Material teórico – extra

11 dez

              Referencial Teórico

  1. Como funciona a energia eólica

      Pode ser difícil considerá-lo assim, mas o ar é um fluido como qualquer outro, exceto que suas partículas estão na forma gasosa em vez de líquida. Quando o ar se move rapidamente, na forma de vento, essas partículas também se movem rapidamente.

Esse movimento significa energia cinética, que pode ser capturada como a energia da água em movimento é capturada por uma turbina em uma usina hidrelétrica. No caso de uma turbina eólica, as pás da turbina são projetadas para capturar a energia cinética contida no vento.

O resto é praticamente idêntico ao que ocorre em uma hidrelétrica: quando as pás da turbina capturam a energia do vento e começam a se mover, elas giram um eixo que une o cubo do rotor a um gerador. O gerador transforma essa energia rotacional em eletricidade. Fundamentalmente, gerar eletricidade a partir do vento é só uma questão de transferir energia de um meio para outro.

Figura 1: Usina eólica

 
 

Toda a energia eólica começa com o sol. Quando o sol aquece uma determinada área de terra, o ar ao redor dessa massa de terra absorve parte desse calor. A certa temperatura, esse ar mais quente começa a se elevar muito rapidamente, pois um determinado volume de ar quente é mais leve do que um volume igual de ar mais frio.

As partículas de ar que se movem mais rápido (mais quentes) exercem uma pressão maior do que as partículas que se movem mais devagar, de modo que são necessárias menos delas para manter a pressão normal do ar em uma determinada elevação. Quando este ar quente mais leve se eleva subitamente, o ar mais frio flui rapidamente para preencher o espaço vazio deixado. Este ar que velozmente preenche o espaço vazio é o vento.

Se você colocar um objeto – como uma pá de rotor – no caminho desse vento, o vento irá empurrá-la, transferindo parte de sua própria energia de movimento para a pá. É assim que uma turbina eólica captura a energia do vento. A mesma coisa acontece com um barco à vela. Quando o ar se move empurrando a barreira da vela, faz o barco se mover. O vento transferiu sua própria energia de movimento para o barco à vela.

A turbina de energia eólica mais simples possível consiste em três partes fundamentais:

  • Pás do rotor: as pás são, basicamente, as velas do sistema. Em sua forma mais simples, atuam como barreiras para o vento (projetos de pás mais modernas vão além do método de barreira). Quando o vento força as pás a se mover, transfere parte de sua energia para o rotor;
  • Eixo: o eixo da turbina eólica é conectado ao cubo do rotor. Quando o rotor gira, o eixo gira junto. Desse modo, o rotor transfere sua energia mecânica rotacional para o eixo, que está conectado a um gerador elétrico na outra extremidade;
  • Gerador: na essência, um gerador é um dispositivo bastante simples, que usa as propriedades da indução eletromagnética para produzir tensão elétrica, uma diferença de potencial elétrico. A tensão é, essencialmente, “pressão” elétrica: ela é a força que move a eletricidade ou corrente elétrica de um ponto para outro. Assim, a geração de tensão é, de fato, geração de corrente. Um gerador simples consiste em ímãs e um condutor. O condutor é um fio enrolado na forma de bobina. Dentro do gerador, o eixo se conecta a um conjunto de imãs permanentes que circunda a bobina. Na indução eletromagnética, se você tem um condutor circundado por imãs e uma dessas partes estiver girando em relação à outra, estará induzindo tensão no condutor. Quando o rotor gira o eixo, este gira o conjunto de imãs que, por sua vez, gera tensão na bobina. Essa tensão induz a circulação de corrente elétrica (geralmente corrente alternada) através das linhas de energia elétrica para distribuição.

              2. Como construir um aerogerador 100W

          Este circuito baseia-se num motor de 220 VDC, 5A usado nas passadeiras rolantes de ginástica, pode usar um outro qualquer motor de corrente contínua procedendo aos ajustes necessários para se adaptar ás pás da turbina. Pode usar um qualquer outro motor desde que debite pelo menos 1 Volt.

Introdução:

  A segurança é mais importante que a electricidade, execute os circuitos usando o maior cuidado possível. Os geradores eólicos podem ser perigosos quando expostos a ventos fortes as peças móveis podem produzir estragos. Salvaguarde a sua segurança e a segurança do ambiente circundante.

Montagem

  • Tubo 90Cm, 1″ Diâmetro
  • Centro de parabólica 2”

Motor

  • 260 VDC, 5 A Ex: Motor de uma passadeira rolante
  • 30 – 50 Amp Díodos ou ponte rectificadora 
  • 2 x 5/16” x ¾”  Anilhas
  • 3″ X 28 Cm tubo de PVC

Pá de Orientação

  • 1 m2 (aprox) Plástico Rígido ou Metal
  • 2 X ¾” Parafusos auto-roscantes – P.Porco

Lâminas – Pás

  • Tubo de 24″ por 8″ PVC  (se for resistente a UV, não necessita de o pintar)

PREPARAÇÃO

Cortar as Pás – o tubo permite cortar 5×2  pás.

  1. Utilize um tubo de PVC  numa superfície lisa e corte tiras rectangulares iguais.
  2. Entre extremos opostos corte em diagonal deixando 30mm até ao vértice.

Verifique a figura

Verifique a curvatura das futuras lâminas do gerador.

O  ângulo de ataque (leading) edge deve ser arredondado de modo a oferecer menor resistência ao ar,  o ângulo de saída (tailing) edge wants deve ser agudo de modo a que o ar possa sair sem dificuldade..

Arestas vivas devem ser removidas

O motor deve ser aparafusado ao apoio central e fixo no tubo de suporte, é importante que o eixo do motor esteja perfeitamente equilibrado em elação ás pás.

Verifique a curvatura das futuras lâminas do gerador.

O  ângulo de ataque (leading) edge deve ser arredondado de modo a oferecer menor resistência ao ar,  o ângulo de saída (tailing) edge wants deve ser agudo de modo a que o ar possa sair sem dificuldade..

Arestas vivas devem ser removidas

O motor deve ser aparafusado ao apoio central e fixo no tubo de suporte, é importante que o eixo do motor esteja perfeitamente equilibrado em elação ás pás.

 



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RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

11 dez

GERADOR EÓLICO – DATA 01/12/2010 – SEMANA N°10

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA: É tempo para os preparativos finais… Após a finalização do projeto, iremos realizar os testes.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA: Conseguimos finalizar a montagem, após finalmente adquirimos o gerador… Porém após realizarmos alguns testes na quarta percebemos que o nosso gerador eólico não iria funcionar.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS: Apresentar o projeto.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS: Girar o gerador elétrico com velocidade suficiente para que houvesse produção significativa de energia; manter o eixo do projeto no prumo.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR: Todos os materiais práticos foram obtidos… Porém após testes percebemos que deveríamos ter pensado num sistema com roldanas e correias para a base de forma a amplificar a rotação das pás na transferência do movimento para o gerador elétrico.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR: Não foram mais necessários quaisquer materiais teóricos.

7. CONTATOS A REALIZAR: Não foram mais necessários quaisquer ajudas externas.

8. IDEIAS A EXPLORAR: O que poderíamos ter feito melhor para que o projeto funcionasse.

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE: Não haverá aula na próxima semana.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES: Não terão outras aulas.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA: Cumprimos bem o cronograma.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO: A montagem foi concluida, embora não tenha funcionado como planejado.

13. OBSERVAÇÕES E COMENTÁRIOS GERAIS: Embora nosso gerador eólico não tenha cumprido sua função, a montagem foi bem executada e ficou visualmente muito bonita. Deveríamos ter planejado melhor nosso cronograma afim de poder consertar os erros após os testes, caso algo desse errado como foi o caso. Aproveitamos o tempo que sobrou para levantar hipóteses de onde poderíamos ter melhorado e para concluir tanto o relatório final, quanto o relatório técnico e a apresentação.

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

24 nov

GERADOR EÓLICO – DATA 24/11/2010 – SEMANA N°9

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA: Continuar a montagem, realizando, principalmente, a ligação entre os rolamentos. Comprar o gerador.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA: Continuação da montagem, compra do gerador e ligação.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS: Finalizar a montagem. Realizar testes.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS: Ligação dos rolamentos e encontrar o gerador.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR: Gerador; engrenagens.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR: Não são mais necessários quaisquer materiais teóricos.

7. CONTATOS A REALIZAR: Alguém que nos ajude na ligação dos rolamentos.

8. IDEIAS A EXPLORAR: Qual é o meio mais eficaz de ligar os dois rolamentos.

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE: Realização dos testes finais.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES: Apresentação.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA: Consideramos que o nosso grupo está cumprindo o cronograma.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO: A montagem está em processo de execução.

13. OBSERVAÇÕES E COMENTÁRIOS GERAIS: Esperamos que a montagem funcione conforme o esperado e que os testes sejam positivos.

 

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

17 nov

GERADOR EÓLICO – DATA 17/11/2010 – SEMANA N°8

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA: Trazer os materiais propostos para continuarmos a montagem que foi iniciada na aula anterior.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA: Os membros da equipe foram instruídos a trazer os materiais necessários a continuação da montagem; dentre estes materiais estão incluídos pedaços de bambu, tubo de pvc, arame, motor, entre outros.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS: Finalizar a montagem, mas para isso, conseguir o restante dos materiais.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS: Montagem do projeto para realizarmos os testes.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR: Gerador; engrenagens.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR: Não são mais necessários quaisquer materiais teóricos.

7. CONTATOS A REALIZAR: Alguém que nos ajude na parte de soldagem.

8. IDEIAS A EXPLORAR: A montagem dará certo? Quando poderemos realizar os testes?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE: Aquisição do restante dos materiais e finalização da montagem.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES: Testes iniciais.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA: Consideramos que o nosso grupo está cumprindo o cronograma.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO: A montagem está em processo de execução.

13. OBSERVAÇÕES E COMENTÁRIOS GERAIS: Esperamos que a montagem funcione conforme o esperado.

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

17 nov

GERADOR EÓLICO – DATA 10/11/2010 – SEMANA N°7

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA: Conseguir os materiais restantes.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA: Discutimos o que ainda está faltando para nossa montagem, principalmente em relação a parte elétrica.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS: Iniciar a montagem e conseguir alguns materiais.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS: Montagem do projeto, aquisição do gerador.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR: Motor; engrenagens; tubos de PVC para as hélices.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR: Não são mais necessários quaisquer materiais teóricos.

7. CONTATOS A REALIZAR: Nenhum por enquanto.

8. IDEIAS A EXPLORAR: A montagem dará certo?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE: Aquisição do restante dos materiais e montagem.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES: Testes iniciais.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA: Consideramos que o nosso grupo está cumprindo o cronograma.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO: A montagem foi iniciada na sala de aula.

13. OBSERVAÇÕES E COMENTÁRIOS GERAIS: Esperamos que a montagem seja bastante simplificada, graças a qualidade dos materiais adquiridos.

 

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

4 nov

GERADOR EÓLICO – DATA 03/11/2010 – SEMANA N°6

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA: Conseguir o restante dos materiais.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA: Compramos os materiais para a montagem, ainda falta conseguir o motor (gerador) e parte elétrica.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS: Iniciar a montagem e conseguir as outras peças.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS: Montagem do projeto, aquisição do gerador.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR: Motor; engrenagens; um rolamento; tubos de PVC para as hélices.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR: Não são mais necessários quaisquer materiais teóricos.

7. CONTATOS A REALIZAR: Professor de Fenômenos de Transporte

8. IDEIAS A EXPLORAR: A montagem será mesmo funcional?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE: Compra do restante dos materiais e montagem.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES: Testes iniciais.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA: Consideramos que o nosso grupo esta cumprindo bem o cronograma pois tiramos um sábado para adiantar o processo.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO: A montagem será iniciada a qualquer momento.

13. OBSERVAÇÕES E COMENTÁRIOS GERAIS: A montagem será bastante simplificada, graças a qualidade dos materiais adquiridos.

 

ORÇAMENTO DO PROJETO

27 out
  1. Rolamentos 1: doação
  2. Rolamento 2: R$6,00
  3. Barra de ferro: R$ 10,00 por metro
  4. Cano de PVC: doação
  5. Gerador: R$ 30,00
  6. Fio: R$ 5,00 por metro
  7. Lâmpada: R$ 5,00
  8. Polia: R$ 5,00
  9. Corrente da polia: R$ 3,00
  10. Conjunto de circuito elétrico: R$10,00
  11. Suporte metálico: doação

 

Total estimado: R$ 79,00 (com 10% de acréscimo)