Uma nova pesquisa da Oxford
Brookes University descobriu que o projeto da turbina vertical é muito mais
eficiente do que as turbinas tradicionais em parques eólicos de grande escala
e, quando colocadas em pares, as turbinas verticais aumentam o desempenho umas
das outras em até 15%.
Uma equipe de pesquisa da
Escola de Engenharia, Computação e Matemática (ECM) de Oxford Brookes, liderada
pelo Professor Iakovos Tzanakis, conduziu um estudo aprofundado usando mais de
11.500 horas de simulação computacional para mostrar que os parques eólicos
podem ter um desempenho mais eficiente substituindo as tradicionais Turbinas
eólicas de eixo horizontal do tipo hélice (HAWTs), para turbinas eólicas de
eixo vertical compactas (VAWTs).
As turbinas verticais são
mais eficientes do que as turbinas eólicas tradicionais
A pesquisa demonstra, pela
primeira vez em uma escala realista, o potencial de VAWTs em grande escala para
superar a concorrência das atuais turbinas eólicas HAWT.
Com a capacidade de energia
eólica do Reino Unido prevista para quase dobrar até 2030, as descobertas são
um trampolim para projetar parques eólicos mais eficientes, compreender
técnicas de colheita de energia eólica em grande escala e, finalmente, melhorar
a tecnologia de energia renovável para substituir mais rapidamente os
combustíveis fósseis como fontes de energia.
Maneira econômica de atender
às metas de energia eólica
De acordo com o Global Wind
Report 2021, o mundo precisa instalar energia eólica três vezes mais rápido na
próxima década, a fim de cumprir as metas de zero líquido e evitar os piores
impactos das mudanças climáticas.
O principal autor do
relatório e graduado em Engenharia Joachim Toftegaard Hansen comentou: “Os
parques eólicos modernos são uma das formas mais eficientes de gerar energia
verde, no entanto, eles têm uma falha importante: conforme o vento se aproxima
da primeira linha de turbinas, turbulência será gerado a jusante. A turbulência
é prejudicial ao desempenho das linhas subsequentes.
“Em outras palavras, a fila
da frente converterá cerca de metade da energia cinética do vento em
eletricidade, enquanto na fila de trás esse número cai para 25-30%. Cada
turbina custa mais de £ 2 milhões/MW. Como engenheiro, naturalmente me ocorreu
que deve haver uma maneira mais econômica”.
O estudo é o primeiro a analisar de forma abrangente muitos aspectos do desempenho da turbina eólica, com relação ao ângulo da matriz, direção de rotação, espaçamento da turbina e número de rotores. É também a primeira pesquisa a investigar se as melhorias de desempenho são verdadeiras para três turbinas VAWT configuradas em série.
O Dr. Mahak coautor do artigo e palestrante sênior em ECM comenta: “A importância do uso de métodos computacionais no entendimento da física de fluxo não pode ser subestimada. Esses tipos de estudos de design e aprimoramento são uma fração do custo em comparação com as enormes instalações de teste experimental. Isso é particularmente importante na fase inicial de design e é extremamente útil para as indústrias que tentam alcançar a eficiência máxima de design e produção de energia”. (ecodebate)
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