Metodologia de ensaio em túnel de vento de turbinas hidrocinéticas e eólicas

Marianela M. Macias¹; Rafael C. F. Mendes¹; Antonio C.P. Brasil Jr¹; Taygoara F. Oliveira¹

¹ Universidade de Brasília

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0841

Resumo

Este trabalho apresenta duas metodologias experimentais de ensaios de modelos de turbinas de eixo horizontal. O principal objetivo deste estudo é comparar os experimentos conduzidos em túneis de vento aberto e fechado, por meio da medida de curvas de desempenho, representadas pelo coeficiente de potências (Cp) e a razão da velocidade de ponta de pá (TSR). O túnel de vento aberto tem uma seção de 2x2 m, com velocidade do escoamento variando entre 0 e 12 m/s. O túnel de vento fechado tem uma seção de teste de 1.2x1.2 m e uma variação da velocidade do ar de 0 a 15 m/s. No ensaio conduzido no túnel de vento aberto foi testada uma turbina eólica de 3 pás, 1 m de diâmetro e 500W. Já no ensaio em túnel fechado foi utilizado um modelo reduzido de turbina hidrocinética com três pás e 0.5 m de diâmetro. Para o cálculo do Cp foram tomadas medidas torque e rotação nas turbinas. Foram empregadas duas metodologias distintas para a medição do torque: a primeira baseada na medição direta na turbina durante os ensaios e outra indireta, por meio da calibração do gerador. O controle da velocidade de rotação do rotor, realizado por um controlador PID em ambos os casos, foi fator chave para sucesso dos ensaios. As curvas de Cp x TSR são apresentadas para as duas configurações estudadas. Os resultados experimentais reproduziram curvas semelhantes às obtidas por meio de simulações BEM (Blade Elemet Momentum).

Palavras-chave: Turbina de eixo horizontal; Túnel de vento; Coeficiente de potência; BEM