Modelagem e comparação da potência elétrica e do coeficiente de potência de turbinas magnus segundo o comportamento dos perfis cilíndricos
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Data
2017-02-20Autor
Olivera, Luis Enrique Manga 
Primeiro orientador
Farret, Felix Alberto
Primeiro membro da banca
Machado, Ricardo Quadros
Segundo membro da banca
Canha, Luciane Neves
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Esta dissertação apresenta o modelamento de turbinas Magnus baseadas nas forças produzidas pelos perfis cilíndricos, dando como resultado as curvas de potência mecânica útil e coeficiente de potência além de demonstrar os efeitos do acoplamento de uma máquina elétrica de indução ao conjunto turbina-gerador. As forças de sustentação e arrasto são obtidas mediante simulações de fluodinâmica computacional, tendo-se realizado simulações em sete diferentes tipos de cilindro. A partir destas forças, são determinados os coeficientes de sustentação e arrasto, respectivamente, para cada um dos perfis, e foram observados três perfis que aproveitam melhor estas forças. Logo após, são desenvolvidos os modelos de turbina eólica para cada perfil para obter as curvas de potência mecânica, apresentando-se nesta dissertação o modelamento de um perfil. Além disso, são obtidas também as curvas do coeficiente de potência em função da relação de velocidade na ponta (TSR) e da relação de velocidade na superfície do cilindro (CSR). Em seguida, foram comparadas as curvas de potência para uma velocidade de vento de 7 m/s para os três perfis anteriormente mencionados. Por último, foi acoplado na turbina Magnus um gerador do tipo gaiola de esquilo para determinar a potência elétrica desenvolvida pelo gerador e as potências de perdas, tendo como resultado a potência elétrica do aerogerador em relação à velocidade angular da turbina e a velocidade angular dos cilindros. Foram obtidos resultados para a potência mecânica útil próxima a 16 kW para velocidades de vento de 7 m/s e potência elétrica fornecida de em torno de 14 kW. No que tange ao coeficiente de potência do modelo desenvolvido obteve-se o valor de 0,359 para um TSR de 1,4. Nesta dissertação, está detalhada a metodologia usada para modelar os diferentes tipos de turbina Magnus, como também os conceitos básicos para implementar as técnicas de controle MPPT com os principais parâmetros deste tipo de turbina eólica.
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