Por que designs diferentes de hélices de turbinas eólicas produzem mais energia?

Escrito por tyler lacoma | Traduzido por ricardo soares
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Por que designs diferentes de hélices de turbinas eólicas produzem mais energia?
Turbina eólica (George Doyle/Stockbyte/Getty Images)

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Turbinas

As turbinas eólicas usam a energia do vento para girar os motores, permitindo que eles gerem e armazenem uma corrente elétrica. A torre da turbina eólica mantém a hélice a uma altura adequada para atingir as fortes rajadas de vento enquanto a hélice usa a força do vento e a transforma em energia cinética. O design das lâminas é muito importante para esse processo e pode fazer uma grande diferença na eficiência das turbinas.

Pás do rotor

As pás do rotor da turbina eólica são normalmente feitas de uma substância durável e não corrosiva, como fibra de vidro ou carbono. Existem dois tipos diferentes de designs de lâminas. Um deles é vertical, com uma hélice de estilo batedeira de ovo que fica no topo da torre da turbina e é girada pelas forças do vento. O estilo mais comum é um arranjo horizontal das pás em forma de hélice. Muitas pás de rotores horizontais recentes são ainda projetadas para enfrentar qualquer direção que o vento sopre durante o dia.

Enquanto o estilo vertical de batedeira de ovo das turbinas eólicas tecnicamente não use lâminas e é limitado em seu design, as versões horizontais podem ter vários estilos diferentes. A maioria usam três lâminas, embora algumas usam duas, enquanto o tamanho e o ângulo ou o design da lâmina pode variar de projeto para projeto.

Designs das pás do rotor

O objetivo das pás do rotor é girar a turbina, elas precisam se mover o mais rápido e suave quanto possível enquanto precisam receber o máximo de energia eólica que podem. A fórmula da área de varredura é utilizada para avaliar o quanto a lâmina irá realmente entrar em contato com a força do vento. Quanto maior as pás da lâmina, maior será a área de varredura.

Isso não significa que você pode simplesmente adicionar pás e atingir uma maior extração de energia do vento. Quanto mais perto as lâminas estiverem, mais as suas próprias correntes pequenas de vento irão interferir com cada uma das lâminas conforme giram, causando um giro mais duro e lento no sistema inteiro da hélice. Três lâminas anguladas corretamente terão uma interferência mínima uma com a outra, enquanto o sistema de duas lâminas não terá nenhuma interferência.

Há também um motivo para que as pás do rotor sejam feitas baseadas nas asas de um avião. Essas pás têm uma superfície plana e uma arredondada, criando diferentes áreas de pressão de ar e impulsionam-nas mais facilmente através do ar. Isso também afeta a velocidade de ponta, a qual é a razão que mostra o quão rápido as pontas das pás se movimentam. As lâminas modernas usadas em aviões têm uma velocidade de ponta muito maior do que as usadas em moinhos de vento, o que significa mais eletricidade para a turbina.

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