Sistema de medição de potência e eficiência de turbinas eólicas de pequeno porte

Abstract

Dada a crescente preocupação com a preservação do meio ambiente, somados à possível escassez de fontes de energia no futuro e a busca constante por fontes de energia sustentáveis, torna-se extremamente importante o estudo da energia eólica. Este tipo de energia vem ganhando destaque na matriz energética global, por se tratar de uma fonte de energia limpa e considerável inesgotável. Com o aumento do aproveitamento da energia eólica nos últimos anos, o presente trabalho, tem por objetivo principal aplicar um sistema para medição de potência e eficiência de turbinas eólicas de pequeno porte utilizando dados da variação da energia cinética em um determinado período de tempo. Assim, para atingir este objetivo foi construída uma turbina multipás com diâmetro externo de 2500 mm e 18 pás. Para medir as velocidades angulares da turbina foi usado um volante automotivo dentado no eixo da turbina

e um sensor de rotação indutivo para fazer a leitura da passagem dos dentes. Além disso, usou- se um anemômetro para medir a velocidade do vento no local. Por fim, foi empregado um

sistema de aquisição e processamento de dados para coletar e armazenar essas informações. Através desses dados obtidos, foi possível determinar a potência e o rendimento da turbina a partir da variação da energia cinética em um determinado intervalo de tempo. O sistema estudado mostrou-se eficaz, porém sensível a ventos turbulentos.

Given the growing concern for environmental preservation, the potential scarcity of energy sources in the future, and the ongoing search for sustainable energy sources, the study of wind energy becomes extremely important. This type of energy is gaining prominence in the global energy matrix due to its clean and virtually inexhaustible nature. With the increased utilization of wind energy in recent years, this work aims to apply a system for measuring power and efficiency in small-scale wind turbines using data from kinetic energy variation over a specific period of time. To achieve this objective, a multi-blade turbine with an external diameter of 2500 mm and 18 blades was constructed. Angular velocities of the turbine were measured using a toothed automotive flywheel attached to the turbine shaft and an inductive rotation sensor to read the passage of the teeth. Additionally, an anemometer was used to measure the wind speed at the site. Finally, a data acquisition and processing system was employed to collect and store this information. Through the obtained data, it was possible to determine the power and efficiency of the turbine based on the variation in kinetic energy over a specific time interval. The studied system proved effective, though sensitive to turbulent winds.