Energia rotacional e armazenamento inercial de energia

Universidade anhembi morumbi

ENERGIA ROTACIONAL E ARMAZENAMENTO INERCIAL DE ENERGIA (FLYWHEEL)

SÃO PAULO

2014

 Universidade anhembi morumbi[pic 1]

ENERGIA ROTACIONAL E ARMAZENAMENTO INERCIAL DE ENERGIA (FLYWHEEL)

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Trabalho apresentado como exigência parcial para a disciplina Métodos Numéricos, do curso de Engenharia Mecânica, Energias Renováveis e tecnologias não Poluentes da Universidade Anhembi Morumbi, Sobre a orientação do professor Edison Puig Maldonado.

Orientador: Edison Puig Maldonado

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO....................................................................................4

2        CONCEITO GERAL DE ENERGIA................................................5

2.1        ENERGIA CINÉTICA...............................................................5

                   2.2  ENERGIA POTÊNCIAL..............................................................5

                     2.3 FONTES DE ENERGIA E ARMAZENAMENTO.........................6

                     2.4 ENERGIA ROTACIONAL.............................................................7

3        "FLYWHEEL"...................................................................................8

               3. 1 DEMONSTRAÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA.10

4        PROBLEMAS DE CONSTRUÇÃO................................................15

5 APLICAÇÃO.....................................................................................17

6 DISCUSSÃO......................................................................................20

              REFERÊNCIAS.......................................................................21

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RESUMO

A proposta do grupo é apresentar de forma teórica e pratica os conceitos sobre o armazenamento de energia obtida através da energia cinética rotacional produzida por chamados “Flywheel’s” ou “Volantes”, e como isso se aplica aos mais diversos campos da engenharia.

Torna-se indispensável a introdução dos conceitos físicos no decorrer do desenvolvimento, sem o qual não seria de total entendimento e compreensão, visto a complexidade do tema abordado.

Ao final, serão apresentados dados obtidos através de pesquisas e artigos destinados a aplicação automobilística do tema principal deste trabalho.

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1 INTRODUÇÃO

Uma das partes mais importantes de um veículo automobilístico é a bateria, tanto nos carros com mores a gasolina, quanto nos carros elétricos, é ela que distribui a energia para o funcionamento do veículo. A bateria em sim tem uma história muito longa no desenvolvimento da tecnologia, mas o modelo de chumbo-ácido, utilizada nos automóveis, existe há apenas dois séculos. Para que haja o entendimento dos novos desenvolvimentos tecnológicos que visam substituir as baterias utilizadas hoje nos veículos tradicionais, deve-se primeiro entender um pouco sobre essa história e sobre os avanços que este meio já obteve.

        Alguns pesquisadores datam a criação da bateria por volta de 250 a.C, pois em 1936 foram descobertos jarros de barro no Iraque que continham cilindros de cobre com barras de ferro corroídas que datavam desta época. Com alguns estudos constatou-se que esses elementos eram um tecnologia de bateria utilizada para produção de joias e trabalhos em metal. Apesar desta descoberta, o desenvolvimento da bateria moderna é atribuído a Alessandro Volta, um italiano que em 1800 introduziu o modelo pioneiro de célula seca.

        Na década de 1960, engenheiros alemães desenvolveram, a partir de ácido sulfúrico e pó de sílica, as chamadas Células Gel que nada mais eram do que baterias vedadas com esse gel que evitavam vazamentos. Duas décadas após esta invenção, surgiu mais um aprimoramento da bateria chumbo-ácida utilizadas nos automóveis. Chamadas AGM, elas contém um tapete de microfibras que mantém o conteúdo ácido, evitando vazamentos. Como não é misturado com sílica para formar o gel, o ácido gera mais energia do que a bateria de gel até então utilizada.

        Os veículos elétricos utilizam as baterias chumbo-ácidas de ciclo profundo, ao invés de alimentar somente o arranque e a ignição. Pela necessidade de mais energia, essas baterias são maiores e dispostas em diversas tensões, mas ainda assim a carga é um problema frequente para os proprietários. A bateria mais recente, de íon de lítio, fornecem energia contínua por períodos mais longos, mas tem um preço muito elevado para a maioria dos usuários de veículos elétricos.

Seja a bateria chumbo-ácida tradicional, ou a de íon de lítio, algo que os engenheiros ainda não conseguiram é evitar a poluição do meio ambiente e, ainda, conseguir aumentar a potencia dos veículos. Diversos estudos estão sendo feitos neste meio e um deles é o Flywheel, que promete uma energia limpa para os carros a partir da energia gerada pela frenagem.

        

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2 CONCEITO GERAL DE ENERGIA

O conceito de energia é, na verdade, algo intuitivo, pois não existe uma definição específica para esse fenômeno físico. É fácil sentir a energia em determinados momentos, como o calor resultante da queima de uma fogueira, a luz emitida pela chama da vela, a água de uma cachoeira movendo as turbinas de usinas hidrelétricas, entre outros.

Apesar de não se restringir a isso, a energia pode ser entendida como a capacidade de realizar trabalho, a capacidade de colocar as coisas em movimento, e movimento é algo fundamental no dia-a-dia. As sociedades humanas dependem cada vez mais de um elevado consumo energético para sua subsistência. Para isso foram sendo desenvolvidos ao longo da história diversos processos de transformação, transporte e armazenamento de energia.