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AULA 05: TURBINAS EÓLICAS 
Tópicos especiais em energias renováveis 
TÓPICOS ESPECIAIS EM ENERGIAS RENOVÁVEIS 
Aula 05: Turbinas eólicas 
AULA 05: TURBINAS EÓLICAS 
Tópicos especiais em energias renováveis 
Introdução 
Turbinas eólicas; 
1 
Turbinas de arraste; 
2 
Turbinas de sustentação; 
3 
PRÓXIMOS 
PASSOS 
Orientação do eixo de 
turbinas eólicas; 
4 
Extração da potência 
do vento; 
5 
Coeficiente de potência de 
uma turbina eólica; 
6 
Velocidade de ponta de 
uma turbina eólica. 
7 
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Tópicos especiais em energias renováveis 
Turbinas eólicas 
A produção de energia elétrica, por uma turbina eólica, 
consiste em três etapas: 
 
• a captação da energia cinética contida no vento; 
• a conversão da energia cinética em energia mecânica; 
• a transformação da energia mecânica em energia elétrica. 
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Turbinas de arraste 
As turbinas de arraste são aquelas onde o vento incide nas pás, 
empurrando-as, fazendo com que o rotor gire, ou seja, usam a força 
que atua sobre uma área perpendicular à direção do vento. 
http://savonius-balaton.hupont.hu/ 
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Turbinas de sustentação 
As turbinas de sustentação usam pás com perfil 
aerodinâmico, gerando um diferencial de pressão 
entre as superfícies superior e inferior das pás de 
forma que este diferencial de pressão gera uma 
Força de Sustentação, responsável pela 
movimentação do rotor. 
https://upload.wikimedia.org http://img.directindustry.com 
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Turbinas de sustentação 
Entre as principais forças atuantes, em uma pá de 
aerogerador, a resultante da força de sustentação e 
de arrasto, na direção da velocidade tangencial, 
produz o torque do aerogerador. 
http://cresesb.cepel.br 
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Orientação do eixo de turbinas eólicas 
As turbinas apresentam dois tipos de eixos: 
 
• Horizontal: paralelo ao solo. Necessitam de um mecanismo que permita 
o posicionamento do eixo do rotor em relação à direção do vento; 
 
• Vertical: perpendicular ao solo. Não necessitam de mecanismo de 
direcionamento, pois estão permanentemente alinhadas ao vento. 
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Extração da potência do vento 
A operação da turbina fica limitada ao intervalo entre a 
velocidade de acionamento e a velocidade de corte. 
 
• velocidade de acionamento: em torno de 3 a 5 m/s; 
• velocidade de corte: em torno de 20 a 25 m/s. 
 
Para valores fora desse intervalo, a potência gerada é nula. 
http://www.scielo.br 
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Coeficiente de potência de uma turbina eólica 
A potência que a turbina poderá extrair do vento 
dependerá da velocidade do vento. 
 
Coeficiente de potência (Cp) é o valor máximo teórico da 
energia contida no fluxo de ar, em condições ideais, que 
pode ser extraída por uma turbina eólica. 
 
O coeficiente de potência CpBetz é igual a 0,593, o que 
indica o valor máximo do rendimento que o aerogerador 
pode atingir, de 59,3%. 
http://www.engenheirosassociados.com.br/ 
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Velocidade de ponta de uma turbina eólica 
A razão entre a velocidade rotacional da ponta da pá do rotor e a velocidade do vento real é denominada 
TSR (Tip-Speed Ratio). 
 
Quanto maior o TSR, maior o nível de ruídos e mais forte precisam ser as pás do rotor devido às altas 
forças centrífugas. 
 
λ =
𝜔𝑅
∪
 
Onde: 
λ = Tip-Speed Ratio 
U = Velocidade do Vento [m/s] 
R = Raio do Rotor [m] 
ω = Velocidade Rotacional do Rotor [rad/s] 
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Velocidade de ponta de uma turbina eólica 
Cada tipo de turbina apresenta um valor ótimo de TSR que tem relação direta com a sua eficiência. 
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Saiba mais 
Você sabe como funciona a Energia Eólica? Disponível em: <Youtube>. Acesso em 26 jun. 2017. 
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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 
 
 
Potência de uma turbina eólica; 
 
Número de pás e turbinas eólicas; 
 
Controle de potência e velocidade das 
turbinas eólicas; 
 
Controle por estol; 
 
Controle de passo; 
 
Controle por estol ativo. 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.