BR112017018909B1 - Sistema de energia eólica - Google Patents

Abstract

Um sistema de energia eólica (1), compreendendo pelo menos um rotor (2), que controla um respectivo aparelho de utilidade acionado (3), e pelo menos um estator (4); pelo menos um rotor (2) é provido com uma pluralidade de pás (5), dispostas radialmente, que têm um perfil substancialmente plano, as pás (5) são inclinadas com relação ao eixo geométrico de rotação do rotor (2) em um ângulo compreendido entre 25° e 90°; o sistema (1) compreende adicionalmente pelo menos um estator (4) que é disposto à montante de pelo menos um rotor (2) e é provido com um corpo tubular (6) que é coaxial com o eixo (7) do rotor (2) e coaxial com um invólucro protetor externo substancialmente cilíndrica (8); o corpo tubular (6) é provido com uma carenagem de extremidade cônica (9) e com respectivas paletas curvas (10) que são perfiladas para direcionar o ar que entra no sistema (1) para a porção externa do rotor (2) para as pás (5), de acordo com um ângulo de incidência pré-estabelecido que é adaptado para maximizar o rendimento do sistema de energia eólica (1); entre as paredes internas do invólucro protetor (8), duas pás adjacentes (10) e o corpo tubular existe uma trajetória forçada para o ar que entra no sistema (1).

Description

[0001] A presente invenção diz respeito a um sistema de energia eólica para a produção de eletricidade.

[0002] Nos últimos anos, o setor de energia eólica passou por uma enorme expansão pelo fato de energia eólica ser uma alternativa digna de crédito para combustíveis fósseis, uma vez que ela é renovável, disponível em qualquer lugar e limpa; entretanto, conjuntos de energia eólica convencionais (pelos quais se quer dizer basicamente as torres eólicas não clássicas com três pás, que, em termos industriais, efetivamente monopolizam a cena em todo o mundo) apresentem problemas de uma natureza física e econômica que tornam a energia eólica uma fonte de energia inferior ou, a qualquer taxa, uma fonte paralela, e seja como for ainda não uma substituição para energia proveniente de hidrocarbonetos.

[0003] Cada sistema de energia eólica tem, de fato, primeiramente, a necessidade inquestionável de ter a área mais abrangente possível para capturar vento, a fim de coletar a máxima quantidade de energia cinética e ter uma produção adequada; é adicionalmente necessário elevar o sistema o máximo possível do chão de maneira a interceptar vento que é mais potente e seguro. Torres eólicas atuais são portanto providas, com esta finalidade, com mastros de suporte de altura e diâmetro cada vez maiores, a fim de suportar as maiores forças torsionais, e com pás de comprimento cada vez maiores a fim de aumentar ao máximo possível o diâmetro do único rotor, e por meio disto a área de captura de vento; infelizmente, entretanto, à medida que o diâmetro de um rotor aumenta, existe, para o mesmo vento, uma diminuição proporcional em seu rendimento específico, e um aumento proporcional na velocidade do vento necessária a fim de desencadear a rotação. Além disso, a necessidade de fabricar, transportar e elevar estruturas cada vez maiores tem significado um aumento exponencial dos custos de instalação. É também importante acrescentar que as pás de torres eólicas atuais são providas com um perfil da asa muito sofisticado que não é apenas extremamente caro, mas que também atribui seus altos níveis desempenho a um efeito denominado "sustentação" que é gerado somente na presença de ventos sustentados. O conjunto de problemas supramencionado torna a instalação de sistemas de energia eólica atuais lucrativa e, consequentemente, possível, somente em áreas com altos ventos médios e então somente se houver incentivos econômicos significantes.

[0004] A meta da presente invenção é solucionar os inconvenientes supramencionados, provendo um sistema de energia eólica que oferece altos rendimentos.

[0005] Dentro desta meta, um objetivo da invenção é prover um sistema de energia eólica que pode operar com reduzidas velocidades de vento.

[0006] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema de energia eólica que pode também ser instalado em áreas com baixos níveis de vento.

[0007] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema de energia eólica que é fácil e econômico de fabricar, transportar, instalar e manter.

[0008] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema de energia eólica que tem reduzidos períodos de inatividade.

[0009] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema de energia eólica que é agricompatível.

[0010] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema de energia eólica que é de baixo custo, implementado de forma fácil e prática e seguro em uso.

[0011] Esta meta e esses e outros objetivos são alcançados por um sistema de energia eólica, compreendendo pelo menos um rotor, que controla pelo menos um respectivo aparelho de utilidade acionado, e pelo menos um estator, caracterizado em que o dito pelo menos um rotor é provido com uma pluralidade de pás que têm um perfil substancialmente plano, são dispostas radialmente, e são inclinadas com relação ao eixo geométrico de rotação do rotor em um ângulo compreendido entre 25° e 90°, o dito estator, que é disposto à montante do dito pelo menos um rotor, sendo provido com um corpo tubular, que é coaxial com o eixo do dito rotor e coaxial com um invólucro protetor externo substancialmente cilíndrico, o dito corpo tubular sendo provido com uma carenagem de extremidade cônica e com respectivas paletas curvas que são perfiladas para direcionar o ar que entra no dito estator para a porção externa do dito rotor para as ditas pás, de acordo com um ângulo de incidência pré- estabelecido que é adaptado para maximizar o rendimento do sistema de energia eólica, entre as paredes internas do dito invólucro protetor, duas palhetas adjacentes e o dito corpo tubular havendo uma trajetória forçada para o ar que entra no dito sistema.

[0012] Características e vantagens adicionais da invenção ficarão mais aparentes a partir da descrição de uma modalidade preferida, mas não exclusiva, do sistema de energia eólica de acordo com a invenção, que está ilustrado a título de exemplo não limitante nos desenhos anexos, em que:

[0013] Figura 1 é uma vista em perspectiva do sistema de energia eólica, de acordo com a invenção;

[0014] Figura 2 é uma vista em perspectiva de alguns componentes do sistema de energia eólica, de acordo com a invenção.

[0015] Com referência particular às figuras, o número de referência 1 designa no geral o sistema de energia eólica, que compreende pelo menos um rotor 2, que controla pelo menos um respectivo aparelho de utilidade acionado 3, e pelo menos um estator 4.

[0016] De acordo com a invenção, pelo menos um rotor 2 é provido com uma pluralidade de pás 5, que são dispostas radialmente e têm um perfil substancialmente plano.

[0017] Deve-se notar que o perfil da asa de pás convencionais, embora tecnologicamente muito sofisticados e oferecendo altos rendimentos de energia, são associados com custos de produção que são demasiadamente altos.

[0018] A necessidade de reduzir tais custos resultou na escolha de abandonar o perfil da asa, que foi adotado para pás convencionais.

[0019] De fato, as pás 5, com um perfil plano, em virtude de serem mais fáceis de produzir, permitem considerável redução nos custos.

[0020] Além disso, quando se usam pás com um perfil da asa, a fim de gerar a sustentação que possibilita obter tais rendimentos, é necessário ter vento que é forte e seguro.

[0021] Ao contrário, o perfil plano das pás 5, uma vez que ele não tem que gerar o efeito de sustentação, desencadeia a rotação e, por meio disto, a produção de energia, com ventos a velocidades muito menores que a necessária para atuar as pás com um perfil da asa convencional.

[0022] Mais especificamente, as pás 5 são inclinadas com relação ao eixo geométrico de rotação do rotor 2 em um ângulo que é compreendido entre 25° e 90°.

[0023] Além disso, o sistema 1 compreende pelo menos um estator 4, que é disposto à montante de pelo menos um rotor 2 e é provido com um corpo tubular 6 que é coaxial com o eixo 7 do rotor 2 e coaxial com um invólucro protetor externo substancialmente cilíndrico 8.

[0024] O eixo 7 suporta o rotor 2 e o mantêm na posição ativa, passando por ele em sua parte central e se tornando integral com ele por meio de um pino passante, de maneira a transmitir a energia mecânica, tomado da atmosfera pelo próprio rotor 2, para o aparelho de utilidade acionado 3 que é conectado a ele.

[0025] Em particular, o corpo tubular 6 é provido com uma carenagem de extremidade cônica 9 e com respectivas paletas curvas 10 que são perfiladas para direcionar o ar que entra no sistema 1 para a porção externa do rotor 2 para as pás 5, de acordo com um ângulo de incidência pré-estabelecido que é adaptado para maximizar o rendimento do sistema de energia eólica 1.

[0026] De fato, entre as paredes internas do invólucro protetor 8, duas paletas 10 adjacentes e o corpo tubular 6 existe uma trajetória forçada para o ar que entra no sistema 1.

[0027] De fato, o invólucro protetor externo 8 fica substancialmente em contato com a parte superior das paletas 10.

[0028] A presença simultânea do rotor 2, do estator 4 e da invólucro protetor 8 portanto permite um aumento do rendimento específico do sistema 1.

[0029] A presença do estator 4 possibilita compensar o menor desempenho do perfil plano das pás 5.

[0030] O uso separado desses elementos de fato seria substancialmente inefetivo.

[0031] De fato, a presença do estator 4 possibilita: desviar o vento que entra no sistema 1 da região central, que é menos produtiva em termos de energia, para a região periférica, onde seu impacto será mais efetivo, uma vez que pode-se tirar vantagem de uma maior alavancagem; tornar a velocidade de impacto do vento na pá 5 irregular, reduzindo-a em sua porção central a fim de acelerá-lo na região exterior, e mais produtiva; aumentar o ângulo de incidência do vento nas pás 5, que, em conjuntos de energia eólica convencionais, não excede 45°.

[0032] Em conjuntos convencionais, a direção do vento tem que ser mantida perpendicular ao rotor (não às pás), que de fato é continuamente reposicionado nesta extremidade, em virtude de qualquer outro ângulo significar uma redução da área de coleta de vento, mas especialmente a perda de uniformidade no ângulo de incidência nas pás, que de fato tornaria o sistema demasiadamente improdutivo.

[0033] A estrutura multi-rotores adicionalmente possibilita reconciliar a necessidade de se ter um sistema de grandes dimensões com a de se terem rotores de pequenas dimensões, que, por este motivo, são capazes de altos níveis de desempenho; de fato, no sistema multi-rotores, as grandes dimensões, que, como aqui mencionado, são indispensáveis, não alcançadas aumentando-se o diâmetro do único rotor, por meio disto levando a uma queda no desempenho, mas, em vez disso, agrupando uma pluralidade de rotores de pequenas dimensões, que, por meio disto, são caracterizados pelos altos níveis de desempenho.

[0034] Deve-se notar que o sistema 1 pode compreender um estrutura tubular perimétrica 11 provida com respectivos cabos 12, na qual os rotores 2, os estatores 4 e o aparelho de utilidade acionados 3 são mantidos em suspensão.

[0035] A presença dos cabos 12 portanto possibilita reforçar ainda mais a estrutura tubular 11.

[0036] A estrutura tubular 11 pode ser cúbica.

[0037] Se o estrutura 11 é cúbica, os cabos 12 podem conectar os cantos da estrutura 11 ao longo das diagonais dos lados do cubo.

[0038] A estrutura tubular 11 pode ser produzida de material preferivelmente selecionado entre ferro galvanizado, aço, alumínio e similares.

[0039] Essas ideias possibilitam prover uma estrutura 11 que é leve e tem alta resistência a forças torsionais induzidas pelo vento.

[0040] A estrutura 11 pode, adicionalmente, ser conectada a uma base 13 por meio de respectivos elementos de movimento para a rotação dos mesmos, em torno de seu próprio eixo geométrico, na configuração para uso e a configuração inativa, ou, se for necessário, parar o sistema 1.

[0041] Na configuração para uso, a estrutura 11 será posicionada em uma direção que é substancialmente perpendicular à direção do vento.

[0042] Ao atingir uma velocidade do vento que é muito alta, será possível girar toda a estrutura 11 em torno de seu próprio eixo geométrico, por meio dos respectivos elementos de movimento, posicionando-a paralela à direção do vento, e efetivamente bloqueando igualmente a rotação das pás 5 do rotor 2.

[0043] O sistema 1 pode compreender uma pluralidade de tirantes 14 que conecta o topo 15 da estrutura 11 no chão onde o sistema 1 é instalado, a fim de estabilizar todo o sistema 1 e ao mesmo tempo permitir a rotação do mesmo em torno de seu próprio eixo.

[0044] O fato de se ter uma estrutura que é feita estável, não somente na base, como ocorre atualmente, mas também em seu ponto mais alto, é essencial a fim de reconciliar máxima resistência a forças torsionais, induzidas pelo vento, com máxima redução do peso da estrutura e, por meio disto, com a consequente minimização de custos de produção, transporte e instalação.

[0045] Em particular, cada um dos quatro cantos da estrutura tubular 11 pode ser acoplado a um respectivo triângulo, que é constituído por tubos 16 unidos entre si, os ápices desses triângulos sendo conectados, por meio de tirantes adicionais 17, à estrutura tubular 11, de maneira a contrabalançar, com uma tração para fora, as forças torsionais induzidas pelo vento e pelo peso dos rotores 2 e dos estatores 4.

[0046] Além disso, a presença dos tirantes 17 possibilita aumentar a rigidez da estrutura tubular 11.

[0047] De acordo com uma solução de utilidade particular, os rotores 2 e os respectivos estatores 4 podem ser em número de pelo menos oito, quatro rotores 2 e quatro estatores 4, mutuamente alinhados e dispostos em pelo menos duas fileiras, cada uma das quais compreende pelo menos dois rotores 2 e dois estatores 4, de maneira a definir uma estrutura tubular romboide 11.

[0048] Pelo aumento do número de rotores 2, sem modificar as dimensões dos mesmo, é por meio disto possível aumentar o rendimento de todo o sistema 1.

[0049] O sistema 1 é portanto provido com uma estrutura tubular 11, onde cada uma das configurações apresentadas, isto é, o básico que compreende quatro rotores 2, mas também múltiplos destes, isto é, com dezesseis ou sessenta e quatro rotores 2, etc., é capaz de oferecer resistência suficiente às forças torsionais do vento e um suporte adequado para o aumento do peso geral do sistema 1.

[0050] O sistema 1 pode, por meio disto, ser facilmente instalado graças a sua fácil flexibilidade e modularidade.

[0051] Deve-se notar que o sistema 1 será montado no chão a fim de então ser levantado.

[0052] A montagem começa agrupando uma primeira fileira de rotores 2 e estatores 4 que então serão levantados a fim de inserir abaixo dela uma segunda fileira de rotores 2 e estatores 4, e continua por meio disto até que a montagem de todo o sistema 1 esteja completa.

[0053] Uma vez que toda a estrutura 11 esteja montada, cada um dos quatro cantos da mesma é acoplado ao triângulo, que é constituído pelo conjunto de tubos 16, conectando o ápice do mesmo por meio de tirantes adicionais 17, na estrutura tubular 11.

[0054] Subsequentemente, toda a estrutura tubular 11 será conectada à base 13 e içada até que atinja a posição estabelecida, na qual ela será mantida por uma pluralidade de tirantes 14, preferivelmente de aço, que conectam o topo 15 do sistema 1 ao chão.

[0055] Neste ponto, o sistema 1 estará operacional e capaz de girar, por meio dos respectivos elementos de movimento, em torno de seu próprio eixo a fim de ficar disposto perpendicular à direção do vento.

[0056] A configuração do sistema particular 1 por meio disto possibilita aumentar a superfície de coleta de vento, mantendo ainda inalterados tanto o rendimento específico do rotor 2 quanto o valor da velocidade do vento exigido para desencadear a rotação do pás 5 do rotor 2.

[0057] Além disso, a presença do estator 4, e a estrutura particular do rotor 2, possibilita: desviar o vento da região central, que é menos produtiva, para a região periférica onde seu impacto será mais produtivo, já que pode tirar vantagem de uma maior alavancagem; tornar a velocidade de impacto do vento no comprimento de cada pá 5 irregular, reduzindo-a em sua porção central a fim de acelerá-la na região externa, e mais produtiva; aumentar o ângulo de incidência do vento na pás 5, que, em conjuntos de energia eólica convencionais, não excede 45°.

[0058] De fato, o vento, inicialmente, entra na área de coleta, correspondente à área definida pelo invólucro protetor 8, e é acionado, tanto pela ação de redirecionamento da carenagem 9 quanto, simultaneamente, pela ação de contenção exercida pelo invólucro protetor 8, de maneira a ser canalizado para o espaço compreendido entre a carenagem 9 e o invólucro protetor 8.

[0059] A presença das paletas 10 por meio disto induz uma forma de força centrífuga no vento, que é oposta pela ação de contenção do invólucro protetor 8.

[0060] Deve-se além disso notar que a superfície delimitada pelas paredes internas do invólucro protetor 8, pelas duas paletas 10 adjacentes e pelo corpo tubular 6 é substancialmente menor que a da área circunscrita pelo invólucro protetor 8 da qual o vento entra no sistema 1, e por meio disto a velocidade de saída do vento do estator 4 é proporcionalmente maior que a velocidade de entrada no sistema 1.

[0061] Do ponto de vista de construção, as pás 5 podem compreender uma estrutura reticular para suportar uma folha de cobertura.

[0062] Tal estrutura reticular compreende uma pluralidade de cabos 18 que conecta a extremidade superior da dita estrutura reticular ao corpo central do rotor 2.

[0063] Tais cabos permitem que as pás 5 suportem as forças torsionais induzidas pelo vento.

[0064] Além disso, as paletas 10 podem compreender pelo menos duas nervuras de reforço, que são dispostas substancialmente em série, para suportar uma chapa de cobertura.

[0065] Em particular, as pás perfiladas 10 podem ter uma primeira porção que é substancialmente paralela ao eixo geométrico do corpo tubular 6, e uma segunda porção curva, na qual o perfil da pá 10 chega a uma inclinação com relação ao plano de rotação do rotor 2 que é compreendido entre 130° e 140° graus.

[0066] O vento, por meio disto, depois de ter sido localizado, é inserido entre as paletas 10 que força-o a mudar progressivamente a direção em aproximadamente 45° graus com relação ao eixo geométrico do rotor 2.

[0067] Considerando que as pás 5 do rotor 2 são por sua vez inclinadas, também com relação ao eixo geométrico do rotor 2, em um ângulo de aproximadamente 45°, mas na direção oposta, o vento portanto impactará substancialmente perpendicular e uniformemente sobre todas as pás 5, que intuitivamente representa a possível configuração que possibilita obter a mais alta produtividade, a fim de obter o máximo rendimento específico do sistema 1.

[0068] Deve-se notar que a carenagem 9 pode ser colocada no mesmo eixo geométrico do corpo tubular 6 do rotor 2 e pode ter seu mesmo diâmetro, por meio disto impedindo que o fluxo de ar que entra no sistema 1 chegue à parte central do rotor 2 que é a menos produtiva em termos de energia, em virtude de usar uma alavancagem desfavorável.

[0069] O fluxo de ar por meio disto será concentrado, graças em parte à ação de contenção exercida pelo invólucro protetor externo 8, somente na área das pás 5; isto gerará um aumento proporcional da velocidade do vento que chega, mas acima de tudo tal maior empuxo será aplicado somente à parte mais externa do rotor 2, a parte ocupada pelas pás 5, que é também a mais produtiva em termos de energia, em virtude de usar uma melhor alavancagem.

[0070] O corpo do rotor central 2 pode compreender dois flanges 19 para suportar as pás 5.

[0071] Os flanges 19 podem ter um diâmetro diferente e menor que o diâmetro do rotor 2, e eles podem ser dispostos em série e conectados por hastes 20 que são dispostas paralelas ao eixo 7 do rotor 2.

[0072] As dimensões dos flanges 19 podem por meio disto variar em relação à velocidade do vento presente na zona de instalação do sistema 1.

[0073] Além disso, graças à grande facilidade de montagem que caracteriza mesmo o rotor individual 2, não é excluída a possibilidade de montagem dos flanges 19 nas pás 5 diretamente no local de instalação do sistema 1.

[0074] O invólucro protetor externo 8, que é substancialmente cilíndrico, pode compreender duas coroas circulares 21, feitas de um material preferivelmente selecionado entre ferro galvanizado, aço, alumínio e similares, que são estavelmente acoplados à estrutura tubular 11, para suportar um filme de material elasticamente deformável.

[0075] Em particular, o invólucro protetor 8, além de definir, com sua forma circular, a área de coleta de vento, realiza uma ação indispensável de contenção.

[0076] De fato, o vento é acionado para fora, não somente pela ação da carenagem 9, mas também pela centrifugação induzida pelo espiralamento progressivo das próprias paletas 10 em torno do corpo tubular 6.

[0077] Por meio disto, a presença combinada da carenagem 9, das paletas 10 e do invólucro protetor externo 8 cria, portanto, oito trajetórias forçadas para o fluxo de ar que chega, que, desviando pela espiralamento em torno do corpo tubular 6, assume um ângulo de aproximadamente 135° com relação ao plano de rotação do rotor 2 e força o vento a impactar simultaneamente todas as pás 5 com um ângulo de aproximadamente 90° (uma vez que as pás 5 são por sua vez inclinadas aproximadamente 45°, também com relação ao plano de rotação do rotor 2).

[0078] Tal ângulo de impacto nas pás 5 permite maiores rendimentos de energia do que os rendimentos que são obtidos com sistemas de energia eólica convencionais, onde o ângulo com o qual o vento impacta as pás é cerca de 45°.

[0079] Além do exposto, a pressão exercida pelo fluxo de ar no invólucro protetor externa 8 produz um aumento da velocidade de impacto do vento na região periférica de cada pá 5 e uma consequente queda da velocidade de impacto na área das pás 5 mais próxima ao centro do rotor 2.

[0080] De acordo com uma solução de particular praticidade e utilidade, o rotor 2 pode compreender uma cobertura externa substancialmente cilíndrica 22 que é suportada por dois anéis de extremidade 23, que são estavelmente acoplados à estrutura tubular 11.

[0081] A cobertura 22 pode proteger o rotor 2 do vento quando o sistema é posicionado em uma direção paralela à do vento.

[0082] Tal artifício construtivo por meio disto possibilita imobilizar a rotação das pás 5 a fim de realizar reparos ou manutenção, mas também a fim de impedir, no caso de ventos excessivos, sobrecargas na rede elétrica.

[0083] Sistemas de energia eólica convencionais, a fim de satisfazer uma exigência como esta, tem que em vez disso ser provido com um dispositivo de frenagem adaptado.

[0084] Os custos de tais dispositivos são altos, entretanto, e, por meio disto, em um sistema de energia eólica multi-rotores, eles podem determinar custos tão altos de maneira a tornar sua adoção proibitiva. Tais problemas, por meio disto, têm contribuído para impedir o sucesso de sistemas multi-rotores.

[0085] No sistema 1, de acordo com a invenção, a presença portanto da cobertura 22, que é conectada à parte superior das pás 5, de fato define o perímetro circular do rotor 2, tornando este impenetrável o um vento que é paralelo ao seu plano de rotação.

[0086] Tal artifício assegura que é possível imobilizar a rotação das pás 5 do rotor 2 e, por meio disto, de todo o sistema de energia eólica 1, simplesmente girando todo o sistema 1 em 90°, de maneira a torná-lo não perpendicular, mas paralelo à direção do vento.

[0087] O filme do invólucro protetor externo 8, a folha das pás 5, a chapa de cobertura das paletas 10 e a cobertura 22 do rotor 2 podem ser produzidos de um material preferivelmente selecionado entre poliamida, policarbonato, polietileno, metacrilato e similares.

[0088] A transparência de tais componentes portanto reduz ao mínimo o impacto estético e ambiental do sistema 1, por meio disto tornando-o de fato agri-compatível.

[0089] O corpo tubular 6 pode compreender uma pluralidade de seções tubulares, preferivelmente feitas de alumínio, com uma seção transversal retangular, que são suspensas na região central da estrutura 11, paralelas à direção do vento, mas também uma com a outra, e dispostas a uma distância uma da outra que é igual ao diâmetro do flange 19.

[0090] Essas seções tubulares podem então ser unidas por uma pluralidade de círculos, que são preferivelmente feitos de alumínio e são cobertos externamente pelo filme.

[0091] Um doa círculos de extremidade é disposto voltado para o flange 19 do rotor 2, e próximo a este, o outro agindo como a base para a carenagem 9.

[0092] Dispostas nesses cinco círculos que constituem o corpo tubular 6 estão as nervuras de reforço, preferivelmente feitas de alumínio e de altura igual ao diâmetro do invólucro protetor externo 8.

[0093] As nervuras podem formar oito fileiras de cinco nervuras cada, tais fileiras desviando gradualmente do eixo geométrico longitudinal do corpo tubular 6, que os suporta, até que uma inclinação de 45° seja atingida com relação a tal eixo geométrico.

[0094] Além disso, as nervuras podem dar suporte à parte superior das paletas 10, uma vez que a montagem das partes que constituem o corpo tubular 6 esteja completa.

[0095] O corpo tubular 6 pode, por meio disto, ser firmemente conectado a cada seção tubular.

[0096] As paletas 10, de acordo com uma solução preferida, podem ser em número de oito, cada qual conectada, por um lado, aos círculos do corpo tubular 6 e, por outro lado, à parte superior das nervuras.

[0097] As paletas 10 podem ser modeladas de maneira que, na seção próxima à área de entrada do vento, eles fiquem dispostas substancialmente paralelas ao eixo geométrico do corpo tubular 6, a fim de então desviar gradualmente de eixo geométrico como este, na direção de rotação do rotor 2, até que eles atinjam, próximo ao rotor 2, uma inclinação, novamente com relação ao eixo geométrico do corpo tubular 6, de aproximadamente 45°, e, por meio disto, de aproximadamente 135° com relação ao plano de rotação do rotor 2.

[0098] Mais especificamente, o aparelho de utilidade acionado 3 pode ser do tipo preferivelmente selecionado entre um gerador de eletricidade, um compressor e similares.

[0099] Tal gerador pode ser controlado por um elemento que é preferivelmente selecionado entre um suprimento de eletricidade da rede pública, uma célula de armazenamento, uma carga elétrica e similares.

[00100] Efetivamente, o sistema 1 é caracterizado por altos rendimentos.

[00101] De fato, o rotor 2 para o mesmo diâmetro e forma de um rotor convencional 2 é capaz de aumentar consideravelmente o rendimento específico de um rotor 2, com consequente diminuição da velocidade do vento exigida para desencadear a rotação e portanto aumento do tempo operacional geral do sistema 1.

[00102] Vantajosamente, o sistema 1, de acordo com a invenção, pode operar com reduzidas velocidades de vento.

[00103] Convenientemente, o sistema 1 pode também ser instalado em áreas com baixos níveis de vento.

[00104] De fato, a rotação do rotor 2 pode ser desencadeada mesmo na presença de ventos fracos, que têm uma reduzida velocidade com relação à que é necessária para sistemas convencionais.

[00105] Convenientemente, o sistema de energia eólica 1 é de manutenção fácil e econômica.

[00106] Convenientemente, o sistema de energia eólica 1 tem reduzidos períodos de inatividade.

[00107] Positivamente, o sistema de energia eólica 1 é agri-compatível.

[00108] De fato, a transparência do invólucro protetor externo 8, das pás 5, das paletas 10 e da cobertura 22 portanto reduz ao mínimo o impacto estético e ambiental do sistema 1, por meio disto tornando-o de fato agri-compatível.

[00109] De fato, a transparência substancial dos vários componentes do sistema 1 possibilita não obstruir a fotossíntese de qualquer terra cultivada localizada nas proximidades do sistema 1.

[00110] Isto permite que a invenção tire vantagem, para sua instalação, da vasta superfície atualmente usada para agricultura.

[00111] A invenção, assim concebida, é suscetível a inúmeras modificações e variações, todas as quais estão de acordo com o escopo das reivindicações anexas. Além disso, todos os detalhes podem ser substituídos por outros elementos tecnicamente equivalentes.

[00112] Nas modalidades ilustradas, características individuais mostradas em relação a exemplos específicos, podem na realidade ser intercambiados com outras características diferentes, existentes em outras modalidades.

[00113] Na prática, os materiais empregados, bem como as dimensões, podem ser quaisquer de acordo com as exigências e o estado da tecnologia.

Claims (13)

1. Sistema de energia eólica (1), compreendendo pelo menos um rotor (2), que controla pelo menos um respectivo aparelho de utilidade acionado (3), e pelo menos um estator (4), o dito pelo menos um rotor (2) sendo provido com uma pluralidade de pás (5) que têm um perfil substancialmente plano e são dispostas radialmente, o dito estator (4), que é disposto à montante do dito pelo menos um rotor (2), sendo provido com um corpo tubular (6), que é coaxial com o eixo (7) do dito rotor (2) e coaxial com um invólucro externo substancialmente cilíndrico (8), o dito corpo tubular (6) sendo provido com uma carenagem de extremidade cônica (9) e com respectivas paletas (10) curvas, entre as paredes internas do dito invólucro (8), duas paletas (10) adjacentes e o dito corpo tubular (6) havendo uma trajetória forçada para o ar que entra no dito sistema (1), o sistema de energia eólica (1) sendo caracterizado pelo fato de que as ditas paletas (10) tem uma primeira porção que é substancialmente paralela ao eixo geométrico do corpo tubular (6), e uma segunda porção curva, na qual o perfil da paleta (10) chega a uma inclinação com relação ao plano de rotação do rotor (2) que é compreendido entre 130° e 140° graus, de tal modo que o vento, por meio disto, depois de ter sido localizado, é inserido entre as paletas (10) que força- o a mudar progressivamente a direção em aproximadamente 45° graus com relação ao eixo geométrico do rotor (2), e as ditas pás (5) do dito rotor (2) são por sua vez inclinadas, também com relação ao eixo geométrico do rotor (2), em um ângulo de aproximadamente 45°, mas na direção oposta, de modo que o vento assim impactará substancialmente perpendicular e uniformemente sobre todas as pás (5), e de tal forma que o ar que entra no dito estator (4) é direcionado para a porção externa do dito rotor (2) para as ditas pás (5), para maximizar o rendimento do sistema de energia eólica (1).

2. Sistema de energia eólica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma estrutura tubular perimétrica (11) provida com respectivos cabos (12), na qual os ditos rotores (2), os ditos estatores (4) e os ditos aparelhos de utilidade acionados (3) são mantidos em suspensão.

3. Sistema de energia eólica de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a dita estrutura (11) é conectada a uma base (13) por meio dos respectivos elementos de movimento para a rotação, em torno de seu próprio eixo geométrico, dos mesmos na configuração para uso e a configuração inativa.

4. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de tirantes (14) que conectam o topo (15) da dita estrutura (11) ao chão onde o dito sistema (1) é instalado, que são adaptados para estabilizar todo o sistema (1) e ao mesmo tempo permitir a rotação do mesmo em torno de seu próprio eixo geométrico.

5. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os ditos rotores (2) e os respectivos estatores (4) são em número de pelo menos oito, quatro rotores (2) e quatro estatores (4), mutuamente alinhados e dispostos em pelo menos duas fileiras, cada uma das quais compreende pelo menos dois rotores (2) e dois estatores (4), de maneira a definir uma estrutura tubular romboide (11).

6. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as ditas pás (5) compreendem uma estrutura reticular para suportar uma folha de cobertura, a dita estrutura reticular compreendendo uma pluralidade de cabos (18) que conectam a extremidade superior da dita estrutura reticular ao corpo central do dito rotor (2).

7. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as ditas paletas (10) compreendem pelo menos duas nervuras de reforço, que são dispostas substancialmente em série, para suportar uma chapa de cobertura.

8. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o dito corpo central do dito rotor (2) compreende dois flanges (19) para suportar as ditas pás (5), os ditos flanges (19) tendo um diâmetro diferente e menor do que o diâmetro do dito rotor (2), e sendo dispostos em série e conectados por hastes (20) que são dispostas paralelas ao eixo (7) do dito rotor (2).

9. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dito invólucro protetor externo substancialmente cilíndrico (8) compreende duas coroas circulares (21), estavelmente acopladas à estrutura tubular (11), para suportar um filme de material elasticamente deformável.

10. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o dito rotor (2) compreende uma cobertura externa substancialmente cilíndrica (22) suportada por dois anéis de extremidade (23), que são estavelmente acoplados à estrutura tubular (11).

11. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o dito filme, a dita folha, a dita chapa e a dita cobertura (22) são feitas de material preferivelmente selecionado entre poliamida, policarbonato, polietileno, metacrilato e similares.

12. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o dito aparelho de utilidade acionado (3) é do tipo preferivelmente selecionado entre um gerador de eletricidade, um compressor e similares.

13. Sistema de energia eólica de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o dito gerador é controlado por um elemento que é preferivelmente selecionado entre um suprimento de eletricidade da rede pública, uma célula de armazenamento, uma carga elétrica e similares.

Images