PT106719A - Turbina eólica de eixo vertical para enquadramento em meio urbano - Google Patents

Abstract

O INVENTO PROCURA RESOLVER A FALTA DE ENQUADRAMENTO URBANO DE TURBINAS EÓLICAS SEM DETRIMENTO DO RENDIMENTO ACEITÁVEL NA PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA. O INVENTO TEM COMO OBJETIVO A SUA CONSTRUÇÃO POR MÓDULOS CILÍNDRICOS, SEMPRE IGUAIS, ACOPLADOS AXIALMENTE, CONTUDO SEM EIXO ESTRUTURAL. O INVENTO É CONSTITUÍDO POR MÓDULOS SUCESSIVAMENTE DESLOCADOS AXIALMENTE, COM ÂNGULOS IGUAIS RELATIVAMENTE AO PRECEDENTE. A SOBREPOSIÇÃO DOS ELEMENTOS ACOPLADOS POR ENCAIXES GUIA E APERTADOS ENTRE SI, É GERADORA DE ESTABILIDADE ESTRUTURAL SUFICIENTE PARA RESPONDER À SUA FUNCIONALIDADE SEM RECURSO A ELEMENTOS DE REFORÇO ADICIONAL. A POTÊNCIA ELÉTRICA GERADA É PROPORCIONAL, PARA UM MESMO DIÂMETRO, AO NÚMERO DE ELEMENTOS SOBREPOSTOS. AS PÁS INTERNAS DE CADA MÓDULO, DISPOSTAS SEGUNDO UM PLANO VERTICAL, SÃO CONSTITUÍDAS POR UMA SUPERFÍCIE ANTERIOR , EXECUTADA A PARTIR DE CANAIS COM CONFIGURAÇÃO HIPERBÓLICA, E UMA SUPERFÍCIE POSTERIOR , LISA. ESTA CONFIGURAÇÃO É RESPONSÁVEL POR UM DIFERENCIAL ACRESCIDO ENTRE A ENERGIA ABSORVIDA NO MOVIMENTO POSITIVO E UMA MENOR PERDA DE ENERGIA NO MOVIMENTO NEGATIVO.

Description

DESCRIÇÃO "TURBINA EÓLICA DE EIXO VERTICAL" A turbina (1) eólica vertical tipo Savonius onde se vai aplicar o objecto da patente é constituida por vários módulos (2) cilíndricos sobrepostos constituídos por pás (3) com elementos móveis. Esta arquitetura poderá ter o número de módulos (2) que se pretenda por forma a atingir a potência necessária. Os módulos (2) são acoplados uns aos outros e rodam em conjunto segundo um eixo (6) vertical imaginário. 0 módulo inferior é acoplado a um gerador de energia elétrica. Cada módulo (2) é deslocado angularmente relativamente ao anterior por forma a que seja sempre oferecida pelo menos uma superfície transversal ao fluxo de ar. Os canais (14) de geometria variável (ver a Fig. 5) têm uma forma dada por elementos que rodam sobre eixos próprios por forma a apresentarem sempre o ângulo mais conveniente relativamente à posição da pá e ao fluxo de ar. A turbina (1) eólica destina-se à geração de energia eléctrica. Trata-se de uma turbina de arquitetura vertical sem eixo de rotação fisico e de configuração variável. A turbina (1) é formada por módulos (2) sobrepostos rodados angularmente entre si conforme esquematicamente ilustrado nas Fig. 1, 5 e 6.

Cada módulo (2) é formado por um conjunto de pás (3) formando canais (14) de geometria variável cuja forma é dada por elementos móveis comandados por servomotores (4) . Cada servomotor (4) produz um movimento de rotação no respetivo 1 elemento por forma a que este esteja em cada instante colocado na posição mais conveniente em função da posição de rotação do módulo e da direção do fluxo de ar.

As pás (3) encontram-se fixas ao módulo (2) e rodadas de 120° umas relativamente às outras. A base (7) de cada módulo (2) é formada por uma bolacha (5), que serve de cobertura ao mecanismo do módulo anterior ou da flange de ligação ao gerador elétrico dependendo da posição deste. A Fig. 3 mostra pormenores de uma vista em corte do módulo (2) .

Na Fig. 3 pode ver-se o veio (13) do elemento, e restantes elementos da bolacha (5) .

Conforme descrito anteriormente, estes módulos (2) são fixos entre si e o conjunto é acoplado a um gerador elétrico através do módulo inferior. A vantagem deste tipo de turbinas (1), de eixo (11) vertical, relaciona-se com as facilidades da sua instalação e permanente orientação relativamente à direcção do vento.

Uma desvantagem é, em geral, o seu menor rendimento relativamente às turbinas de eixo horizontal, uma vez que toda a superfície se encontra exposta ao vento no sua rotação circular. 2

Acontece que a estrutura de módulos (2) rodados angularmente entre si e o sistema de pás (4) com elementos de posição variável, minimiza as suas desvantagens. A vista explodida do módulo (2) na Fig. 4 permite visualizar os detalhes de construção do mesmo e aspetos da sua montagem, onde estão representados os principais elementos constituintes do módulo (2), tais como servomotor (4), polia (8) e correia (9) de transmissão e cabo (10) eléctrico, topo (11) e base (3) de módulo, pás (3), bolacha (5) de ligação de módulos e copos (12) batentes/fixação de pás. A turbina (1) objecto da invenção tem como objectivo conseguir uma construção muito simples e de custos reduzidos, uma multiplicidade de configurações a partir de elementos modulados, tudo conjugado para um rendimento acrescido na aquisição da potência adquirida na Ia parte da rotação da turbina, movimento rotacional de ida como descrito acima e uma redução das perdas no lado de retorno ou seja o semicírculo da 2a parte da rotação da turbina, retorno, para contrariar a desvantagem da sua configuração. A forma final da turbina é cilíndrica, naquilo que é a sua figura externa e resulta da sobreposição de módulos (2) também, na forma externa, cilíndricos.

Todos os elementos determinam, por via dos encaixes, a verticalização e concentricidade do conjunto cilíndrico da turbina. O limite do número de elementos relaciona-se unicamente com o limite estrutural da turbina final segundo uma relação que não 3 pode ultrapassar, na configuração final com os elementos sobrepostos: altura inferior a três vezes o diâmetro dos elementos. A turbina (1) é aplicada e apertada, de forma concêntrica, sobre um prato receptor, que se encontra interligado, segundo um eixo (6) vertical, ao gerador eléctrico.

Lisboa, 24 de Março de 2015 4

Claims (4)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Turbina (1) eólica de eixo (6) vertical, para geração de energia elétrica, compreendendo módulos (2) cilíndricos sobrepostos, sendo cada módulo (2) constituído por um conjunto de pás (3) rodadas de 120° umas relativamente às outras, caracterizada por o conjunto de pás (3) formar canais (14) de geometria variável cuja forma é dada por elementos móveis comandados por servomotores (4).
2. 2. Turbina (1) eólica de acordo com a reivindicação 1, caraterizada por os referidos módulos (2) serem deslocáveis angularmente entre si.
3. 3. Turbina (1) eólica de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caraterizada por cada módulo (2) compreender uma base (7) formada por uma bolacha (5) .
4. 4. Turbina (1) eólica de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizada por possuir uma altura inferior a três vezes o diâmetro dos módulos (2). Lisboa, 24 de Março de 2015 1