BRPI0900310A2

BRPI0900310A2 - aparelho para gerar energia elétrica usando energia do vento

Info

Publication number: BRPI0900310A2
Application number: BRPI0900310-0A
Authority: BR
Inventors: Chun-Neng Chung
Original assignee: Chun-Neng Chung
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2010-10-26
Also published as: AR070916A1; CA2647833A1; TWI354733B; SG155832A1; AU2009200176B2; JP3146326U; CA2647833C; NZ574155A; MY151842A; BRPI0900310A8; TW200940828A; AU2009200176A1; ZA200900701B

Abstract

APARELHO PARA GERAR ENERGIA ELéTRICA USANDO ENERGIA DO VENTO. Um equipamento (2) que inclui uma unidade de pás (5), com pás perpendiculares (52) conectadas fixamente a uma haste perpendicular (51) que possui uma extremidade inferior (512) disposta de forma articulada em uma base (3), de modo que a unidade de pás (5) é giratória em relação à base (3) para converter energia de vento em potência de saída rotativa mecânica, e está acoplada a um gerador (6) na base (3) para converter a potência de saída rotativa mecânica em energia elétrica. Cada pá (52) possui uma primeira e segunda superfícies laterais opostas (521, 522). A primeira superfície lateral (521) de cada pá (52) está voltada para a segunda superfície lateral (522) de uma pá adjacente (52). Uma unidade coletora de vento (4) é composta por placas perpendiculares (41) fixadas na base (3), angularmente eqúidistantes e dispostas em torno da unidade de pás (5). Quaisquer duas placas adjacentes (41) definem entre elas um canal de orientação de vento de conversão interna (43). As placas (41) são configuradas de modo que o vento é guiado pelas placas para se deslocar pela primeira das superfícies laterais (521) das pás (52) através dos canais de orientação de vento (43).

Description

"APARELHO PARA GERAR ENERGIA ELÉTRICA USANDO ENERGIA DO VENTO"

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO ASSOCIADO

Este pedido reivindica prioridade do Pedido Tailandês No. 097111006, depositadoem 27 de março de 2008.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção

A invenção refere-se a um equipamento para gerar energia elétrica a partir da e-nergia do vento.

2. Descrição da Arte Associada

Em referência à Figura 1, descreve-se um equipamento convencional 1 para gerarenergia elétrica a partir da energia do vento, composto por um moinho de vento 12 e umgerador 13. O moinho de vento 12 é composto de um propulsor perpendicular 121 montadofixamente em uma superfície de apoio (não mostrada), e um rotor eólico 122 contendo umapluralidade de pás. O moinho de vento 12 converte energia do vento em uma potência desaída rotativa mecânica. O gerador 13 é acoplado ao moinho de vento 12 para converter aenergia rotativa mecânica em energia elétrica.

A seguir estão descritas algumas desvantagens do equipamento 1:

1. A altura do propulsor 121 do moinho de vento 12 é de aproximadamente 70 me-tros, e o comprimento de cada pá do rotor eólico 122 do moinho de vento 12 é de aproxima-damente 35 metros, resultando, assim, em uma necessidade de espaço relativamente gran-de. Por isto, o instrumento convencional 1 precisa ficar localizado em uma local remoto dis-tante de áreas densamente povoadas, resultando, em conseqüência, em inconveniente du-rante a implementação.

2. A configuração do equipamento convencional 1 não consegue garantir uma ge-ração estável de energia elétrica para uma área com vento de diversas direções.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Portanto, um objetivo da presente invenção é o de prover um equipamento de gera-ção de energia elétrica usando a energia do vento que pode superar as desvantagens daarte anterior mencionadas acima.

De acordo com a presente invenção, é apresentado um equipamento para geraçãode energia elétrica a partir da energia do vento. O equipamento é composto de:

- uma base;

- uma unidade de pás, composta de uma haste perpendicular que se estende verti-calmente ao longo de um eixo de rotação e dotada de uma extremidade inferior disposta deforma articulável na base, e uma extremidade superior, e pelo menos um membro de pácom uma pluralidade de pás perpendiculares conectadas fixamente à haste perpendicular,de tal modo que a unidade de pás seja giratória em relação à base sobre o eixo de rotação,de modo a converter a energia do vento em uma potência de saída rotativa mecânica, cadauma das pás dotadas de uma primeira e segunda superfícies laterais opostas, a primeirasuperfície lateral de cada uma das pás voltada para a segunda superfície lateral de uma daspás adjacentes;

- um gerador disposto na base e acoplado à extremidade inferior da haste perpen-dicular da unidade de pás para converter a potência de saída rotativa mecânica em energiaelétrica; e

- uma unidade coletora de vento montada fixamente sobre a base, e incluindo umapluralidade de placas perpendiculares angularmente equidistantes e dispostas em torno daunidade de pás, quaisquer duas das placas perpendiculares adjacentes definindo entre elasum canal de orientação de vento de conversão interna.

As placas perpendiculares da unidade coletora de vento são configuradas de talmodo que o vento é guiado pelas placas perpendiculares da unidade coletora de vento parase deslocar pela primeira das superfícies laterais das pás do membro de pás da unidade depás através dos canais de orientação de vento na unidade coletora de vento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Outras características e vantagens da presente invenção se tornam aparentes naseguinte descrição detalhada das versões preferidas com referência aos desenhos anexos,dos quais:

A Figura 1 é uma vista perspectiva de um equipamento convencional para geraçãode energia elétrica usando a energia do vento;

A Figura 2 é uma vista perspectiva parcialmente deflagrada mostrando a primeiraversão preferida de um equipamento para geração de energia elétrica que usa energia dovento, de acordo com a presente invenção;

A Figura 3 é uma vista secional esquemática mostrando a primeira versão preferida;

A Figura 4 é uma vista superior esquemática mostrando a primeira versão preferidasem uma base superior;

A Figura 5 é uma vista superior esquemática mostrando a segunda versão preferidade um equipamento para geração de energia elétrica que usa energia do vento, de acordocom a presente invenção, sem uma base superior;

A Figura 6 é uma vista superior esquemática da terceira versão preferida de um e-quipamento de geração de energia elétrica que usa a energia do vento, de acordo com apresente invenção, sem uma base superior;

A Figura 7 é uma vista perspectiva parcialmente deflagrada mostrando a quartaversão preferida de um equipamento para geração de energia elétrica que usa energia dovento, de acordo com a presente invenção;

A Figura 8 é uma vista perspectiva parcialmente deflagrada mostrando a quintaversão preferida de um equipamento para geração de energia elétrica usando a energia dovento, de acordo com a presente invenção;

A Figura 9 é uma vista superior esquemática mostrando a quinta versão preferidasem uma base superior;

A Figura 10 é uma vista perspectiva fragmentária mostrando um exemplo modifica-do de uma placa perpendicular de uma unidade coletora de vento da primeiraversão preferida; e

A Figura 11 é uma vista perspectiva fragmentária mostrando outro exemplo modifi-cado da placa perpendicular da unidade coletora de vento da primeira versão preferida.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS VERSÕES PREFERIDAS

Antes de a presente invenção ser descrita em mais detalhes, é importante observarque os elementos semelhantes estão designados pelos mesmos números de referência emtodo relatório.

Referindo-se às Figuras 2 a 4, é mostrada a primeira versão preferida de um equi-pamento 2 para geração de energia elétrica usando energia do vento, de acordo com a pre-sente invenção, composto de uma base 3, uma unidade de pás 5, um gerador 6, e uma uni-dade coletora de vento 4.

Nesta versão, a base 3 é composta de um corpo de base 30, um tubo de suporte31, que se estende de modo ascendente a partir de uma lateral superior do corpo de base, eum anel 32 disposto no tubo de suporte 31.

A unidade de pás 5 é composta por uma haste perpendicular 51, que se estendeverticalmente ao longo de um eixo de rotação (X) e contém uma extremidade inferior 512disposta de forma articulada na base 3 e que se estende através do tubo de suporte 31 eem direção ao corpo de base 30, e um membro de pá, dotado de uma pluralidade de pásperpendiculares 52 conectadas fixamente à haste perpendicular 51 de tal modo que a uni-dade de pás 5 é giratória em relação à base 3 sobre o eixo de rotação (X), de maneira aconverter a energia do vento em uma potência de saída rotativa mecânica. O anel 32 estádisposto entre uma superfície anular externa 5120 da extremidade inferior 512 da haste per-pendicular 51 e uma superfície anular interna 311 do tubo de suporte 31 da base 3, confor-me mostrado na Figura 3. Cada pá 52 possui uma primeira e segunda superfícies lateraisopostas 521, 522, e a primeira superfície lateral 521 de cada pá 52 está voltada para a se-gunda superfície lateral 522 de uma pá adjacente 52, conforme mostrado na Figura 4.

O gerador 6 está disposto no corpo de base 30 da base 3, e está acoplado à extre-midade inferior 512 da haste perpendicular 51 da unidade de pás 5 para converter a potên-cia de saída rotativa mecânica em energia elétrica.A unidade coletora de vento 4 está montada fixamente na base 3, e inclui uma plu-ralidade de placas perpendiculares 41 angularmente equidistantes e dispostas em torno daunidade de pás 5, uma base superior 49 e um anel 40. Quaisquer duas das placas perpen-diculares adjacentes 41 definem entre elas um canal de orientação de vento de conversãointerna 43. As placas perpendiculares 41 são configuradas de tal modo que o vento é guiadopelas placas perpendiculares 41 para se deslocar pela primeira das superfícies laterais 521das pás 52 do membro de pá da unidade de pás 5 através de canais de orientação de vento43. Conforme mostrado na Figura 4, cada placa perpendicular 41 possui uma primeira por-ção de extremidade 411 próxima da unidade de pás 5 e que se estende em uma direçãonão radial, e uma segunda porção de extremidade 412 oposta à primeira porção de extremi-dade 411, e que é curvada de tal modo que se forma um ângulo obtuso (Θ) entre a primeirae segunda porções 411, 412. O ângulo obtuso (θ) varia de 135° a 165°. A primeira porçãolateral 411 de cada placa perpendicular 41 possui uma espessura que diminui gradualmenteem direção à unidade de pás 5. Nesta versão, a primeira porção lateral 411 de cada placaperpendicular 41 possui uma primeira superfície plana 4111, e uma segunda superfície cur-vada 4112 oposta à primeira superfície plana 4111. A base superior 49 é montada nas ex-tremidades superiores das placas perpendiculares 41, e possui uma superfície inferior 491formada com unia ranhura de posicionamento 492 que permite a extensão nesse local daextremidade superior 511 da haste perpendicular 51 da unidade de pás 5, e que está defini-da por uma superfície anular interna 493 da base superior 49. O anel 40 está disposto entrea superfície anular interna 493 da base superior 40 e uma superfície anular externa 5110 dasuperfície superior 511 da haste perpendicular 51 da unidade de pás 5.

Em outras versões, um elevador 44 está disposto de forma deslocável em uma dasplacas perpendiculares 41 da unidade coletora de vento 4, conforme ilustrado na Figura 10.De modo alternativo, uma das placas perpendiculares 41 da unidade coletora de vento 4possui uma pluralidade de degraus 45, conforme ilustrado na Figura 11.

A Figura 5 ilustra a segunda versão preferida de um equipamento 2 para geraçãode energia elétrica usando a energia do vento, de acordo com esta invenção, que se consti-tui em uma modificação da primeira versão preferida. Ao contrário da primeira versão, a pri-meira porção de extremidade 412 de cada placa perpendicular 41 da unidade coletora devento 4 possui uma primeira e segunda superfícies curvadas e opostas 4113, 4114.

A Figura 6 ilustra a terceira versão preferida de um equipamento 2 para geração deenergia elétrica usando energia do vento, de acordo com esta invenção, que se constitui emuma modificação da primeira versão preferida. Ao contrário das versões anteriores, cadaplaca perpendicular 41 da unidade coletora de vento 4 possui superfícies laterais curvas eopostas 413, 414.

A Figura 7 ilustra a quarta versão preferida de um equipamento 2 para geração deenergia elétrica usando a energia do vento, de acordo com esta invenção, que se constituiem uma modificação da primeira versão preferida. Nesta versão, a unidade coletora de ven-to 4 é composta ainda por uma pluralidade de membros conectores 42, cada um deles inter-conectando duas das placas perpendiculares adjacentes correspondentes 41. Cada membroconector 42 é composto de uma pluralidade de placas conectoras 422.

A Figura 8 e 9 ilustram a quinta versão preferida de um equipamento para geraçãode energia elétrica usando energia do vento, de acordo com esta invenção, que se constituide uma modificação da quarta versão preferida. Nesta versão, a unidade de pás 5 é com-posta de uma pluralidade de membros de pá alinhados no eixo de rotação (X). As placasperpendiculares 52 de cada membro de pá são angularmente equidistantes. As pás perpen-diculares 52 dos membros de pá diferem angularmente uma da outra (consulte a Figura 6).

Em resumo, devido à presença da unidade coletora de vento 4, o vento advindo dediferentes direções pode ser guiado pelas placas perpendiculares 41 para se deslocar pelaprimeira das superfícies laterais 521 das pás 52 da unidade de pás 5 através dos canais deorientação de vento 43. Assim, o equipamento 2 da presente invenção pode garantir umageração de energia estável, mesmo se a direção do vento se alterar.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com base no que se considera como as versões mais práticas e preferidas, entende-se que esta invenção não está limitadaàs versões divulgadas, mas se propõe a cobrir várias combinações incluídas dentro do espí-rito e do escopo da interpretação mais abrangente, de modo a incluir todas estas modifica-ções e as combinações equivalentes.

Claims

1. Equipamento (2) para geração de energia elétrica a partir da energia do vento,CARACTERIZADO por conter:- uma base (3);- uma unidade de pás (5), composta de uma haste perpendicular (51), que se es-tende verticalmente ao longo de um eixo de rotação (X) e dotada de uma extremidade inferi-or (512), disposta de forma articulada na dita base (3), e uma extremidade superior (511), epelo menos um membro de pá com uma pluralidade de pás perpendiculares (52) conecta-das fixamente á haste perpendicular (51), de tal modo que a dita unidade de pás (5) sejagiratória em relação à dita base (3) sobre o eixo de rotação (X), de modo a converter a e-nergia do vento em uma potêncüT de saída rotativa mecânica, cada uma das ditas pás (52)contendo uma primeira e segunda superfícies laterais opostas (521, 522), a dita primeirasuperfície lateral (521) de cada uma das ditas pás (52) estando voltada para a dita segundasuperfície lateral (522) de uma pá adjacente entre as ditas pás.- um gerador (6) disposto em dita base (3) e estando acoplado à dita extremidadeinferior (512) da dita haste perpendicular (51) de dita unidade de pás (5) para converter apotência de saída rotativa mecânica em energia elétrica; e- uma unidade coletora de vento (4) montada fixamente sobre a dita base (3), e in-cluindo uma pluralidade de placas perpendiculares (41) angularmente equidistantes e dis-postas em torno da dita unidade de pás (5), e quaisquer duas placas adjacentes entre as- ditas placas perpendiculares (41) definindo entre elas um canal de orientação de vento deconversão interna (43); onde as ditas placas perpendiculares (41) da dita unidade coletorade vento (4) são configuradas, de tal modo que o vento é guiado pelas ditas placas perpen-diculares (41) da dita unidade coletora de vento (4) para se deslocar pela dita primeira su-perfície lateral (521) das ditas pás (52) de dito membro de pás da dita unidade de pás (5)através dos ditos canais de orientação de vento (43) na dita unidade coletora de vento (4).

2. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fatode que a base (3) inclui um corpo-de base (30), um tubo de suporte (31) que se estendeascendentemente a partir de uma lateral superior do dito corpo de base (30) para permitir aextensão da dita extremidade inferior (512) da dita haste perpendicular (51) da dita unidadede pás (5) na dita base (3) através do dito tubo de suporte (31), e um anel (32) disposto en-tre uma superfície anular externa (5120) da dita extremidade inferior (512) da dita haste per-pendicular (51) da dita unidade de pás (5) e uma superfície anular exterior (311) do dito tubode suporte (31) da dita base (3).

3. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fatode cada uma das ditas placas perpendiculares (41) da dita unidade coletora de vento (4)possuir uma primeira porção de extremidade (411) próxima à dita unidade de pás (5) e quese estende em uma direção não radial, e uma segunda porção de extremidade (412), opostaà dita primeira porção de extremidade (411), e que é curvada de modo a formar um ânguloobtuso (Θ) entre as ditas primeira e segunda porções de extremidade (411,412).

4. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO ainda pe-lo fato do ângulo obtuso (θ) variar entre 135° a 165°.

5. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO ainda pe-lo fato da dita primeira porção de extremidade (411) de cada uma das ditas placas perpendi-culares (41) da dita unidade coletora de vento (4) possuir uma espessura que diminui gra-dualmente em direção à dita unidade de pás (5).

6. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO ainda pe-lo fato da dita primeira porção cre" extremidade (411) de cada uma das ditas placas perpendi-culares (41) da dita unidade coletora de vento (4) possuir uma primeira superfície plana(4111), e uma segunda superfície curvada (4112) oposta à dita primeira superfície plana(4111).

7. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO ainda pe-lo fato da dita primeira porção de extremidade (411) de cada uma de ditas placas perpendi-culares (41) da dita unidade coletora de vento (4) possuir primeira e segunda superfíciescurvadas e opostas (4113, 4114).

8. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO ainda pe-lo fato de cada uma das ditas placas perpendiculares (41) da dita unidade coletora de vento(4) possuir superfícies laterais curvadas e opostas (413, 414).

9. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fatoda dita unidade coletora de vento (4) ser composta adicionalmente por uma parede superior(49) montada nas extremidades superiores das ditas placas perpendiculares (41) e possuiruma superfície inferior (491) configurada com uma ranhura de posicionamento (492) quepermite extensão neste local da dita extremidade superior (511) da dita haste perpendicular(51) da dita unidade de pás (5), e que é definida por uma superfície angular interna (493) dadita parede superior (49), e um anel (40) disposto entre a dita superfície anular interna (493)da dita parede superior (49) e uma superfície anular externa (5110) da dita extremidade su-perior (511) da dita haste perpendicular (51) da dita unidade de pás (5).

10. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa-to da dita unidade coletora de vento (4) ser composta ainda por uma pluralidade de mem-bros conectores (42), cada um deles interconectando duas placas adjacentes corresponden-tes entre as ditas placas perpendiculares (41).

11. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO aindapelo fato de cada um dos ditos membros conectores (42) incluir uma pluralidade de placasconectores (422).

12. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa-to da dita unidade de pás (5) ser composta por uma pluralidade de ditos membros de páalinhados no eixo de rotação (X), as ditas pás perpendiculares (52) de cada um dos ditosmembros de pá sendo angularmente equidistantes, as ditas pás perpendiculares (52) dosditos membros de pá se diferenciando angularmente um do outro.

13. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO aindapelo fato de pelo menos um elevador (44) estar disposto de modo deslocável em uma dasditas placas perpendiculares (41) de dita unidade coletora de vento (4).

14. Equipamento (2), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa-to de pelo menos uma das ditas placas perpendiculares (41) da dita unidade coletora devento (4) possuir aindãUma pluralidade de degraus (45).