PT105274A - Gerador eólico vertical escalável - Google Patents

Abstract

A INVENÇÃO É UMA COMBINAÇÃO DE: CANALIZADOR DOS VENTOS (A), TURBINA (B), GERADOR PMA (C) E SUPORTE (D). O CANALIZADOR (A) E O SUPORTE (D) PODEM-SE ADAPTAR À ESCALA, CONDIÇÕES DE VENTO E CONSTRUÇÃO MANTENDO PRINCÍPIOS E PROPORÇÕES. O CANALIZADOR (A) É UMA ESTRUTURA QUE RECOLHE VENTO DE QUALQUER DIRECÇÃO. SUBCONJUNTOS DO CANALIZADOR (A) EM ESTRUTURA MÓVEL PARA ADAPTAR-SE À DIRECÇÃO DO VENTO PERMITEM VARIANTES PARA GERADORES PEQUENOS. AS BOCAS DE VENTO (G) E OS COLECTORES DE VENTO (H) ASSENTAM NUMA ESTRUTURA PREFERENCIALMENTE OCTOGONAL (I) E DEVEM MANTER A GEOMETRIA ENTRE SI, COM A TURBINA, COM AS ESCAPATÓRIAS (J) PARA O VENTO JÁ UTILIZADO E COM OS SEPARADORES DE VENTO (K) INTERNOS. O SUPORTE PODE VARIAR DESDE COLUNAS (L) A CONSTRUÇÕES COMPLEXAS. A TURBINA BASEIA-SE EM DUAS PÁS PRINCIPAIS (N) E MINI-PÁS PERIFÉRICAS (O) DE TAMANHO E ORIENTAÇÃO PRECISOS. A TURBINA É ACOPLADA AO PMA.

Description

DESCRIÇÃO

Gerador Eólico Vertical Escalável

ÁREA TÉCNICA DA INVENÇÃO 1. A área técnica em que se insere a invenção é a dos geradores eólicos verticais de inspiração Savonius. 2. Estes tipos de dispositivos têm sido preteridos pela indústria em geral não só em favor dos geradores eólicos horizontais (os predominantes) mas também por outras variantes de geradores verticais. 3. Isto deve-se ao baixo rendimento atribuído aos geradores de inspiração Savonius. No entanto são dispositivos que se destacam pela sua simplicidade (inclusive de construção) e funcionamento intuitivo havendo hoje um interesse renovado, embora ainda sem grande enfoque industrial, por este tipo de dispositivos no que respeita a produzir pequenas quantidades de energia. 4. No caso da presente invenção o que pesou na escolha por este tipo de dispositivos foi exactamente a simplicidade em termos tecnológicos que nos pareceu a mais adequada para uma solução que se queria principalmente dirigida a países emergentes e regiões de baixa tecnologia.

ESTADO DA TÉCNICA 1. Os grandes problemas que este tipo de Turbinas coloca e que era necessário solucionar eram os seguintes: a) Uma grande limitação ao diâmetro da Turbina, derivado da conjugação de 2 factores: a necessidade de atingir rotações significativas ainda que relativamente baixas, na ordem das 150 a 300 rotações por minuto (para produzir energia eléctrica com geradores de electricidade de imanes permanentes, correntemente designado no mercado por PMA (Permanent Magnet Alternator) , de baixa rotação típicos do mercado, já que para outras utilizações poderão ser menos rotações); e a velocidade das pás (melhor, da extremidade das pás), pela forma como interagem com o vento, estar muito limitada pela velocidade do mesmo. Sem mecanismos multiplicadores que complicam e encarecem o produto, só com baixos diâmetros se conseguem as rotações pretendidas. Mas baixos diâmetros implicam pouca recolha de vento e consequente 1 produção de energia. b) 0 aproveitamento de apenas parte do vento que atinge a Turbina, já que o vento também atinge as pás quando estas avançam contra o vento, constituindo isso um efeito negativo. Grosseiramente, numa Turbina Savonius tradicional só se "aproveita" 50% do vento. c) Havendo disponíveis vários estudos credíveis e aprofundados sobre o comportamento deste tipo de Turbinas, acontece que a necessidade adiante justificada de se combinar a Turbina com canalizadores de vento, modifica substancialmente as condições envolventes da Turbina em relação à generalidade dos estudos, obrigando a usar esses estudos com reservas (embora sejam de grande utilidade) e a ter conceber novas soluções com base em investigações e experimentação própria. 2. A solução, consubstanciada na descrição que se segue, passou pela concepção de um dispositivo com Canalizadores de Vento para resolver os problemas a) e b) atrás referidos. Recolhendo mais vento que o permitido pelo diâmetro da Turbina consegue-se que esta mantenha diâmetros pequenos, e assim atinja as rotações necessárias. A recolha de mais vento também significa maior potência gerada. Por outro lado através da canalização do vento podemos eliminar o efeito negativo do vento nas pás que avançam contra o vento e desviar esse vento "negativo" para empurrar as pás de forma positiva. 3. Note-se que para além dos mecanismos multiplicadores de velocidade que descartamos à partida, também havia uma outra solução que seria o crescimento da Turbina em altura. Aumentando a altura podia-se aumentar a recolha de vento sem prejudicar o alcançar das rotações necessárias. A questão é que o aumento em altura coloca problemas técnicos complexos porque a altura amplia grandemente as oscilações e vibrações recolocando a necessidade de materiais e máquinas ferramenta especiais. 4. Por outro lado a canalização do vento também coloca problemas. No que respeita aos canalizadores em si, ao canalizar vento para uma Turbina de dimensões bastante mais reduzidas vai provocar-se uma aceleração do vento, que é bom, mas ao mesmo tempo vai aumentar-se a pressão no interior do canalizador. A partir de um certo limite a pressão vai ser um obstáculo ao vento que tenderá a rodear o canalizador e o dispositivo como um todo. Por outro lado o vento assim acelerado que chega às pás, às quais passa parte da sua energia cinética, tem de poder escapar-se facilmente. 2 5.Neste contexto, a solução encontrada e que consubstancia a presente invenção foi a que apresentamos na descrição a seguir. 6.É uma solução inovadora na medida em que a combinação dos elementos e o desenho dai resultante, quer global quer de partes essenciais, é novo. É uma solução com aplicação industrial na medida em que foi experimentado e é fazivel com custos muito competitivos e até com materiais comuns, havendo o propósito de a produzir e comercializar logo que possível.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO 1. A presente invenção resulta de um trabalho que visou conceber um Gerador Eólico: a) Cujo desenho pudesse ser aplicável a dimensões muito diferentes e inclusive à integração em construções habitacionais, industriais e outras; b) Pudesse ser fácil de construir em termos de tecnologia, máquinas ferramenta e materiais; c) Tivesse um benefício / custo económico, social e ecológico elevado.

Sendo que, como adiante veremos, os benefícios atrás referidos foram potenciados pelo desenho, tecnologia e materiais com que se pode concretizar a solução encontrada. 0 benefício económico foi potenciado pelo facto da solução encontrada permitir recolher maiores quantidades de vento para geração de energia do que as soluções tradicionais com custos comparativos bem menores. 0 benefício social específico, para além do que resulta do económico que torna o bem em causa (electricidade) mais acessível, reside na possibilidade de poder envolver recursos e participações locais na sua construção, implementação e manutenção. 0 benefício ecológico tem por base não só a produção de energia a partir de uma fonte renovável não fóssil, como os materiais com que o dispositivo é construído e a forma como é possível organizar a sua produção. 2. Destes objectivos resultou a decisão de explorar os princípios das Turbinas de eixo vertical do tipo Savonius. Isto tendo em conta nomeadamente: 3 a) 0 seu principio de funcionamento intuitivo (já era conhecido na antiguidade) , fácil de compreender e explicar; b) Não precisarem de materiais sofisticados e a facilidade na sua construção, implementação e manutenção, nomeadamente pela baixa rotação e desenho das Turbinas, que não exigem materiais especialmente resistentes e/ou de desenho difícil e pela não necessidade de torres altas de suporte; c) 0 de serem compatíveis com ventos de menor velocidade; d) A melhor adaptação a canalizadores de vento podendo, inclusive, adaptarem-se a irregularidades no terreno e a construções que acelerem o vento; e) Proporcionarem uma melhor solução ecológica, integrando-se melhor na paisagem, produzirem pouco ruído e serem mais facilmente evitáveis pelos pássaros, podendo estar mais junto das construções habitacionais, industriais e outras e até poderem ser integrados com elas. 3. A invenção assim obtida (as letras "a" a "p" referem a figura IA) é uma combinação de: Canalizador dos Ventos (a), Turbina (b) , Gerador PMA (c) e Suporte (d) . 0 Canalizador dos Ventos (a) e o Suporte (d) podem-se adaptar à escala, condições de vento e construção mantendo princípios e proporções. 3.1. 0 Canalizador dos Ventos (a) é uma estrutura fixa que recolhe vento de qualquer direcção. Consiste num conjunto de túneis dispostos em volta da Turbina (b) , que afunilam em direcção a esta, visando recolher e acelerar o vento para movimentação da mesma. Com esta canalização aumenta-se substancialmente a força do vento na zona da turbina para a mesma superfície das pás. Capta-se portanto um volume de vento muito maior do que aquele que a dimensão da Turbina só por si permitiria. 3.2. Cada um dos túneis atrás referido é constituído por um Colector de Vento (h) e uma Boca de Vento (g). 0 Colector de Vento é a parte do túnel que afunila e Boca de Vento é a parte final do túnel que visa optimizar a orientação do vento em relação às pás da turbina, sendo esta parte de paredes paralelas. No interior destes túneis existem um ou mais Separadores de Vento (k) que visam optimizar a recolha (oferecendo melhores ângulos de entrada) e o escoamento do vento, diminuindo a turbulência. 3.3. As Bocas de Vento (g) devem manter a proporção entre si e com a Turbina (b) . Têm de ser simétricas, preferencialmente em número de 8 e conduzir o vento paralelo 4 a um diâmetro e preferencialmente com um desvio de 20% em relação ao eixo central da Turbina, de forma a actuar mais na periferia da pá para aumentar o torque. O seu comprimento é igual ou maior que a sua largura e pelo menos um dos Separadores de Vento (k) deve chegar á saída da Boca de Vento (g) dividindo-a, neste caso ao meio. 3.4. A estrutura fixa do Canalizador de Ventos (a) é portanto constituída por vários subconjuntos de Colectores (h) e respectivas Bocas de Vento (g) que assentam numa Placa preferencialmente octogonal (i), correspondendo cada lado do octógono a cada entrada de um Colector de Vento (h) . As entradas destes Colectores, no caso preferencial em número de 8, ficam justapostas para que o vento só possa penetrar na estrutura entrando e sendo canalizado pelos Colectores. 3.5. O vento canalizado e acelerado em relação à Turbina (b) , tem de ter Escapatórias (j) adequadas para sua saída após a transferência de energia cinética para a Turbina, stas Escapatórias são constituídas quer pelos túneis opostos à direcção do vento, ou seja os túneis por onde o vento não está a entrar no momento, quer por escapatórias desenhadas especificamente para o efeito, espaços entre os túneis. 3.6. O Canalizador de Ventos (a) atrás referido fornece portanto a energia cinética á Turbina (b). Este fornecimento pode também ser assegurado por apenas um subconjunto do Canalizador, isto é, só alguns Colectores, desde que se consiga assegurar que as Bocas de Vento dos Colectores desse subconjunto estejam sempre viradas para o lado de onde sopra o vento. Para esse efeito a estrutura desse subconjunto tem de ser móvel (e) e reagir á força do vento consoante as mudanças de direcção orientando as Bocas de Vento para o mesmo. Para esse efeito a estrutura do subconjunto está fixa e move-se á volta de um eixo colocado do lado da entrada dos Colectores do subconjunto em causa. Esta variante móvel é especialmente adequada a geradores mais pequenos. 3.7. 0 aproveitamento da energia cinética do vento proveniente do Canalizador é feito por uma Turbina consiste em duas Pás Principais (n) opostas e várias Mini-pás intercalares periféricas. As Pás Principais (n) vão do centro até à extremidade paralelas a um diâmetro, são planas em 75% a 80% do seu comprimento e têm uma curvatura convexa em relação ao vento na sua periferia. Estas pás estão separadas junto ao eixo por uma distância de 20 a 25% do raio. As Mini-pás periféricas (o) são simétricas, planas ou convexas, preferencialmente em número de seis, mas podendo haver mais para grandes dimensões. Estas Mini-pás cobrem, a partir da periferia, 33% do raio da Turbina e são orientadas preferencialmente ao meio da Pá Principal oposta, convexa em 5 relação às mesmas. 3.8. 0 movimento de rotação da Turbina (b) é transmitindo a um gerador de electricidade de imanes permanentes, correntemente designado no mercado por PMA (Permanent Magnet Alternator) e que transforma a energia mecânica em eléctrica. Assume-se que este dispositivo é obtido no mercado não fazendo portanto parte, em si, da presente invenção. No entanto tendo em vista que a presente invenção assenta numa turbina de relativamente baixa rotação e que se pretende que o movimento seja transmitido ao PMA por acoplagem fixa e directa sem mecanismos multiplicadores, têm de ser PMAs também de baixa rotação eficientes com poucas centenas de rotações por minuto. Existem já vários modelos no mercado com estas caracteristicas e a custo relativamente baixo. 3.9. As componentes atrás referidas têm de ser suportadas por uma estrutura que lhes dê alguma distância do solo. Este Suporte (d) pode variar desde Colunas (1) a Construções Complexas (m) . As Colunas (1) podem ser relativamente baixa o que é uma vantagem deste tipo de geradores. Tipicamente 3 metros poderão ser suficientes. Poderão ainda ser reforçadas com espias para assegurar a resistência necessária á força dos ventos locais. As Construções Complexas (m) referem-se á colocação do Gerador em construções como por exemplo em telhados e terraços. Poderão por isso variar bastante de acordo com a construção em causa, devendo no entanto permitir sempre o acesso do vento sem obstruções e saída do mesmo pelas Escapatórias (j) .

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS 1.0 presente invento é seguidamente descrito em pormenor, sem carácter limitativo e a título exemplificativo, por meio de sua forma de realização preferida, representadas nos desenhos anexos, nos quais:

Fig.lA - é uma representação em perspectiva esquemática e simplificada de uma concretização do Gerador de acordo com o invento, numa instalação fixa para ventos de todas as direcções.

Fig.lB - é uma representação em perspectiva esquemática e simplificada de uma concretização do Gerador de acordo com o invento, numa instalação móvel para se orientar de acordo com a direcção do vento.

Fig.lC - é uma representação em perspectiva esquemática e 6 simplificada de uma concretização do Gerador de acordo com o invento, numa instalação que contempla a integração em edifícios.

Fig.lD - é uma representação em perspectiva esquemática e simplificada de uma concretização do Gerador de acordo com o invento, numa instalação alternativa em que a Base está no topo.

Fig.2 - é uma representação em perspectiva esquemática de uma concretização do Gerador de acordo com o invento, numa instalação móvel, com detalhe sobre a Turbina e o Canalizador dos Ventos.

Fig.3 - é uma representação em perspectiva esquemática de uma concretização do Gerador de acordo com o invento, com detalhe sobre a Turbina e os Suportes.

DESCRIÇÃO DA CONCRETIZAÇÃO PREFERIDA (as letras "a" a "p" referem componentes do desenho principal e os números "1" a "20" referem componentes dos desenhos específicos desta descrição) 1. Para a concretização de um dispositivo com base nesta invenção deve ser tido em conta, como referido no resumo, que a invenção é uma combinação de: Canalizador dos Ventos (a), Turbina (b), Gerador PMA (c) e Suporte (d).

Estas partes devem ser construídas / obtidas de forma autónoma e depois interligadas para formarem o dispositivo.

Para continuação da presente descrição vamo-nos apoiar em mais 2 desenhos. Um de um módulo do Canalizador do Ventos (a) e outro da Turbina (b). Em ambos os casos deve ser evidenciada a concepção modular em peças em ordem à industrialização da sua produção em pequena ou grande escala. 2. O Suporte (d) e o PMA (c) (adquirido no mercado, de baixa rotação, que faça por exemplo 20 a 100 Watts entre as 100 e as 300 rotações) deve ser o primeiro conjunto a considerar, tendo em vista a assemblagem final pois é preciso ter em conta que o desenho do PMA (c) e a forma de o fixar (que são determinados pelo fabricante do mesmo) determina a forma concretizar a ligação do PMA (c) ao Suporte (d).

Por outro lado a base do Canalizador dos Ventos (a) (estrutura octogonal à volta da Turbina (b) ) será também fixada ao conjunto Suporte + PMA voltando o desenho do PMA a influir na forma de concretizar a fixação. 7 0 Canalizador dos Ventos (a) é composto por Módulos que devem ser construídos autonomamente para fins de industrialização -são iguais - e depois fixados na referida estrutura octogonal (i) nas posições indicadas.

Finalmente a Turbina (b) será fixada no veio do PMA rodando com ele. Todo o conjunto fica então fixo excepto a Turbina que roda com o eixo. É importante que o PMA e o seu eixo sejam bastante resistentes para segurar a Turbina em rotação. Para os protótipos realizados foram usados PMAs seleccionados tendo em conta a robustez do conjunto e do veio, passível de ser prolongado, para segurar a Turbina.

No entanto se se verificar necessário, tal como assinalado na Figura 3, pode-se reforçar a estabilidade da Turbina com guias em aço que acompanhem a turbina pelo lado de fora (em gaiola) e forneçam um outro ponto de apoio à turbina (para além do veio do PMA na base) no topo da mesma (um veio fixado nas guias e entrando num orifício com pouca fricção no centro do topo da Turbina). 3. Como também referido e para ter em conta na concretização dos dispositivos, o Canalizador dos Ventos (a) e o Suporte (d) podem-se adaptar à escala, condições de vento e construção mantendo princípios e proporções. Escalas maiores, na medida em que a Turbina em si tem limitações de diâmetro, não pode crescer muito, por causa das rotações pretendidas, são obtidas sobretudo à custa do aumento do Canalizador dos Ventos. Como referido isto tem limites e devem ser consideradas as seguintes orientações: a) Para turbinas de diâmetros entre 40 a 80 cm, os mais típicos para produção de centenas de Watts hora a poucos KW hora, o diâmetro do dispositivo poderá variar tipicamente de 1 a 10 metros e a altura de 0.5 a 3 metros. Ventos mais fracos possibilitam e até exigem dimensões do Canalizador de Ventos proporcionalmente maiores para obter a mesma potência. Para mais potência terão de se pensar em diâmetros e dimensões globais maiores o que implicará menos rotações e PMAs à medida para isso. b) As dimensões exactas dependerão da combinação entre as potências comerciais pretendidas, os regimes de ventos esperados e a optimização do aproveitamento dos materiais, embalagens e meios de transporte para a sua distribuição.

Para a presente concretização preferida propõe-se um dispositivo com 40 cm de diâmetro da Turbina com 1.2 metros de diâmetro total (com o Canalizador de Ventos) e 0.6 metros de altura que configuraria o nosso Modelo Base. 8 4. 0 Canalizador dos Ventos (a) é uma estrutura fixa que recolhe vento de qualquer direcção. É composto pelas Bocas de Vento (g) e pelos Colectores de Vento (h) assentes sobre uma Estrutura preferencialmente Octogonal (i).

Esse será o modelo adaptável a todas as escalas e condições de vento derivado da sua muito maior robustez. Um subconjunto do canalizador de ventos (a), com preferencialmente 3 módulos, em estrutura móvel (e) para se adaptar à direcção do vento, permite uma variante para geradores pequenos (f). Por exemplo, o Modelo Base atrás referido, para ventos não muito violentos e com constantes variações de direcção, pode ser implementado nesta variante poupando-se bastante material e tornando-o mais leve e transportável.

Esta variante é em particular aconselhável para Micro Modelos transportáveis com diâmetros de Turbina de 2 0 cm (60 cm com o Canalizador) e altura até 60 cm ocupando um volume no máximo de 60 x 60 x 60 cm. 5. As Bocas de Vento (g) devem manter a proporção entre si e com a Turbina (b) . Na figura 2 apresenta-se um módulo do Canalizador de Ventos (1) orientado em relação à Turbina (2) . É composto pela Boca de Vento (3) e pelo Colector de Vento (4) havendo internamente um ou mais Separadores de Vento (5) . Também se apresenta uma visão sucinta de vários módulos adjacentes (6) para evidenciar as Escapatórias (7) para o vento já utilizado e a necessidade dos Separadores de Vento face aos ângulos desfavoráveis (8) do ataque do vento em relação às paredes de alguns dos Colectores (h) .

Na produção em massa o Canalizador de Ventos (a) é constituído por módulos absolutamente iguais. Na produção à medida poderá haver adaptações à construção em que se pretende integrá-lo, sobretudo no que respeita ao Colector de Ventos. É preciso um cuidado especial na colocação das Bocas de Vento que têm de ser simétricas, preferencialmente em número de 8, e conduzir o vento na direcção certa tal como indicado no resumo e visualizado na figura 2. Atente-se a que a largura da Boca é inferior ao raio da Turbina em cerca de 20% e as suas paredes são paralelas a um diâmetro da Turbina, sendo que o prolongamento de uma é tangencial ao circulo da Turbina e o prolongamento da outra tem um desvio (9) preferencialmente de 20% em relação ao eixo central de forma a actuar mais na periferia da pá para aumentar o torque.

As Bocas de Vento (3) são túneis e o seu comprimento deverá ser igual ou maior que a sua largura para que o vento seja bem orientado em relação à Turbina. Esta boa orientação é obtida 9 em articulação com os Separadores de Vento (5) sendo que pelo menos um deve atravessar o túnel até à sua extremidade dividindo-o ao meio. A separação entre as bocas é essencial para escapatória dos ventos já utilizados. 6. Os Colectores de vento (h) devem manter a geometria, em particular as Escapatórias (j) para o vento já utilizado bem como os Separadores de Vento (k) internos.

Como se vê na figura 2 o Colector abre para formar o lado de um octógono (11) o que, dada a posição requerida para a Boca de Vento a que está ligado, provoca uma assimetria dos lados, implicando algum cuidado e rigor no desenho do Colector. A profundidade do Colector deverá ser preferencialmente igual ou maior que o dobro da profundidade da Boca de Vento, para que os ângulos das paredes sejam mais favoráveis à direcção do vento. Os Colectores juntam-se nos vértices do octógono mas entre eles existe uma abertura para ajudar o vento já utilizado a escapar pelas escapatórias (j). 0 vento, dado a forma do dispositivo, entra em mais que um Colector. Em alguns deles o vento ao entrar vai de encontro às paredes do Colector segundo um ângulo pouco favorável (8). Assim a inclusão dos Separadores de Vento (5) proporcionam ângulos mais favoráveis (10) para boa parte do vento e fazem diminuir a turbulência melhorando a alimentação das Bocas de Vento. Para grandes dimensões deverão existir mais Separadores. 7. O Suporte é a construção necessária para suportar o equipamento e pode variar desde Colunas (1) a Construções Complexas (m). Esta é uma das partes mais variáveis do dispositivo global. No entanto há uma parte relativamente fixa que é a que suporta o PMA e a Turbina. Estas partes que designaremos Suporte Base (12) são basicamente: uma gaiola (13) com uma Caixa na base para o PMA e dispositivos eléctricos básicos associados necessários para proporcionar a saida da energia; um Suporte (14) para guiar a Turbina, a que o topo da Turbina está ligado para evitar as oscilações; um Suporte para a Base do Canalizador dos Ventos que conforme esteja em baixo (15) ou na variante de topo exigirá adaptações diferentes mas óbvias da estrutura; e um Suporte (16) para fixar na Coluna (17) que é usada neste exemplo. A estabilidade da Coluna pode ser reforçada com Espias (18) se necessário.

Este sistema de uma única Coluna, eventualmente com Espias, é adequado para as pequenas dimensões e para a presente concretização preferencial. Para grandes dimensões outros tipos de suporte devem ser usados e em particular o 10

Canalizador de Ventos deve ter um suporte próprio e separado do suporte do PMA e da Turbina. 8. A Turbina baseia-se em duas Pás Principais (n) opostas e várias Mini-pás intercalares periféricas. Na figura 3 mostra-se mais em detalhe a Turbina. As Pás Principais (n) vão do centro até à extremidade paralelas a um diâmetro, são planas em 75% a 80% do seu comprimento e têm uma curvatura convexa em relação ao vento na sua periferia. Estas pás estão separadas junto ao eixo por uma distância de 20 a 25% do raio. As Mini-pás periféricas (o) são simétricas, planas na presente concretização para facilidade de construção. São em número de seis nesta concretização.

As Mini-pás (20) estão situadas simetricamente na periferia da Turbina a 45°, 90° e 135° graus da Pá Principal, cobrindo a partir da periferia 33% do raio da Turbina e orientadas preferencialmente ao meio da Pá Principal oposta. Se a Turbina for de grandes dimensões e consequentemente menor velocidade de rotação, poderão ser incluídas Mini-pás adicionais intercalares para melhor aproveitamento do vento.

Para a presente concretização preferencial sugerem-se materiais comuns fáceis de obter, cortar e colar e duráveis como o acrílico ou PVC. A Turbina (b) está directamente acoplada ao PMA, mais propriamente ao seu veio que faz rodar. É uma ligação rígida e não há qualquer dispositivo multiplicador de velocidade, girando em conjunto à mesma velocidade. 9. O PMA (c) e dispositivos complementares para produção da electricidade (controladores e adaptadores de saída). Embora fazendo parte integrante do Gerador Eólico serão usados o que é tipicamente disponibilizado no mercado e não são objecto de qualquer reivindicação na presente invenção.

Em termos da concretização preferida pretende-se um PMA com saída de corrente contínua a 12 V nomeadamente apto a carregar baterias. 10. Em conclusão, com base nesta descrição poderá ser concretizado um Modelo Base preferencial.

No entanto para efeitos finais de industrialização é importante ter em conta a estratégia a escolher para abordar o mercado, por exemplo se se vai apostar em pequenos modelos com grandes produções, ou se em modelos maiores ou mesmo à medida dos Clientes e eventualmente integrados em construções, e, claro, ter em conta o investimento fabril necessário e 11 possível em ordem a construir os Geradores Eólicos pretendidos.

Note-se que no que respeita a materiais, excepto no que respeita aos PMA que provavelmente numa primeira fase terão de ser dos existentes no mercado, se pode basear a construção em madeiras, aglomerados, PVC, coberturas em tecido ou materiais similares, ou mesmo alguns módulos de plástico se tiver em vista grandes produções. Em maior escala pode-se trabalhar à medida com os materiais de construção correntes, da alvenaria às estruturas metálicas.

Lisboa, 9 de Junho de 2011 12

REIVINDICAÇÕES 1. Gerador Eólico Vertical Escalável caracterizado por combinar: Canalizador dos Ventos (a), constituído por Colectores de vento (h) em forma de túneis, á volta da Turbina (b), que captam, aceleram e direccionam o vento para a Turbina (b) de eixo vertical, acoplada ao Gerador de electricidade de imanes permanentes (c) , estando estes elementos fixos numa estrutura de suporte. 2. Gerador de acordo com reivindicação 1, caracterizado por um Canalizador dos Ventos (a) que é uma estrutura fixa de túneis dispostos á volta da turbina caracterizando-se esses túneis por uma entrada de dimensão maior que a salda para a Turbina (b) . 3. Gerador de acordo com reivindicação 1, caracterizado por usar um subconjunto do Canalizador dos Ventos (a), com preferencialmente três Bocas de Vento (g), em estrutura móvel (e) ajustada para poder adaptar-se à direcção do vento (f). 4. Gerador de acordo com reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por o Canalizador dos Ventos (a) que tem como elemento distintivo Bocas de Vento (g) , que são túneis rectangulares preferencialmente em número de oito, dispostas de forma simétrica à volta e junto à Turbina, preferencialmente com largura inferior ao raio da Turbina em 20% e o comprimento igual ou maior à largura, separadas entre si para permitir a escapatória do vento, e cujas paredes são paralelas a um diâmetro da Turbina, sendo que o prolongamento de uma das paredes é tangencial ao circulo da Turbina e o prolongamento da outra tem um desvio preferencial de 20% em relação ao centro da Turbina. 5. Gerador de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o Canalizador dos Ventos (a) ter como outro elemento distintivo os Colectores de Vento (h) que alimentam as Bocas de Vento atrás referidas, que abrem para fora em funil e juntam-se uns aos outros pelas suas margens formando um polígono preferencialmente octogonal, existindo no interior do Colector, Separadores de Vento (k) pelo menos um e em maior número à medida que a dimensão aumenta. 6. Gerador de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a Turbina se basear em duas Pás Principais (n) opostas, que vão do centro até à extremidade, paralelas a um diâmetro, planas em 75% a 80% do seu comprimento e com uma curvatura convexa em relação ao vento na sua periferia, separadas junto ao eixo por uma distância de 20 a 25% do raio, e com a adição 1

Claims (4)

1. RE IVIND IGÃ.ÇÔES 1, Gerador· Eólico Vertical Escalávêl caracterizado por combinar: Canalizador doe Ventos (a), constituído por Colectóres de vento (h) dm forma de túneis, â. voltá da Turbina :Cb), que captam, aceleram è direccianem o vento para a Turbina (b) cie eixo vertical, acoplada ao Gerador de elec trio idade de imanes per manentes (c) , estando estes elementos· fixos numa. estrutura de suporte,· e que é caracterizado por o Canalizador cies Ventos (a) que tem como elemento distintivo^ Bocas de Vento Cg), que são túneis rect angu lares pr.ef erencialmente em núfterõ de oito, dispostas de forma simétrica à volta e junto à. Turbina, preferensiaimente com largura Inferior ao raio da Turbina em 20% o o comprimento igual ou maior à largura, separadas entre si para permitir a escapatória do vento, e cuias paredes são paralelas a um diâmetro da Turbina, sendo que o prolongamento de; uma das paredes é tangencial ao circulo da Turbina s o prolongamento da outra tem um desvio preferencial de 2Q% em relação ao centro da Turbina,:
2. 2, Gerador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o Canalizador dos Ventos (a) ter como outro elemento distintivo os Co Lee toros de Vento íh) que alimentam as Bocas de Vento atrás referidas, que abrem para fora em funil e juntam-se uns aos outros pelas suas margens formando um polígono preferencialmente octogonal, existindo no interior do; Colector, Separadores; de Vento (k.) pelo: menos um & em maior número a medida que a. dimensão aumenta.;
3. 3, Gerado, r d:e acorda dom. a. reivindicação 1 e 2, ca rap te rizsdo por a Turbina se basear em, duas Pês Principais (n) opostas, que vão do centro até à extremidade·,: paralelas a um diâmetro, planas em 7&| a 80·) do seu comprimento e- dam. uma .curvatura convexa em relação ao venta na sua. periferia, separadas junto: ao eixo po:;r uma distância de GQ a 251 do: raio:;, e com. a adição de Miní-pãs periféricas la) simétricas, planas ou. convexas,, preferendialmente em número d© sei a, mas podendo haver ma is Mini-pâs intercalares para grandes dimensões, cobrindo a partir da periferia 33% do raio da Turbina e orientadas preferencialmente ao meio da Pá Principal convexa em relação às mesmas >
4. 4, Gerador do acordo com rc i v.í nd i cação 1, caracter izado por usar um subconjunto do Canalizador dos Ventos (a), com pref erencialmente três Bocas de Vento. íg) ©· respectivos Colectores de Vento (h.) , em estrutura móvel (©} ajustada para poder adaptar-se à direcçãò. do vento ('£} . Lisboa, 0 9 de Setembro de 2011 1 de Mini-pás periféricas (o) simétricas, planas ou convexas, preferencialmente em número de seis, mas podendo haver mais Mini-pás intercalares para grandes dimensões, cobrindo a partir da periferia 33% do raio da Turbina e orientadas preferencialmente ao meio da Pá Principal convexa em relação às mesmas. Lisboa, 9 de Fevereiro de 2011 2