELA DE EIXO VERTICAL

Histórico:

Embora as primeiras utilizações práticas da energia do vento tenham sido realizadas há séculos para moagem de grãos e bombeamento de água, somente nas ultimas décadas tem sido utilizada efetivamente na geração de energia elétrica.
O desenvolvimento basicamente se deu nas turbinas de eixo horizontal. Com o objetivo de aproveitar os ventos de maior intensidade e aumentar a área de captação dos ventos, a altura das torres e o diâmetro das pás cresceram e aumentaram significativamente a capacidade dessas turbinas que hoje estão principalmente voltadas à geração de grandes potencias (MW).
As turbinas com eixo vertical, das quais as mais conhecidas são a Savonius e a Daerrius praticamente não evoluíram neste período embora tenham a vantagem de captar o vento vindo de qualquer direção, e operarem com ventos de menor intensidade.
Com a disponibilidade de novos materiais e novas tecnologias resolvemos investir no desenvolvimento de turbinas eólicas de eixo vertical melhorando seu desempenho de modo que a mesma possa gerar energia elétrica de baixa e médias potencias (kW) já com ventos de menor intensidade possibilitando atender comunidades isoladas que não dispõem de energia elétrica ou utilizam geradores a combustível liquido cuja operação, além de custosa tanto no consumo como no transporte, é potencialmente poluente sonoro e emissora de gases nocivos à atmosfera.

Conceito:

Iniciamos o desenvolvimento baseado na turbina Savonius e incorporamos a utilização de velas de material flexível resultando em superfícies captadoras que se ajustam naturalmente à direção relativa em que se encontram – usando o conceito de veleiros com velas de popada, través e contra o vento – aproveitando melhor a energia.
Temos depósito de pedido de patente de invenção publicado com o título “Turbina Eólica a Vela”

Desenvolvimento:

Construímos um modelo que inicialmente tinha 3 velas para testar o conceito. O conceito se mostrou promissor principalmente quando passamos a usar 6 velas.
Foi desenvolvido o projeto de um protótipo que passou por diversas simulações no Flow Simulation do Solid Works.
Em parceria com o SENAI – Escola Mariano Ferraz / Vila Leopoldina – SP -. foi construído um modelo na escala 1:14 do protótipo, que foi testado no túnel de vento do Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT / SP para comprovar os resultados obtidos nas simulações.

Modelo no tunel de vento do IPT

Modelo no tunel de vento do IPT

Nos ensaios foram testados vários ângulos de ataque e largura das velas buscando o melhor desempenho e capacidade nominal para ventos de 6 a 12 m/s.
Conseguimos atingir um coeficiente de potencia Cp acima de 0,5 para ventos de 6 m/s.
Confirmados os resultados partimos para a construção do protótipo também em parceria com o SENAI – Escola Mariano Ferraz / Vila Leopoldina – SP -.
Para o desenvolvimento do material flexível e suas fixações obtivemos o apoio da FAPESP – Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – através do Programa PIPE – Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas – que contou com a participação de dois bolsistas , um especialista têxtil e um de controle / automação .
O inicio dos testes do funcionamento mecânico do sistema foi iniciada na segunda quinzena de setembro de 2011 e vários ajustes ao projeto foram efetuados.
Em agosto de 2010 foi iniciada a medição dos ventos em Limeira – SP, no local onde está instalado o protótipo.

Gerador Eólico Vertical a Vela

GEVEV – Gerador Eólico Vertical a Vela

Situação Atual:

Para os testes de desempenho construímos uma unidade menor na forma de uma bomba d’agua para a medição pratica de produtividade com ventos variados.
Esta também servirá como comprovação da utilidade do conceito no bombeamento de água em regiões onde energia elétrica é inexistente ou escassa como é o caso em grandes partes do Brasil, com particular interesse em fazendas de criação de gado em áreas distantes e no sertão nordestino. Este protótipo, foi construído com uma bomba de pistão – diâmetro 3” – para bombear água de uma profundidade – 20m – na vazão de 600 l / h com ventos de 3 m/s chegando a 2000 l/h com 10 m/s.
A FIESP – Federação das Indústrias do Estado de São Paulo, pelo SENAI – SP aprovou o apoio ao projeto através da escola Mariano Ferraz e estaremos construindo um protótipo operacional durante 2012 com o objetivo de gerar de 1 a 10 kw com ventos de 4 a 9 m/s ( equivalente a 30 kW nos geradores de mercado, pois em geral se referem a ventos de 12 m/s, muito raros na maior parte do mundo, exceto onde se implantam usinas eólicas de grande porte).

BEVEV - Bomba d'água eólica

BEVEV – Bomba D’água Eólica