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Análise de sensibilidade de parâmetros geométricos de uma turbina eólica vertical Darrieus através do método de Morris

Processo: 19/26909-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de março de 2020
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
Pesquisador responsável:Leandro Oliveira Salviano
Beneficiário:Pedro Francisco Silva Trentin
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
Assunto(s):Energia eólica   Fontes alternativas de energia   Dinâmica dos fluidos computacional   Aerogerador   Modelagem computacional   Método dos elementos finitos

Resumo

A demanda por fontes de energia alternativas e renováveis vem substancialmente crescendo nos últimos anos em decorrência, entre outros, de aspectos econômicos e ambientais das fontes convencionais, como o petróleo e seus derivados. Nesse contexto, fontes de energia como a solar e a eólica tem emergido como fontes renováveis atrativas. O crescimento da energia eólica no Brasil e no mundo vislumbra a possibilidade de desenvolvimento de novas tecnologias e equipamentos mais eficientes que atendam às necessidades energéticas. As turbinas eólicas, equipamentos que convertem energia cinética do vento em eletricidade, são comumente relacionadas a parques eólicos de geração em grande escala, que por sua vez utilizam essencialmente turbinas eólicas de eixo horizontal (HAWTs). Entretanto, devido aos problemas relacionados ao desenvolvimento sustentável dos grandes parques eólicos surge a necessidade de desenvolvimento tecnológico relacionados à geração de energia eólica em pequena escala, na qual se destacam as turbinas eólicas de eixo vertical (VAWTs). Neste contexto, este projeto tem por objetivo contribuir para o desenvolvimento de turbinas eólicas de pequena escala para a geração de energia descentralizada. Será realizada a modelagem computacional de uma turbina eólica vertical do tipo Darrieus de pequeno porte, tendo como objetivo avaliar o impacto o coeficiente de desempenho (Cp) da turbina em função dos parâmetros geométricos: comprimento de corda do perfil aerodinâmico, número de pás, ângulo de ataque e diâmetro. Será considerado um escoamento bidimensional, incompressível, turbulento e em regime transitório, sob diferentes condições operacionais (TSR - Tip Speed Ratio), submetendo a simulação numérica (CFD) à análise de sensibilidade utilizando o Método dos Efeitos Elementares proposto por Morris. Além de identificar os parâmetros geométricos mais influentes, será realizado um estudo fenomenológico do escoamento através da turbina eólica. Esta proposta de projeto de pesquisa contribuirá para o desenvolvimento de uma área da engenharia ainda em evolução na comunidade científica, incentivando a instalação de turbinas eólicas em regiões urbanas ou isoladas, contribuindo para um melhor aproveitamento do vasto potencial eólico brasileiro. (AU)