Disposição construtiva aplicada em instalação de painéis defletores para conversão aerodinâmica de energia eólica

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Abstract

CONVERSÃO AERODINÂMICA DE ENERGIA EÓLICA. Modalidade: Fluxo Interno ao Painel Coletor e Concentrador - Sistema de painel coletor e concentrador da corrente de ar, em associação com turbina a ar instalada em câmara de vento, com acionamento pelo fluxo de ar interno ao painel, o qual se forma pela circulação entre intradorso e extradorso, quando exposto à corrente de vento: Ver figura 3: A Fig. 3 mostra no painel eólico coletor e concentrador, a seção transversal 'do módulo típico - Corte, incluindo os seguintes sinais indicadores de cada detalhe descritivo: (1) Perfil da seção transversal (Titulo); (2) Diafragma de separação das zonas; (3) Ângulo de ataque; (4) Corrente de ar defletida; (5) Distribuição de pressão - Intradorso; (6) Placa redutora do canal de escoamento; (7) Distribuição de pressão - Extradorso; (8) Sucção máxima; (9) Fenda de sucção; (10) Saida de ar; (11) Janela de entrada e retenção de contra-fluxo; (12) Zona de pressão; (13) Pressão máxima; (14) Fenda de pressão; (15) Entrada de ar; (16) Zona de sucção. O painel coletor e concentrador da corrente de ar tem sua construção proposta por módulos superpostos, firmemente ligados uns aos outros de alto a baixo da sua construção. Os módulos deverão ser projetados de modo a permitir sua divisão em duas ou mais partes, a fim de facilitar o manuseio e transporte por caminhões, carretas, vagões ou outros meios. Haverá uma relação ótima entre a área total do painel coletor/concentrador e o tamanho da turbina conversora da energia eólica, a ser determinada por experimentação e cálculo, de modo a tomar máxima a eficiência da conversão para cada combinação painel/turbina. Dado à esperada carga aerodinâmica lateral sobre o painel, será necessário um estaiamento adequado que garanta a estabilidade e integridade da construção, sem no entanto impedir sua rotação em relação a um eixo vertical, de modo a permitir o alinhamento do painel com o vento e manter um ângulo de ataque ideal. Sob certos limites construtivos, 2 (dois) ou mais painéis poderão ser superpostos na vertical, duplicando ou mais a área de captação e a consequente conversão, porém mantendo a relação ótima entre a área do painel e o tamanho da turbina. Porém, admitindo-se que por razões construtivas e econômicas se conclua que um tamanho máximo padronizado de turbina a ar seja o ideal, mas que também se deseje maiores áreas do painel, então a câmara de vento poderá ser dimensionada para admitir mais de uma turbina conversora, de modo a também otimizar a relação área do painel/tamanho total das turbinas. Internamente na Zona de Pressão gerada no intradorso dos painéis, a entrada de ar se dará através de janelas com lâminas móveis, para fimção de retentores diferenciais de contra fluxo, permitindo a entrada do ar apenas se a pressão estática local no interior da Zona de Pressão do módulo, for inferior à pressão total do fluxo de entrada. Também em cada módulo e conforme sua posição na altura do painel coletor/concentrador, será instalada placa de redução da área na Zona de Pressão referente ao Intradorso, de modo a reduzir progressivamente de alto a baixo o canal de escoamento entre módulos, com efeito de acelerar o fluxo interno e reduzir progressivamente a respectiva pressão estática. Assim, com a ação combinada dos retentores de contra fluxo e dos redutores do canal de escoamento, os fluxos captados em cada módulo serão incorporados e acelerados no interior do painel coletor/conversor, somando suas massas e ganhando velocidade na direção da turbina. Por outro lado a turbina a ar conversora da energia eólica, será exposta numa face à pressão dinâmica do fluxo concentrado e acelerado da Zona de Pressão e na outra face, à sucção da Zona de Sucção, convertendo a energia eólica com a ação combinada de ambos os efeitos.