PT102139B - Barragem eolica destinada ao aproveitamento da energia eolica e sua transformacao em energia electrica - Google Patents

Barragem eolica destinada ao aproveitamento da energia eolica e sua transformacao em energia electrica Download PDF

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Description

DESCRIÇÃO
Barragem Eólica, para aproveitamento de energia eólica e sua transformação em energia eléctrica • Pretende-se com a presente invenção, um conceito avançado e inovador, em relação a todos os outros actualmente utilizados a nível industrial, (Moinhos de Vento), para aproveitamento da energia eólica.
• .A fim de de ser possível o aproveitamento integral do ventos de forças 2 a 10 (Escala de Beaufort), concluiu-se que o ideal, seria uma estrutura com o formato exterior de calote esférica, (Fig. I), permitindo assim ter, em simultâneo, uma grande superficie de exposição ao vento e uma dissipação uniforme de pressões, a que está sujeita.
CLASSIFICAÇÃO DO VENTO QUANTO Â VELOCIDADE
Apresenta-se a escala Beaufort que traduz uma apreciação da velocidade do vento.
escala beaufort VELOCIDADE EFEITOS FtSICOS
Força Tipo rn/s kra/h mph
0 Calma 0 - 0,3 0- 1 0- 1 Calma O fumo sobe na vertical
1 Brisa muito fraca 0,3- 1,5 1- 5 1- 3 Aprox. O fumo sofre um pequeno desvio
• 2 Brisa fraca 1,5- 3 6-11 4- 7 Aprox. Sente-se o vento
' 3 Brisa estabelecida 3,5- 5 12-19 8-12 Aprox. As folhas mexem
4 Brisa forte 5,5- 7 20-28 13-18 Aprox. As folhas pequenas são agitadas
5 Brisa boa 8 -10 29-38 19-24 Aprox. Assobio sensível
6 Vento fresco ll -13 39-49 25-31 Aprox. Grandes árvores agitadas
7 Vento forte 14 -17 50-61 32-38 Ramos partidos
8 Rajadas 18 -20 62-74 39-46 Telhas arrancadas
9 Rajadas fortes 21 -24 75-88 47-54 Árvores arrancadas
10 Tempestade 25 -28 89-102 55-63 Destruições...
11 12 Tempestade violenta Furacào 29 -32 33 103-117 118 km/h 64-72 72
• A título de exemplo e tendo em conta uma estrutura, com uma área útil de exposição ao vento de
10.000 m2 , temos os seguintes resultados expressos em Kg f:
m/s Km/h Kgf/m2 Kgf/10.000 m2
1 3.60 1.35 13,500.00
2 7.20 2.70 27,000.00
3 10.80 4.05 40,500.00
4 14.40 5.40 54,000.00
5 18.00 6.75 67,500.00
6 21.60 8.10 81,000.00
7 25.20 9.45 94,500.00
8 28.80 10.80 108,000.00
9 32.40 12.15 121,500.00
10 36.00 13.50 135,000.00
11 39.60 14.85 148,500.00
12 43.20 16.20 162,000.00
13 46.80 17.55 175,500.00
14 50.40 18.90 189,000.00
15 54.00 20.25 202,500.00
16 57.60 21.60 216,000.00
17 61.20 22.95 229,500.00
18 64.80 24.30 243,000.00
19 68.40 25.65 256,500.00
20 72.00 27.00 270,000.00
21 75.60 28.35 283,500.00
22 79.20 29.70 297,000.00
23 82.80 31.05 310,500.00
24 86.40 32.40 324,000.00
25 90.00 33.75 337,500.00
26 93.60 35.10 351,000.00
27 97.20 36.45 364,500.00
28 100.80 37.80 378,000.00
29 104.40 39.15 391,500.00
30 108.00 40.50 405,000.00
ANTECEDENTES PA INVENÇÃO
Os Parques Eólicos de “Moinhos de Vento” actualmente ao serviço, embora tecnológicamente avançados, sofrem de vários inconvenientes inerentes ao próprio sistema, e que passo a descriminar:
Número muito elevado, necessário para assegurar rentabilidade.
Preços bastante elevados por unidade.
Grandes áreas de terreno, necessárias, para a instalação de Parques Eólicos.
Impacto ambiental muito grande, “poluindo a paisagem”.
Manutenção permanente.
Aproveitamento de vento limitado, apenas a uma pequena gama de forças de vento.
A PRESENTE INVENÇÃO
As principais vantagens da presente invenção em relação aos clássicos “Moinhos de Vento” são:
• Grande capacidade de produção de energia eléctrica e rentabilidade • Aproveitamento de ventos de forças 2 a 10 (Escala de Beaufort”.
• Área de ocupação limitada ao tamanho da estrutura.
• Impacto ambiental reduzido • Ausência de ruídos e de interferências eléctricas • Ausência de manutenção permanente • Controle remote por meios informáticos.
• Preço de contração reduzido • Alteração do seu dimensionamento de acordo com as necessidades.
• Facilidade de construção • Número reduzido de peças móveis • Estrutura (em betão) (Figuras I, Π, ΙΠ e IV) com o formato exterior de calote esférica e interno de radial, permitindo maximizar a captação do vento, qualquer que seja o quadrante, donde este sopre e a dissipação uniforme das pressões exercidas pelo vento, suportando ventos de força 12 (Escala de Beaufort), assente numa base em betão (N°.Ref*. 7 da Fig. Π ).
• As Condutas Adutoras de admissão de vento ( N°.Ref*. 1 da Fig. Π ), encontram-se em toda a área da estrutura, exceptuando a Cúpula f N°.ReP. 11 da Fig. Π), existente na parte superior, a base da estrutura e a parte central do sistema e destinam-se essencialmente à condução do vento, desde o exterior às Junções (em aço) (NbRef*. 2 da Fig. Π ). têm mn formato interno de polígono rectangular e são dispostas helicoidalmente em relação à zona central da estrutura (na horizontal), sofrendo uma diminuição progressiva da sua secção (largura) à medida que se aproximam do interior, têm uma inclinação de cerca de 5%.
• As Junções (em aço) ( N°.Ref. 2 da Fig. Π ) , destinam-se a servir de charneira entre as Condutas Adutoras de Admissão de vento em betão ( N°.Ref°. 1 da Fig. Π ) e os Anéis Tubulares Centrais (em aço) (No.Ref. 3 da Fig. H). permitindo a aceleração dos fluxos, devido à redução do diâmetro.
• As Válvulas de Controle de Admissão de fluxos ( N°.Ref*. 5 da Fig. Π ). são do tipo “Borboleta” e encontram-se, colocadas no interior das Junções ( N°.Ref*. 2 da Fig.II ) . em posição vertical , permitindo apenas a admissão de fluxos do exterior para o interior, sendo controladas por um computador central.
• A Válvula de Controle de Segurança ( N°.Ref*. 8 da Fig. Π ), tipo “Borboleta”, encontra-se colocada no interior da Conduta de Segurança ( No.Ref*. 8 da Fig.n ), em posição vertical, e destina-se a desviar os fluxos para o exterior da estrutura, em caso de necessidade (excesso de fluxos, manutenção, etc.).
• Os Anéis Tubularesa Centrais (em aço) (N°.Ref*, 3 da Fig, Π), têm um formato de serpentina (em espiral), desenvolvem-se desde a parte superior, à inferior da estrutura ( nível 0),e destinamse a receber os fluxos, provenientes de todas as Junções (N°.Rer. 2 da Fig. Π ), e a enviá-los ao Grupo Turbina / Gerador ( N°.Ref*. 6 da Fig. Π ).
• Parede de Suporte Circular (em betão) ( N°.Ref*. 4 da Fig. Π ), destina-se ao suporte dos Anéis Tubulares Centrais (N0.Ref*. 3 da Fig. Π ) , e de divisão entre estes e a Área Central da estrutura.
• A Conduta de Escape (em aço) (N°.Ref*. 10 da Fig. Π), destina-se à condução dos fluxos para o exterior da estrutura, após terem accionado Grupo Turbina / Gerador (N°.Ref*. 6 da Fig. Π ).
• A Conduta de Segurança (N°.Ref*. 9 da Fig. Π). destina-se à protecçâo do sistema, existindo uma Válvula de Controle de Segurança ( No.Ref. 8 da Fig. Π ). no seu interior, em posição vertical, do tipo “Borboleta”, que desvia os fluxos do Grupo Turbina/Gerador (N°.Ref*. 6 da Fig. Π), quando considerados excessivos ou em caso de necessidade de manutenção, permitindo a paragem total do Grupo /Turbina Gerador (No.Ref*. 6 da Fig. Π) • Grupo /Turbina Gerador ( NIRcf*. 6 da Fig. Π1, encontra-se situado na área central, nível 0, tem como função a transformação da energia eólica, em energia mecânica, e esta, por sua vez em energia eléctrica.
• O Sistema de Controle, encontra-se na Área Central do nível 0, consiste num computador com software adequado, equipamento electrónico para controle de pressão de entrada de fluxos e de direcção do quadrante do vento , Válvulas de Controle de Admissão de fluxos (N°.Ref*. 5 da Fig. Π) e Válvula de Segurança (N°.Ref*. 8 da Fig. Π).
• Cúpula (material transparente) encontra-se na parte superior da estrutura, destina-se à iluminação da Área Central da estrutura, com luz natural.

Claims (8)

  1. Reinvindicações
    A invenção refere-se a uma Barragem eólica, destinada ao aproveitamento da energia eólica e sua transformação em energia eléctrica.
    1 - Barragem eólica, caracterizada por ser estrutura em betão, compacta, com formato exterior de calote esférica e radial no seu interior, com vários andares, apresentando no exterior, apenas as entradas das Condutas Adutoras de Admissão de vento (N°.ReP. 1 da Fig. Π), intervaladas pelas paredes e pavimentos das próprias Condutas Adutoras de Admissão de vento (N°.Ref“. 1 da Fig. Π), distribuídas por toda a área útil da estrutura, com excepção da sua base assente numa laje em betão (N°.ReP. 7 da Fig. Π) e a Cúpula (N°.Ref“. 11 da Fig. Π) existente na parte superior da estrutura, e interiormente por um conjunto de Condutas Adutoras de Admissão de vento (N°.Ref*. 1 da Fig. Π), dispostas helicoidalmente em relação à zona central da estrutura (na horizontal), pelas Junções (N°.Ref*. 2 da Fig. Π) que se encontram nas extremidades de todas as Condutas Adutoras de Admissão de vento (N°.ReP. 1 da Fig. Π), contendo Válvulas de Controle tipo “Borboleta” (N°.ReP. 5 da Fig. Π) , existentes no interior das Junções (N°.Ref“. 2 da Fig. Π) , pelo conjunto de Anéis Tubulares Centrais (em aço) (N°.Ref*. 3 da Fig. Π) com o formato de uma serpentina (em espiral) que se desenvolvem, desde a parte superior da estrutura à inferior, recebendo os fluxos provenientes de todas as Junções (N“.Ref“. 2 da Fig. Π) ,ligando-se à extremidade entre a Conduta de Segurança (N°.ReP. 9 da Fig. D) e a entrada para o Grupo Turbina/Gerador (N°.ReP. 6 da Fig. Π), pela Parede de Suporte Circular (em betão) ( N°,ReP. 4 da Fig. II), que se destina ao suporte dos Anéis Tubulares Centrais ( N°.Ref*. 3 da Fig, Π ), pela Válvula de Segurança (N°.Ref. 8 da Fig. Π), existente no interior da extremidade da Conduta de Segurança (N°.Ref“. 9 da Fig. Π), pelo Grupo Turbina/Gerador (N°.Ref*. 6 da Fig. H), pela Conduta de Escape (N°.Ref. 10 da Fig. Π) de fluxos, existente na saída Grupo Turbina/Gerador (N°.Ref“. 6 da Fig. Π) e finalmente pela Cúpula (N°.Ref“. 11 da Fig. Π), existente na parte superior da estrutura, destinada a iluminar a Área Central, com luz natural.
  2. 2 - Barragem eólica, caracterizada por possuir um conjunto de Condutas Adutoras de Admissão de vento (N°.Ref*. 1 da Fig. H) , de acordo com a reinvindicação 1, com uma secção interna rectangular e uma disposição helicoidal em relação ao centro da estrutura, (na horizontal) e que se desenvolvem desde o exterior da estrutura ao interior da mesma, com o estreitamento progressivo da sua secção (largura).
  3. 3 - Barragem eólica, caracterizada por possuir um conjunto de Junções (em aço) (N°.ReF. 2 da Fig. Π), de acordo com a reinvindicação 1, existentes nas extremidades das Condutas Adutoras de Admissão de vento (N°.Ref*. 1 da Fig. Π) , passando de formato de polígono rectangular para o formato cilíndrico, possuindo no seu interior uma válvula do tipo “Borboleta”, para controle dos fluxos , servindo de charneira entre as Condutas Adutoras de Admissão de vento (N°.Ref*. 1 da Fig. Π), de acordo com a reinvindicação 2, e os Anéis Centrais (N°.Ref*. 3 da Fig. Π), de acordo com a reinvindicação 4.
  4. 4 - Barragem eólica, caracterizada por possuir um conjunto de Anéis Tubulares (em aço), caracterizado (N°.ReF. 3 da Fig. Π), de acordo com a reinvindicação 1, pelo seu formato ser de uma serpentina (em espiral), tendo como finalidade, o de receber os fluxos provenientes de todas as Junções (N°.Ref. 2 da Fig. Π), de acordo com a reinvindicação 3, até à extremidade entre a Conduta de Segurança (N°.Ref“. 9 da Fig. Π) e a entrada para o Grupo Turbina/Gerador (N°.Ref“. 6 da Fig. Π)
  5. 5 - Barragem eólica, caracterizada por possuir Parede de Suporte Circular (em betão) £ N°,Ref*. 4 da Fig. Π ), de acordo com a reinvindicação 1 e que se destina ao suporte dos Anéis Tubulares Centrais ( N^Ref*. 3 da Fig. Π) , de acordo com a reinvindicação 4, e de separação entre estes e Área Central do sistema.
  6. 6 - Barragem eólica, caracterizada por possuir uma Conduta de £scape (em aço) (N°.ReP. 10 da Fig. Π), de acordo com a reinvindicação 1, disposta helicoidalmente em relação à zona central da estrutura e que se destina à condução dos fluxos para o exterior , após passagem pelo Grupo Turbina/Gerador (N°.Ref*. 6 da Fig. Π), de acordo com a reinvindicação 1.
  7. 7 - Barragem eólica, caracterizada por possuir uma Conduta de Segurança (em aço) ( N°.Ref*. 9 da Fig. Π). de acordo com a reinvindicação 1, disposta helicoidalmente em relação à zona central da estrutura e que se destina a desviar para o exterior os fluxos que se dirigem para o Grupo Turbina/Gerador (N°.Ref*. 6 da Fig. Π), de acordo com a reinvindicação 1. ao ser accionada a Válvula de Controle, do tipo “Borboleta” ( N°.Ref*, 8 da Fig. H ). existente no seu interior (extremidade), quando possam por em risco o sistema ou ainda em caso de necessidade de manutenção.
  8. 8 - Barragem eólica, caracterizada por possuir uma Cúpula ( N°.Rer. 11 da Fig, Π ) (em material transparente), de acordo com a reinvindicação 1, na parte superior da estrutura, e destinada à iluminação da Área Central com luz natural.
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