Turbina de vento

melhoria de parques eólicos

A energia eólica é uma das mais importantes do mundo das energias renováveis. Portanto, devemos saber bem qual é o seu funcionamento. o turbina de vento É um dos elementos fundamentais deste tipo de energia. Tem um funcionamento bastante completo e existem diversos tipos de turbinas dependendo do parque eólico em que nos encontramos.

Neste artigo vamos contar tudo o que você precisa saber sobre a turbina eólica, suas características e como funciona.

O que é uma turbina eólica

características da turbina eólica

Uma turbina eólica é um dispositivo mecânico que converte energia eólica em energia elétrica. As turbinas eólicas são projetadas para converter a energia cinética do vento em energia mecânica, que é o movimento do eixo. Então, no gerador de turbina, essa energia mecânica é convertida em energia elétrica. A eletricidade gerada pode ser armazenada em uma bateria ou usada diretamente.

Existem três leis básicas da física que governam a energia do vento disponível. A primeira lei afirma que a energia produzida pela turbina é proporcional ao quadrado da velocidade do vento. A segunda lei afirma que a energia disponível é proporcional à área de varredura da pá. A energia é proporcional ao quadrado do comprimento da lâmina. A terceira lei estabelece que a eficiência máxima teórica de uma turbina eólica é de 59%.

Ao contrário dos antigos moinhos de vento de Castilla La Mancha ou da Holanda, nesses moinhos o vento empurra as pás para girar, e as turbinas eólicas modernas usam princípios aerodinâmicos mais complexos para capturar a energia eólica com mais eficiência. Na verdade, a razão pela qual uma turbina eólica move suas pás é semelhante à razão pela qual um avião fica no ar, e é devido a um fenômeno físico.

Nas turbinas eólicas, dois tipos de forças aerodinâmicas são geradas nas pás do rotor: uma é chamada de empuxo, que é perpendicular à direção do fluxo do vento, e a outra é chamada de arrasto, que é paralela à direção do fluxo do vento ar.

O design das pás da turbina é muito semelhante ao de uma asa de avião e se comporta como esta última em condições de vento. Em uma asa de avião, uma superfície é muito redonda, enquanto a outra é relativamente plana. Quando o ar circula pelas lâminas do moinho deste projeto, o fluxo de ar através da superfície lisa é mais lento do que o fluxo de ar através da superfície redonda. Essa diferença de velocidade, por sua vez, produzirá uma diferença de pressão, que é melhor em uma superfície lisa do que em uma superfície redonda.

O resultado final é uma força atuando na superfície lisa da asa do propulsor. Este fenômeno é denominado "efeito Venturi", que é parte da razão do fenômeno "lift", que por sua vez, explica porque a aeronave permanece no ar.

Interior de geradores eólicos

turbina de vento

As pás de uma turbina eólica também usam esses mecanismos para causar um movimento rotacional em torno de seu eixo. O design da seção da lâmina facilita a rotação da maneira mais eficiente. Dentro do gerador, ocorre o processo de conversão da energia rotacional da pá em energia elétrica pela lei de Faraday. Deve incluir um rotor que gira sob a influência do vento, acoplado a um alternador, e converte a energia mecânica giratória em energia elétrica.

Elementos de uma turbina eólica

poder do vento

As funções implementadas por cada elemento são as seguintes:

  • rotor: Ele coleta a energia eólica e a converte em energia mecânica rotativa. Mesmo em condições de vento de baixa velocidade, seu design é crítico para curvas. Pode-se ver do ponto anterior que o design da seção da lâmina é a chave para garantir a rotação do rotor.
  • Acoplamento de turbina ou sistema de suporte: adaptar o movimento de rotação da pá ao movimento de rotação do rotor do gerador ao qual está acoplada.
  • Multiplicador ou caixa de engrenagens: Em velocidades normais do vento (entre 20-100 km / h), a velocidade do rotor é baixa, em torno de 10-40 rotações por minuto (rpm); Para gerar eletricidade, o rotor do gerador deve estar operando a 1.500 rpm, então a nacela deve conter um sistema que converta a velocidade do valor inicial para o valor final. Isso é realizado por um mecanismo semelhante à caixa de câmbio de um motor de carro, que usa um conjunto de engrenagens múltiplas para girar a parte móvel do gerador a uma velocidade adequada para gerar eletricidade. Também contém um freio para parar a rotação do rotor quando o vento está muito forte (mais de 80-90 km / h), o que pode danificar qualquer componente do gerador.
  • Gerador: Trata-se de um conjunto rotor-estator que gera energia elétrica, que é transmitida à subestação por meio de cabos instalados na torre que sustenta a nacela e, em seguida, é alimentada na rede. A potência do gerador varia entre 5 kW para a turbina média e 5 MW para a turbina maior, embora já existam turbinas de 10 MW.
  • Motor de orientação: Permite que os componentes girem para posicionar a nacela na direção do vento predominante.
  • Mastro de suporte: É o suporte estrutural do gerador. Quanto maior for a potência da turbina, maior será o comprimento das pás e, portanto, maior será a altura em que a nacela deve estar localizada. Isso adiciona complexidade adicional ao projeto da torre, que deve suportar o peso do grupo gerador. A lâmina também deve ter alta rigidez estrutural para resistir a ventos fortes sem quebrar.
  • Pás e anemômetros: dispositivos localizados na parte traseira das gôndolas que contêm geradores; eles determinam a direção e medem a velocidade do vento, e atuam nas lâminas para freá-las quando a velocidade do vento excede um limite. Acima deste limite, existe um risco estrutural da turbina. Este é geralmente um projeto do tipo de turbina Savonious.

Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre o aerogerador e suas características.


Deixe um comentário

Seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

*

*

  1. Responsável pelos dados: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalidade dos dados: Controle de SPAM, gerenciamento de comentários.
  3. Legitimação: Seu consentimento
  4. Comunicação de dados: Os dados não serão comunicados a terceiros, exceto por obrigação legal.
  5. Armazenamento de dados: banco de dados hospedado pela Occentus Networks (UE)
  6. Direitos: A qualquer momento você pode limitar, recuperar e excluir suas informações.