AEROGERADOR DE EIXO VERTICAL
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AEROGERADOR DE EIXO VERTICAL


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AEROGERADOR DE EIXO VERTICAL
Aerogeradores de eixo vertical(AEVs) tendem a ser mais seguros, mais fáceis de construir, podem ser montados mais perto do solo e lidam muito melhor comcondições de turbulência. Possuem torres baixas, entre 0,1 e 0,5 vezes a altura do próprio rotor, o que permite a colocação de todo o dispositivo de conversão de energia (gerador, caixa de velocidades, etc) na base do aproveitamento, o que facilita as operações de manutenção. Além disso, neste tipo de aerogerador não é necessário o dispositivo de orientação da turbina face ao vento, tal como acontece nos aerogeradores de eixo horizontal. Possuem também uma velocidade de arranque mais baixa do que a dos aerogeradores de eixo horizontal, o que lhes dá vantagem em condições de vento reduzido.
Por outro lado, eles não são tão eficientes como os aerogeradores de eixo horizontal. Isso acontece porque o vento junto ao solo é de mais fraca intensidade, o que implicaum menor rendimento deste tipo de aerogeradores e a torre fica sujeita a elevados esforços mecânicos. Devido a essas razões, os construtores atualmente privilegiam os aerogeradores de eixo horizontal.
Este tipo de aerogeradores é especialmente indicado para meios urbanos porque além de ser silencioso, aproveita o vento mesmo que a direção deste não seja constante e haja a formação de turbilhões, o que acontece frequentemente em áreas com edifícios, árvores e outros obstáculos.
Aerogeradores de eixo vertical são difíceis de se encontrar à venda. Isso acontece porque apesar de terem vantagens em algumas circunstâncias, perdem claramente em rentabilidade quando as condições de vento são boas. Por isso nunca veremos um parque eólico com AEVs, resumindo-se o seuuso a pequenos projetos e a algumas instalações em ambiente urbano.
Os rotores de eixo vertical são geralmente mais baratos que os de eixo horizontal, pois o gerador não gira seguindo a direção do vento, apenas o rotor gira enquanto o gerador fica fixo. Porém, como já foi dito, seu desempenho é inferior.
4 TIPOS DE GERADOR
1.Rotor de Savonius:
O Rotor de Savonius baseia-se no princípio do accionamento diferencial. Os esforços exercidos pelo vento em cada uma das faces do corpo oco são de intensidades diferentes, resultando um binário responsável pelo movimento rotativo do conjunto.
Seu conceito consiste-se de duas meias-canas em sentidos opostos apoiados pelo eixo vertical, essa sobreposição das canas leva ao aparecimento de componentes aerodinâmicas. A ausência de aerofólios gera uma facilidade na hora da construção comoevita a necessidade de complexas manutenções. (SILVA, 2011) Assim como a turbina Darrieus, a Savonius com o passar dos anos ganhou diversas variações em seu design original. Atualmente existem 4 diferentes designs, a Savonius de 3 pás, a de pás helicoidaise o rotor de 2 estágios.
Vários estudos recentes buscam novas formas de aumentar a eficiência da turbina Savonius, dois conceitos que apresentaram os melhores resultados foram à utilização das pás helicoidais e o empilhamento de vários rotores menores, uns em cima dos outros, essa turbina chamada de Savonius de 2 estágios. Segundo Díaz, Pajaro, Salas (2014), ambas as turbinas apresentaram as menores variações de torque em comparação com as outras, sendo a turbina de 2 rotores com os menores valores. Já comparando a eficiência a helicoidal apresenta os melhores resultados com uma eficiência perto dos 18% enquanto que a de 2 estágios tem aproximadamente 13%. Apesar de ter uma eficiência abaixo do que outros a turbina Savonius apresenta diversas vantagens como seu baixo custo e pouca complexidade, a capacidade de desenvolver alto torque de partida, não necessitando motor de arranque, a capacidade de operação em altas velocidades de vento, e a possibilidade de utilizar material alternativo ou de descarte, como toneis.
	Rotor de Darrieus:
	O Rotor de Darrieus baseia-se no princípio da variação cíclica de incidência. Um perfil colocado ao vento segundo diferentes ângulos fica submetido a forças de intensidade e direção variáveis; a resultante destas forças gera um binário motor responsável pela rotação do dispositivo.
	O rotor do tipo darrieus é constituído por 2 ou 3 pás (como as dos helicópteros), funciona através de força de sustentação tendo assim uma eficiência melhor que a do rotor savonius, podendo chegar a 40% em ventos fortes.
	Sua configuração de eixo vertical é a que mais se aproxima da eficiência das turbinas horizontais de três pás. A turbina Darrieus ainda pode ser constituída de pás retas (Giromill, Darrieus H), helicoidais ou curvas (Troposkein), podendo ter duas ou mais pás dependendo da aplicação. O perfil aerodinâmico da Darrieus de pás curvas é desenhado de forma semelhante às asas dos aviões, normalmente sendo usando perfis alares NACA 00xx, criando sustentação para se movimentarem e gerar energia. A variação da distância dos perfis ao eixo ocasiona um escoamento não uniforme ao longo das pás, necessitando assim pás com seções variáveis para obter maior eficiência. Já a Darrieus de pás retas (Giromill) apresenta alto rendimento enérgico, devido a área de passagem de escoamento, que é maior. Entretanto, os esforços estruturais são maiores. Seu perfil direto e constante permite uma facilidade na produção e transporte, sendo assim mais viável economicamente. (SILVA, 2011)Uma variável interessante é a turbina Cycloturbine, que simplesmente permite uma variação do ângulo de ataque no Giromill. Esta variação elimina a necessidade do motor de arranque, pois permite que em baixas velocidades do vento as pás da turbina sejam colocadas contra o vento ocasionando um aumento na força de arrasto e consequentemente o início da rotação da turbina. (SILVA, 2011) Nos últimos anos com os esforços de aumentar a eficiência, um projeto que ganhou força no meio acadêmico foi a Darrieus de páshelicoidais, podendo ser usado até como uma hidroturbina.
	Turbina Darrieus-Savonius
A turbina Darrieus-Savonius é uma turbina híbrida com as configurações Darrieus e Savonius acoplados ao mesmo eixo. Normalmente nessa turbina o rotor Savonius é instalado dentro do rotor Darrieus, mas também já existem modelos onde o rotor Savonius é colocado fora rotor Darrieus, embaixo ou em cima.
Configurações da Darrieus-Savonius
A implementação desse sistema hibrido veio da oportunidade de combinar as vantagens de cada um dos tipos de turbina. Como a turbina Darrieus tem dificuldade para dar partida, devido ao baixo torque a baixas velocidades, ele utiliza ao alto torque produzido pela turbina Savonius para começar a operar. Essa combinação exibe então alto torque na partida e uma eficiência aceitável em altas velocidades do vento. Segundo Gosh et al. (2013), esse conceito hibrido apresenta a melhor eficiência em comparação ao rotor Darrieus e Savonius sozinhos, podendo alcançar uma eficiência de 51%.
Vários estudos recentes mostram que esse design pode ser interessante para regiões com baixas velocidades de vento, como áreas continentais, para aplicações urbanas ou locais remotos onde não há um grid de energia para ajudar na partida da turbina Darrieus.
	Turbina Panemone
Essa turbina que pode também é chamada de moinho de vento Panemone, tem seu desing utilizado desde a Pérsia antiga. Seu eixo rotativo é vertical, enquanto que as pás se movem paralelamente ao vento.
Moinho de vento Panemone
Seu funcionamento se dá pelo movimento circular do vento girando o eixo de acionamento. Para conseguir isso, é necessário que parte das pás se mova com o vento enquanto que a outra parte se mova contra o vento. Para impedir o movimento indesejado das pás deve-se proteger metade da turbina, ou então as pás podem ser montadas de um jeito que possam mudar de direção em relação ao vento.
Funcionamento de um moinho Panemone
Como esse conceito de turbina só pode utilizar metade da área disponível para as pás para a produção de energia, sua eficiência é uma das menores dentre as turbinas eólicas.
CENTRO UNIVERSITÁRIO \u2013