BR102012030103A2

BR102012030103A2 - STATIONARY DIFFUSER WITH AERODYNAMIC PROFILE AND FLAP TERMINATION FOR HORIZONTAL AXIS WIND TURBINES

Info

Publication number: BR102012030103A2
Application number: BRBR102012030103-2A
Authority: BR
Inventors: Paulo Alexandre Costa Rocha; Alberto Dos Santos Lopes; Angelo Bezerra Modolo; Danilo Cesar Rodrigues Azevedo; Francisco Olimpio Moura Carneiro; Helio Henrique Barbosa Rocha; Igor Albuquerque Maia; Jefferson Lemos Fernandes; Joao Victor Pinto Da Silveira; Jose Welbson Carneiro De Araujo
Original assignee: Univ Fed Do Ceara
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-09-16
Also published as: BR102012030103A8

Abstract

DIFUSOR ESTACIONÁRIO COM PERFIL AERODINÂMICO E TERMINAÇÃO EM FLAPE PARA TURBINAS EÓLICAS DE EIXO HORIZONTAL. A patente ora proposta descreve um difusor cuja seção longitudinal é representada por uma pluralidade de perfis em forma de aerofólio (secções bidimensionais aerodinâmicas) com terminação em flape objetivando, devido ao aumento do diferencial de pressão no difusor, induzir a elevação na velocidade do ar percebida pelas pás de uma turbina eólica de eixo horizontal abrigada pela estrutura estacionária, acarretando num aumento de potência disponível para ser absorvida pelas pás.STATIONARY DIFFUSER WITH AERODYNAMIC PROFILE AND FLAPE TERMINATION FOR HORIZONTAL AXIS WIND TURBINES. The proposed patent describes a diffuser whose longitudinal section is represented by a plurality of airfoil shaped profiles (two-dimensional aerodynamic sections) with a flap termination aiming, due to the increase in the pressure differential in the diffuser, to induce the increase in the perceived air speed by the blades of a horizontal axis wind turbine sheltered by the stationary structure, resulting in an increase in the power available to be absorbed by the blades.

Description

"DIFUSOR ESTACIONÁRIO COM PERFIL AERODINÂMICO E TERMINAÇÃO EM FLAPE PARA TURBINAS EÓLICAS DE EIXO HORIZONTAL.""STATIONARY DIFFUSER WITH AERODYNAMIC PROFILE AND FLAP TERMINATION FOR HORIZONTAL AXIS WIND TURBINES."

A presente patente de modelo de 5 utilidade é referente a um modelo de difusor estacionário cujo perfil pode ser representado por uma pluralidade de perfis aerodinâmicos com terminação em flape para aumentar o diferencial de pressão na estrutura difusora induzindo um aumento de velocidade do vento percebida pelas pás da turbina eólica de eixo horizontal por ele abrigada contribuindo para maior conversão de energia 10 dado o aumento de potência gerada.The present utility model patent relates to a stationary diffuser model whose profile may be represented by a plurality of flap-terminated aerodynamic profiles to increase the pressure differential in the diffuser structure inducing an increase in wind speed perceived by the blades. of the horizontal axis wind turbine it housed contributing to greater energy conversion 10 given the increased power generated.

A energia eólica pode ser definida como a energia cinética contida no vento (massas de ar em movimento). Seu aproveitamento dá-se pelo emprego de turbinas eólicas ou aerogeradores, máquinas responsáveis pela remoção da energia cinética do vento mediante 15 efeitos aerodinâmicos atuando nos perfis de suas pás, nas quais a energia cinética de translação do vento é convertida em energia cinética de rotação das pás, sendo finalmente convertida em energia elétrica num gerador elétrico. O projeto de turbinas eólicas com eixo de rotação horizontal operando com três pás apresenta-se como uma das melhores alternativas tecnológicas vigentes.Wind energy can be defined as the kinetic energy contained in wind (moving air masses). Its use is made by the use of wind turbines or wind turbines, machines responsible for the removal of the kinetic energy of the wind through 15 aerodynamic effects acting on the profiles of their blades, in which the kinetic energy of wind translation is converted into kinetic energy of rotation of the blades. blades, finally being converted into electrical energy in an electric generator. The design of three-bladed horizontal axis wind turbines is one of the best technological alternatives available.

Atualmente, a capacidade de conversãoCurrently, the ability to convert

por parte dos geradores eólicos não ultrapassa 45% da energia cinética do vento que as atravessa. A potência obtida é proporcional ao cubo da velocidade do vento. Assim, em conjunto com a máquina eólica, a avaliação precisa do potencial eólico em uma região, a qual requer trabalhos sistemáticos de coleta e 25 análise de dados sobre a velocidade e o regime de ventos, é de fundamental importância para o aproveitamento do recurso como fonte de energia. O processo de instalação envolve a seleção de áreas com satisfatória exposição ao vento, não sendo apropriadas zonas de vento fraco e/ou inconstante (rajadas) devido aos grandes esforços mecânicos solicitados. A quantidade de energia 30 disponível no vento varia de acordo com as estações do ano e mesmo ao longo do dia. Exercem também considerável influência na distribuição de frequência e velocidade dos ventos a topografia e a rugosidade do solo.wind generators do not exceed 45% of the kinetic energy of the wind passing through them. The power obtained is proportional to the wind speed cube. Thus, together with the wind machine, the precise assessment of wind potential in a region, which requires systematic collection and analysis of data on speed and wind regime, is of fundamental importance for the utilization of the resource as power supply. The installation process involves the selection of areas with satisfactory wind exposure, and areas of weak and / or unsteady (gusting) winding are not appropriate due to the high mechanical stresses required. The amount of energy available in the wind varies with seasons and even throughout the day. They also exert considerable influence on wind frequency and speed distribution, topography and soil roughness.

Segundo relatado por GRUBB, M. J e MEYER, N. I. no trabalho "Wind energy: resources, systems and regional 5 strategies. In: JOHANSSON, T. B. et. al. Renewable energy: sources for fuels and electricity. Washington, D.C.: Island Press, 1993", para que a energia eólica seja considerada tecnicamente aproveitável, é necessário que sua densidade seja maior ou igual a 500 W/ m2, a uma altura de 50 m, o que requer uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s.As reported by GRUBB, M. J and MEYER, NI in the paper "Wind energy: resources, systems and regional 5 strategies. In: JOHANSSON, TB et al. Renewable energy: sources for fuels and electricity. Washington, DC: Island Press 1993 ", in order for wind energy to be considered technically exploitable, its density must be greater than or equal to 500 W / m2 at a height of 50 m, which requires a minimum wind speed of 7 to 8 m / s.

De acordo com a Organização MundialAccording to the World Organization

de Meteorologia, em apenas 13% da superfície terrestre o vento apresenta velocidade média igual ou superior a 7 m/ s, a uma altura de 50 m, sendo que tal proporção varia muito entre regiões e continentes. Ainda assim, é estimado que o potencial eólico bruto mundial seja da ordem de 500.000 TWh por ano, 15 dos quais apenas 53.000 TWh (cerca de 10%) são considerados tecnicamente aproveitáveis por restrições de ordem legal e/ ou ambiental. É sabido que, além da terra firme, as turbinas eólicas também podem ser instaladas ao longo da costa.Meteorology, on only 13% of the earth's surface the wind has an average speed of 7 m / s or more, at a height of 50 m, and this proportion varies greatly between regions and continents. Still, it is estimated that the world's gross wind potential is around 500,000 TWh per year, 15 of which only 53,000 TWh (about 10%) are considered technically exploitable by legal and / or environmental constraints. It is well known that in addition to land, wind turbines can also be installed along the coast.

A geração de eletricidade mediante 20 turbinas eólicas constitui uma alternativa para diversos tipos de demandas: podem ser conectadas à rede elétrica ou destinadas ao suprimento de eletricidade ou comunidades isoladas, contribuindo neste caso para o processo de universalização do atendimento. O baixo impacto ambiental torna esta fonte importante alternativa para diversificar a matriz energética e reduzir a 25 dependência em relação aos combustíveis fósseis. Trata-se, ainda, de uma contribuição para a redução da emissão, pelas usinas térmicas, de poluentes atmosféricos, bem como para a diminuição da necessidade da construção de grandes reservatórios, o que acarreta na redução do risco de sazonalidade hidrológica. Sendo possível aumentar a velocidade do vento que incide sobre a área varrida pelas pás de um aerogerador, mediante aproveitamento da natureza fluidodinâmica acerca de uma estrutura mecânica, nomeadamente pelo favorecimento da concentração de energia eólica de forma localizada, a potência a ser gerada pode aumentar substancialmente.Electricity generation through 20 wind turbines is an alternative for several types of demands: they can be connected to the electricity grid or destined for electricity supply or isolated communities, contributing in this case to the universal service process. The low environmental impact makes this source an important alternative for diversifying the energy matrix and reducing dependence on fossil fuels. It is also a contribution to reducing the emission of thermal pollutants from thermal plants, as well as reducing the need to build large reservoirs, which reduces the risk of hydrological seasonality. Since it is possible to increase the wind speed that affects the area swept by the blades of a wind turbine, by taking advantage of the fluid dynamic nature of a mechanical structure, namely by favoring the localized wind energy concentration, the power to be generated can increase substantially. .

Para tal propósito já são conhecidos sistemas dotados de uma estrutura difusora a qual promove a coleta e aceleração das massas de ar em movimento adjacentes aos aerogeradores.For this purpose, systems with a diffuser structure which promote the collection and acceleration of moving air masses adjacent to wind turbines are already known.

Devido à indução de uma região de baixa pressão, originada em virtude da formação de vórtices na borda do dispositivo, descrito em desenhos, é sabido que uma turbina, eólica pode experimentar um considerável aumento de geração de energia em comparação às turbinas desprovidas da cobertura difusora.Due to the induction of a low pressure region originated by the vortex formation at the edge of the device described in the drawings, it is known that a wind turbine can experience a considerable increase in power generation compared to turbines devoid of diffuser cover. .

Um difusor estacionário passivo mostra-se capaz de proporcionar um aumento substancial da velocidade do vento que ingressa na estrutura por aproveitar características do vento, favorecendo a geração de uma região de baixa pressão pela formação de vórtices.A passive stationary diffuser is capable of providing a substantial increase in wind speed that enters the structure by taking advantage of wind characteristics, favoring the generation of a low pressure region by the formation of vortices.

A estrutura controla o fluxo total acerca 20 da máquina de fluxo mediante os vórtices gerados na saída, e eficientemente acelera o fluido fazendo-o escoar suavemente ao longo da superfície da parede interna até a externa sem que haja separação da superfície da parede interna. Este fluxo acelerado, comparado ao caso da turbina eólica desprovida de difusor, capacita a geração de potência com maior vigor. Artificialmente, a 25 velocidade do vento que atravessa as pás encobertas pelo difusor é maior do que a velocidade que, nas mesmas condições, atravessaria as pás não abrigadas por um difusor.The structure controls the total flow about the flow machine through the vortices generated at the outlet, and efficiently accelerates fluid by smoothly flowing along the inner wall surface to the outer wall without separation of the inner wall surface. This accelerated flow, compared to the case of the diffuser-free wind turbine, enables more vigorous power generation. Artificially, the speed of wind passing through the blades covered by the diffuser is greater than the speed which, under the same conditions, would pass through the blades not covered by a diffuser.

É requerido na geração de energia uma separação suficiente do fluxo da parede e seu controle para ordenar e estabilizar o fluxo total associado à geração de vórtices. Portanto, não se pretende prevenir a geração de vórtices, mas, contrariamente, a sua geração e controle do fluxo resultante. Alta eficiência de conversão de energia pode ser alcançada.Sufficient separation of the wall flow and its control is required for power generation to order and stabilize the total flow associated with the generation of vortices. Therefore, it is not intended to prevent the generation of vortices, but rather their generation and control of the resulting flow. High energy conversion efficiency can be achieved.

Por exemplo, a Patente de Invenção WO 00/50769 apresenta uma fenda que divide o difusor em duas seções completamente diferenciadas em primária e secundária. O duto que cerca o rotor eólico apresenta área de seção reta que aumenta ao longo de seu comprimento, resultando na redução da velocidade do fluxo de ar no difusor.For example, WO 00/50769 discloses a slot that divides the diffuser into two completely differentiated primary and secondary sections. The duct surrounding the wind rotor has a cross-sectional area that increases along its length, resulting in reduced airflow velocity in the diffuser.

As Patentes de Invenção registradas sob os números WO 2003/081033 Al, US 2003/0178856 Al e US 6.756.696 B2 10 apresentam difusor com superfície externa côncava, e uma placa plana circular flangeada na terminação da estrutura difusora. Complementarmente, as Patentes sob os números WO 2009/063599 Al e US 2011/0042952 Al contam com uma estrutura para controle do fluxo na superfície externa.WO 2003/081033 A1, US 2003/0178856 A1 and US 6,756,696 B2 10 disclose concave outer surface diffuser, and a flanged circular flat plate at the termination of the diffuser structure. In addition, Patents Nos. WO 2009/063599 Al and US 2011/0042952 Al have a structure for flow control on the outer surface.

Já a Patente de Invenção WO 2010/109800 apresenta o perfil da cobertura difusora originária a partir de uma curva cicloide a qual conecta o bordo de ataque e o bordo de fuga, exibindo uma porção convexa na posição axial.WO 2010/109800 discloses the profile of the diffuser cover originating from a cycloid curve which connects the leading edge and the trailing edge, exhibiting a convex portion in the axial position.

Visando à fixação terminológica, temos que o ponto mais distante na parte frontal do aerofólio é denominado bordo de 20 ataque, enquanto o ponto mais afastado na parte traseira é denominado bordo de fuga (em ambos os casos, é também onde se verifica a curvatura máxima do aerofólio). A reta que liga o bordo de ataque ao de fuga é denominada corda do aerofólio. A curva que define a parte curva superior do aerofólio denomina-se extradorso, e a que define a parte curva inferior, intradorso. O ângulo entre a 25 corda e a direção do movimento do ar relativa ao aerofólio é denominado ângulo de ataque, determinante da conicidade do difusor.Aiming at terminological fixation, we have that the farthest point at the front of the airfoil is called the leading edge, while the farthest point at the rear is called the trailing edge (in both cases this is also the maximum curvature the airfoil). The line connecting the leading edge to the trailing edge is called the airfoil rope. The curve that defines the upper curved part of the airfoil is called extradorso, and the curve that defines the lower curved part, intradorso. The angle between the 25 chord and the direction of air movement relative to the airfoil is called the angle of attack, which determines the conic of the diffuser.

Na presente Patente de Invenção de aperfeiçoamento, o perfil da estrutura difusora é correspondente a um dentre uma pluralidade de possíveis perfis aerodinâmicos, o que se expressa por uma secção bidimensional denominada aerofólio, sendo este aerofólio flapeado, no que fica determinado seu ângulo de flape, a 75% do valor de sua corda, relativamente ao bordo de ataque.In the present improvement patent, the profile of the diffuser structure corresponds to one of a plurality of possible aerodynamic profiles, which is expressed by a two-dimensional section called the airfoil, which is flapped, in which its flap angle is determined, 75% of the value of your rope, relative to the leading edge.

Sua construção deve ser realizada obedecendo determinado ângulo de conicidade, denominado ângulo de ataque, de tal forma que, qualquer que seja o perfil aerodinâmico selecionado, a área de entrada da estrutura difusora, na qual se dá o ingresso da massa de ar em movimento, deve ser menor que a área por onde o ar flui.Its construction must be performed obeying a certain taper angle, called attack angle, such that, whatever the aerodynamic profile selected, the entrance area of the diffuser structure, in which the moving air mass enters, it must be smaller than the area through which air flows.

TaI estrutura é contínua, na medida emSuch a structure is continuous as

que não apresenta fendas.which has no cracks.

A porção flapeada substitui uma placaThe flap portion replaces a plate

plana em forma de coroa na terminação do difusor.crown-shaped plane at the end of the diffuser.

Assim sendo, o exemplo .que ilustra a Patente, descrito nos desenhos em anexo, em virtude da infinidade de formas e aspectos geométricos (ângulos), é uma dentre uma pluralidade de variantes configurativas possíveis.Accordingly, the example which illustrates the Patent, described in the accompanying drawings, by virtue of the infinity of geometric shapes and aspects (angles), is one of a plurality of possible configurative variants.

A passagem da pá próximo ao intradorso do perfil do difusor perturba o desenvolvimento da camada limite, atrasando o descolamento da mesma. Aumentando-se o ângulo de ataque aumenta-se o diferencial de pressão gerado, o que implica em maior sucção de ar para dentro do difusor.The passage of the blade close to the intruder of the diffuser profile disturbs the development of the boundary layer, delaying its detachment. Increasing the angle of attack increases the pressure differential generated, which implies greater air suction into the diffuser.

A partir do bordo de ataque, o difusor promove a separação do adjacente fluxo em fluxo interno e fluxo externo, resultando na formação de trilhas de vórtices e flutuações na parte posterior do difusor. Estas trilhas de vórtices e suas flutuações formam uma região de forte pressão negativa (sucção).From the leading edge, the diffuser promotes the separation of adjacent flow into internal flow and external flow, resulting in the formation of vortex trails and fluctuations at the rear of the diffuser. These vortex tracks and their fluctuations form a region of strong negative pressure (suction).

Conforme revela a investigação realizada por Y. Ohya e T. Karasudani expressa no artigo "A Shrouded Wind Turbine Generating High Output Power with Wind-Iens Technology, Energies 2010, 3, 634-649", a ação desta região de pressão negativa criada pelo artifício ora proposto visa aumentar a velocidade do fluxo interno da máquina eólica, acarretando no aumento da potência obtida.As research by Y. Ohya and T. Karasudani reveals in the article "A Shrouded Wind Turbine Generating High Output Power with Wind-Iens Technology, Energies 2010, 3, 634-649", the action of this negative pressure region created by The artifice proposed here aims to increase the internal flow velocity of the wind machine, resulting in an increase of the obtained power.

O difusor deve se localizar a sotavento, servindo como direcionador da turbina. A região ótima de alinhamento 5 (vertical) da pá, na qual são conseguidos maiores ângulos de ataque uma vez que a passagem da pá perturba o escoamento de ar atrasando o descolamento da camada limite consequentemente aumentado o diferencial de pressão do difusor.The diffuser should be located leeward, serving as a turbine driver. The optimum blade alignment region 5 (vertical), in which greater angles of attack are achieved since the blade passage disrupts air flow by delaying the detachment of the boundary layer thereby increasing the diffuser pressure differential.

A vantagem, no caso em questão, é queThe advantage in this case is that

haverá um efetivo aproveitamento de ventos que ocorrem a velocidades inferiores à velocidade mínima para que a turbina eólica opere.there will be effective use of winds that occur at speeds below the minimum speed for the wind turbine to operate.

O nível de simplicidade da solução proposta nesta patente possibilita sua associação a turbinas eólicas de pequeno e médio portes.The level of simplicity of the solution proposed in this patent allows its association with small and medium wind turbines.

Ainda que acarrete em maior pesoAlthough it carries more weight

estrutural, características importantes decorrentes do aperfeiçoamento do difusor estacionário compreendem:important features resulting from the stationary diffuser improvement include:

1. Principalmente o aumento da1. Mainly the increase in the

potência gerada pela turbina eólica;power generated by wind turbine;

2. O controle da guinada baseado2. The control of yaw based

na borda do difusor, o qual segue a variação de direção do vento, resultando disto uma turbina constantemente defronte ao vento;at the edge of the diffuser, which follows the change in wind direction, resulting in a turbine constantly facing the wind;

3. A redução do ruido aerodinâmico decorrente de uma considerável supressão dos vórtices gerados a3. The reduction in aerodynamic noise due to considerable suppression of the vortices generated at

partir das pás devido à sua interferência com a camada limite no interior do difusor, e com isso atenuação de um impacto socioambiental negativo;from the blades due to their interference with the boundary layer inside the diffuser, and thereby attenuation of a negative socio-environmental impact;

4. O aprimoramento da segurança na medida em que as pás girando a elevadas velocidades estão envoltas por uma estrutura que pode servir como proteção em caso de danos. A presente patente descrita é adicionalmente explicada por meio dos desenhos anexos exemplificativos, nos quais:4. Improved safety as the blades rotating at high speeds are enclosed by a frame that can serve as protection in case of damage. The present disclosed patent is further explained by way of the accompanying exemplary drawings in which:

A Figura 1 apresenta a vista em perspectiva parcialmente separada (rompida) de um difusor conforme descrito no presente aperfeiçoamento;Figure 1 shows a partially separated (broken) perspective view of a diffuser as described in the present embodiment;

A Figura 2 ilustra uma vista seccional na direção longitudinal do difusor, na qual ficam ressaltados a forma do aerofólio representativa do perfil do difusor e elementos geométricos para sua construção;Figure 2 illustrates a sectional view in the longitudinal direction of the diffuser, in which the aerofoil shape representative of the diffuser profile and geometric elements for its construction are highlighted;

A Figura 3 é uma vista explanatória ilustrando os fluxos interno e externo ao difusor apresentado na Figura 1, no que ficam diagramados aspectos operacionais;Figure 3 is an explanatory view illustrating the internal and external flows to the diffuser shown in Figure 1, in which operational aspects are diagrammed;

A Figura 4 ilustra aspectos geométricosFigure 4 illustrates geometric aspects.

complementares relevantes do artefato.relevant complementary elements of the artifact.

Como apresentado na Figura 1, em um exemplo de aplicação, o difusor 1 é uma estrutura baseada na revolução de um perfil aerodinâmico, sendo no presente documento exemplificado um aerofólio simétrico de envergadura infinita e 12% de espessura (NACA 0012), o qual 20 abriga o conjunto de rotor 9 e pás 12. A finalidade do difusor 1 é gerar um diferencial de pressão entre o intradorso 4 e o extradorso 8 de modo que o ar seja acelerado até o gargalo 3, permitindo uma maior densidade de potência eólica.As shown in Figure 1, in an example application, the diffuser 1 is a structure based on the revolution of an aerodynamic profile, the exemplified herein being a symmetrical infinite span 12% thick airfoil (NACA 0012), which 20 It houses the rotor assembly 9 and blades 12. The purpose of the diffuser 1 is to generate a pressure differential between the soffit 4 and the extractor 8 so that air is accelerated to the neck 3, allowing for greater wind power density.

Com intuito de aumentar o diferencial 25 de pressão a presente Patente propõem o emprego de uma região de flape 5 que consiste numa dobradura da linha de corda (representada pelos seguimentos de reta formados a partir dos pontos 201-202 e 202-203, respectivamente) a 75% do bordo de ataque 2, conforme ilustrado na Figura 2, pela qual fica definido um ângulo de flape 11. No presente exemplo, o bordo de ataque 2 coincide com o ponto inicial da corda (201), assim como o bordo de fuga 7 coincide com o ponto final da corda (203).In order to increase the pressure differential 25 the present patent proposes the use of a flap region 5 consisting of a folding of the rope line (represented by straight lines formed from points 201-202 and 202-203, respectively). at 75% of leading edge 2, as shown in Figure 2, by which a flap angle 11 is defined. In the present example, leading edge 2 coincides with the starting point of rope 201, as well as the leading edge of Leakage 7 coincides with the end point of the rope (203).

Além deste dispositivo o perfil é colocado a um ângulo de ataque 10 de modo a posicionar o ponto de sucção 3 (estrangulamento) abaixo do bordo de ataque 2.In addition to this device the profile is placed at a leading angle 10 so as to position the suction point 3 (choke) below the leading edge 2.

A massa de ar em movimento 13 tem seu fluxo divido interno e externamente ao difusor 1. É a partir do bordo de fuga 7 que será gerada a trilha de vórtices (e flutuações) 14 de pressão e velocidade, de acordo com o que é apresentado na Figura 3. No gargalo 3 do 10 difusor 1, onde as pás 12 do aerogerador encontram-se verticalmente alinhadas, é verificada a maior velocidade na estrutura.The moving air mass 13 has its flow divided internally and externally to the diffuser 1. It is from the trailing edge 7 that the vortex (and fluctuation) track 14 will be generated according to what is presented. In Figure 3. At the neck 3 of the 10 diffuser 1, where the aerogenerator blades 12 are vertically aligned, the highest velocity in the structure is verified.

A Figura 4 apresenta aspectos geométricos relevantes para a construção do difusor 1, quais sejam: diâmetro da área de entrada circular 15, a profundidade do difusor ou comprimento do 15 túnel difusor 16, que varia em função da corda do aerofólio e do ângulo de ataque 10, altura da terminação em flape 18, dependente do ângulo de ataque 10 e do ângulo de flape 11, a largura do anel projetado 19 pelo difusor 1, diâmetro da seção de estreitamento ou gargalo (a menor distância radial no interior do difusor 1) 17, e o diâmetro da área de saída circular 20.Figure 4 presents geometric aspects relevant to the construction of diffuser 1, namely: diameter of circular inlet area 15, depth of diffuser or length of 15 diffuser tunnel 16, which varies as a function of airfoil rope and angle of attack 10, height of flap termination 18, depending on the angle of attack 10 and flap angle 11, the width of the ring projected by diffuser 1, diameter of the narrowing section or neck (the smallest radial distance within diffuser 1) 17, and the diameter of the circular exit area 20.

Claims

1. "STATIONARY DIFFUSER WITH AERODYNAMIC PROFILE AND FLAP TERMINATION FOR HORIZONTAL AXIS Wind Turbines". A horizontal axis wind turbine / wind turbine diffuser design featuring a section of a winged flap of a flap angle at 75% of the chord relative to the leading edge and an inclined lead angle, which provides a differential of pressure between the inner and outer part of the diffuser to generate an air suction into the diffuser increasing the air velocity perceived by the blades.

A horizontal-axis wind turbine diffuser model according to claim 1, characterized by a significantly greater pressure differential than existing ones (whose profile is linear or not flapped aerodynamically).

A horizontal axis winding diffuser model according to claim 1, characterized in that it uses a flapped aerodynamic profile.

A horizontal axis winding diffuser model according to claim 1, characterized in that it has a shorter axial length.

A horizontal axis winding diffuser model according to claim 1 which confines the wind turbine to a geometric space characterized by reducing flow in the radial direction and thereby reducing blade tip losses.