Análise e desenvolvimento de aerogeradores com pás compósitas

Abstract

A busca por energias alternativas e sustentáveis cresce a cada dia em importância no âmbito internacional. No Brasil, devido à boa capacidade de extração de energia eólica, torna-se interessante e fundamental o estudo e desenvolvimento de aerogeradores de pequeno porte, os quais a população possa comprar a preços acessíveis. Assim, o presente trabalho tem como objetivo o projeto e construção de um aerogerador de pequeno porte que vise o fornecimento de energia elétrica a residências comuns, com potência elétrica esperada de 200 W. Para tanto, serão analisadas as características mecânicas de dois conjuntos distintos de pás compósitas: Grupo A, composto por pás de fibra de carbono e Grupo B, composto por pás de fibra de vidro. Serão testados e analisados três motores diferentes, com intuito de selecionar o mais adequado para o aerogerador: motor Bosch de 200 W, motor Bosch de 1000W e motor brushless da Turnigy de 1900W. Além disso, será projetada uma nova caixa multiplicadora de velocidades, de modo que o conjunto mais eficiente seja testado experimentalmente para avaliação dos resultados. Apos o desenvolvimento e construção do aerogerador, realizou-se um teste de campo, a fim de verificar na pratica o potencial de geração de energia elétrica do conjunto selecionado como mais eficiente (pás de fibra de carbono, multiplicador de corrente com dois conjuntos de coroa e catraca de bicicleta e o motor brushless da Turnigy de 1900 W). Este teste foi realizado em Brasília-DF, lugar de ventos com velocidades muito baixas, tornando um grande desafio a geração de energia elétrica a partir de energia eólica. Esse teste de campo teve duração de 75 dias, sendo possível a obtenção de uma potencia máxima de 111,09 W e uma produção de 12258 mAh, o que confirmou a eficiência do aerogerador projetado e construído nesse artigo _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The research in new sources of energy grows in importance each day in the world. In Brazil, because of the good capacity in wind energy, becomes interesting and essential the study and development of small size wind generators, which common people could buy at good prices. Therefore, the objective of this paper is to project and construct a small size wind generator that provides electric energy for regular residences, with electric potential of 200 W. Thus, mechanics characteristics of two different kinds of composite blades will be analyzed: Group A, made of carbon fiber blades and Group B, made of glass fiber blades. Three different kinds of electric motor will be tested and analyzed, with the purpose to select the most appropriate for the wind generator: 200 W Bosch motor, 1000 W Bosch motor and 1900 W Turnigy brushless motor. Plus will be projected a new velocity multiplier, so the most efficient set can be tested experimentally to verify the expected results.After the development and construction of the wind turbine, it was made a field test to verify the electric generating potential of the selected set (carbon fiber blades, multiplier with chain with two sets of bike sprockets, and the Turnigy brushless motor of 1900 W). This field test took place in Brasilia-DC, a place with very low wind speed, becoming a big challenge to extract energy from the wind. This field test had a duration of 75 days, and was obtained a maximum output power of 111,09 W and a production of 12258 mAh, what confirmed the efficiency of the wind turbine projected and constructed in this article.