TCC - A Energia Eólica

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ

Pedro Andrade Ghivelder

ANALISE  PROJETO  TURBINA EÓLICA DE EIXO VERTICAL PARA APLICAÇÃO

EM ÁREAS URBANAS

Eletricidade com Sustentabilidade para o Futuro

Rio de Janeiro

2018

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ

Pedro Andrade Ghivelder

PROJETO DE TURBINA EÓLICA DE EIXO VERTICAL PARA APLICAÇÃO

EM ÁREAS URBANAS

Eletricidade com Sustentabilidade para o Futuro

Trabalho Científico apresentado à  Universidade Estácio de Sá, como requisito final para obtencão do diploma de Graduação em Engenharia Mecânica

Orientador: Roberto Rocco

Rio de Janeiro

2018

DEDICATÓRIA

Aos meus pais, Joel e Ivone, que sempre me motivaram e mostraram o caminho através da ética e da honestidade.

A minha amada esposa, Juliana, por ter

permanecido ao meu lado ao longo de toda essa caminhada, por me ajudar nos momentos mais dificeis, pela motivação e paciência.

        Aos meus amados filhos, Mateus e Maria Clara,fontes de toda minha energia, e pelos momentos que não pude estar ao lado de vocês.

        Aos meus irmãos, Gustavo e Sabrina, pelo carinho comigo desde criança, e agora, para com a minha familia.

        E aos meus avós, não mais vivos, mas sempre em minhas memórias.

AGRADECIMENTOS

A Deus por tudo que ele tem feito por mim e pela minha família. Toda honra e glória a ti Senhor.

        Aos meus familiares pela força, esperança, e pelo conforto que eles me proporcionam todos os dias.

        Ao meu amigo e, de certa forma mentor, Alex Silva, pelo aprendizado por todos esses anos.

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RESUMO

Este trabalho tem como objetivo o projeto de uma turbina eólica vertical para uso em área urbana e em regiões áridas a fim de fomentar o desenvolvimento de uma energia limpa, sustentável e renovável. Além da turbina pretende-se também criar um processo de captação e acumulação da energia provinda desse sistema. O trabalho consiste na utilização de um modelo teórico e posteriormente um protótipo para o cálculo dos coeficientes de potência de acordo com a velocidade de rotação da turbina. O trabalho inclui também um projeto estrutural da turbina e uma análise estrutural, que consiste na determinação dos valores das tensões em que a turbina pode estar sujeita e das frequências associadas aos modos naturais de vibração da estrutura. O intuito da análise é verificar se o valor de tensão máxima não provoca o colapso da estrutura e se a frequência associada às forças a que as pás estão sujeitas não ultrapassa a o limite de vibração da estrutura.  

Palavras-chaves:  Turbina; eólica; energia; sustentável; renovável.

ABSTRACT

The objective of this work is to design a wind turbine for use in urban areas and in regions with the objective of promoting the development of clean, sustainable and renewable energy. In addition, the turbine also intends to create a process of capture and accumulation of energy. The work consists in the use of a theoretical and later model of a prototype for the calculation of the power coefficients according to the speed of rotation of the turbine. The project also includes a structural turbine design and structural analysis, which is in the turbine voltage measurement unit. The purpose of the analysis is to verify the maximum power value does not cause the collapse of the structure and a tendency to be applied to forces such as those that are not exceeding the tensile limit of the structure.

Keywords: Turbine; wind; energy; sustainable development; renewable energy.

Sumário

1.INTRODUÇÃO        8

2  OBJETIVO GERAL        9

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA        9

3.1  - ENERGIA DO VENTO        10

3.2  - AS TURBINAS EOLICAS DE EIXO VERTICAL (TEEVs)        10

3.4.  TIPOS DE TURBINAS        11

4. APLICAÇÃO        15

5. REFERENCIAL TEÓRICO        18

5.1 Impacto Ambiental        18

5.1 TURBINAS EÓLICAS DE EIXO VERTICAL (TEEV’S)        19

6.1 Componentes        19

6.2 Classificação        20

6.3 VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS TEEV’S        23

7. IMPACTOS SOCIOAMBIENTAIS        24

9. CONCLUSÃO        26

10.  REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS        27

 1.INTRODUÇÃO

Pode-se dizer que a historia da humanidade está intrinsecamente ligada ao desenvolvimento das formas de energia, e que tudo isso só se fez possível por causa da fonte de energia primaria, a força motriz humana.

A era atual é considerada altamente tecnológica, onde conforto e comodidade est˜ao aliados diretamente ao consumo de energia. A evolu¸c˜ao tecnológica levantou assuntos polêmicos e o que mais se discute hoje ´e a quest˜ao da sustentabilidade, que ´e o desenvolvimento econˆomico e material sem agress˜ao ao meio ambiente (EPALANGA et al., 2013). Com a a¸c˜ao do ser humano sobre a natureza, sabe-se que em um futuro bem pr´oximo nossos recursos se tornar˜ao escassos. Isso nos remete a pensar na necessidade de um planeta ecologicamente mais limpo e sustentável.