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TEFE – Turbina de Energia Foto-Eólica

Projeto da Feira de Ciências
by

Vitor Sternlicht

on 8 October 2012

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Transcript of TEFE – Turbina de Energia Foto-Eólica

TEFE Turbina de Energia Foto-Eólica desenvolvimento Vitor Martes Sternlicht orientação Prof. Vicente Romeu Longo 9A - número 31 você sabe qual é o TAMANHO de uma TURBINA EÓLICA ? DIÂMETROS DE 40 A 90 METROS 100 METROS DE ALTURA 900 TONELADAS Questão-problema É possível criar uma turbina eólica cujas pás sejam feitas (ou revestidas) de um material fotovoltaico, com o objetivo de somar à produção de energia eólica uma porcentagem de energia solar, aumentando assim a eficiência do mecanismo? Hipótese Eu acredito em que seja possível criar a turbina proposta, pois já existem placas solares feitas com materiais que podem ser dobrados para se adequar ao formato aerodinâmico das pás, e, além disso, as usinas oferecem um grande espaço para a aplicação do mecanismo de energia solar. Terei de enfrentar váriáveis como a direção e força do vento, além da posição do Sol, mas, em teoria, a tecnologia nos oferece recursos suficientes para isso e, portanto, a ideia é "possível". pesquisas realizadas Variable speed control of wind turbines using nonlinear and adaptive algorithms Y.D. Song et al. / J. Wind Eng.
Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 85 (2000) 293-308 Esse artigo apresenta algoritmos explorando a variável velocidade do vento em usinas eólicas, que deverei levar em conta durante meu projeto.
O controle automático é um dos fatores mais importantes na conversão do vento para energia elétrica, de modo que é sempre interessante investigar técnicas mais avançadas de fazê-lo para aumentar a sua eficiência. Ventos do Sul Energia http://ventosdosulenergia.com.br/highres.php Acesso em 14/06/12, às 17h. Este é o site dos Parques Eólicos de Osório, no Rio Grande do Sul, o maior complexo eólico da América Latina.
Ele contém alguns dados sobre a contrução das usinas eólicas e foi uma importante fonte de estatísticas nessa área.
Além disso, é um exemplo de parque eólico brasileiro que pode até ser visitado em etapas futuras do projeto. Inovação Tecnológica Acesso em 14/06/12, às 17h. http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=celula-solar-emite-luz Este site fala sobre uma pesquisa americana que comprovou que LEDs podem ser utilizados na produção de energia elétrica no lugar de células fotovoltaicas e são mais eficientes.
Os pesquisadores disseram que quanto mais prótons o LED é capaz de emitir, maior é a tensão que ele pode gerar.
Essa é uma técnica que eu posso utilizar para implementar o sistema solar nas pás da turbina eólica. Estadão - Fazendas eólicas 'aquecem' temperatura local, diz estudo Acesso em 14/06/12, às 17h. http://www.estadao.com.br/noticias/internacional%2cfazendas-eolicas-aquecem-temperatura-local-diz-estudo%2c867142%2c0.htm Segundo esta notícia do Estado de São Paulo, um estudo feito no Texas mostrou que as fazendas eólicas "aquecem" a temperatura local.
As turbinas das usinas eólicas liberam ar quente ao nível do solo e isso acarreta em mudanças climáticas.
Eu acho que posso implementar um mecanismo termoelétrico na torre (cujo diâmetro tem que ser grande para sustentar a turbina) para transformar esse calor em energia e devolver o ar mais frio à atmosfera. O aproveitamento da energia eolica F.R. Martins1, R.A. Guarnieri e E.B. Pereira http://www.scielo.br/pdf/rbef/v30n1/a05v30n1.pdf Acesso em 14/06/12, às 17h. Esse artigo apresentou dados não somente sobre o funcionamento das turbinas eólicas, mas também sobre a origem e movimentação das massas de ar.
Como também deverei considerar a posição do Sol ao juntar essas duas formas de se obter energia, será importante compreender sua relação com as massas de ar através de uma visão geográfica. Acesso em 17/06/12, às 19h. Neste site, do MIT, foi publicado mais um avanço na área do desenvolvimento de células solares plásticas. Uma célula solar de polímero criada por pesquisadores da Universidade da Califórnia conseguiu quebrar o recorde atual de eficiência, captando 10,6% da luz do Sol.
Para o desenvolvimento deste trabalho, será necessária uma célula como esta, de polímero, que seja flexível o suficiente para se adequar ao design das pás eólicas. Um Salto para Frente em Células Solares Plásticas http://www.technologyreview.com.br/read_article.aspx?id=39783 Acesso em 17/06/12, às 20h. Essa dissertação de mestrado, da POLI-USP, explora métodos de fabricação de uma célula solar a partir de um polímero específico, além de sua caracterização.
É de extrema importância encontrar pesquisas brasileiras nessa área, pois o acesso fica facilitado pela proximidade física.
Foi detalhada, aqui, mais uma forma de criar células solares plásticas, que deverá se levada em conta para o estabelecimento do método que será adotado neste trabalho. Fabricação e caracterização de uma célula solar à partir do polímero poli (N-vinilcarbazol) - PVK dopado com perclorato de lítio. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-25092008-115103/publico/Dissertacao_Mestrado_USP_Daniel_Augusto_Prado_rev_1.pdf Metodologia criação de um projeto

compra dos materiais

construção de um protótipo

coleta e análise de dados

melhorias na eficiêcia Lista de materiais placa solar TEFE Turbina de Energia Foto-Eólica desenvolvimento Vitor Martes Sternlicht orientação Prof. Vicente Romeu Longo 9o A - número 31 você sabe qual é o TAMANHO de uma TURBINA EÓLICA ? DIÂMETROS DE 40 A 90 METROS 100 METROS DE ALTURA 900 TONELADAS Questão-problema É possível criar uma turbina eólica cujas pás sejam feitas (ou revestidas) de um material fotovoltaico, com o objetivo de somar à produção de energia eólica uma porcentagem de energia solar, aumentando assim a eficiência do mecanismo? Hipótese Eu acredito em que seja possível criar a turbina proposta, pois já existem placas solares feitas com materiais que podem ser dobrados para se adequar ao formato aerodinâmico das pás, e, além disso, as usinas oferecem um grande espaço para a aplicação do mecanismo de energia solar. Terei de enfrentar váriáveis como a direção e força do vento, além da posição do Sol, mas, em teoria, a tecnologia nos oferece recursos suficientes para isso e, portanto, a ideia é "possível". pesquisas realizadas Variable speed control of wind turbines using nonlinear and adaptive algorithms Y.D. Song et al. / J. Wind Eng.
Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 85 (2000) 293-308 Esse artigo apresenta algoritmos explorando a variável velocidade do vento em usinas eólicas, que deverei levar em conta durante meu projeto.
O controle automático é um dos fatores mais importantes na conversão do vento para energia elétrica, de modo que é sempre interessante investigar técnicas mais avançadas de fazê-lo para aumentar a sua eficiência. Ventos do Sul Energia http://ventosdosulenergia.com.br/highres.php Acesso em 14/06/12, às 17h. Este é o site dos Parques Eólicos de Osório, no Rio Grande do Sul, o maior complexo eólico da América Latina.
Ele contém alguns dados sobre a contrução das usinas eólicas e foi uma importante fonte de estatísticas nessa área.
Além disso, é um exemplo de parque eólico brasileiro que pode até ser visitado em etapas futuras do projeto. Inovação Tecnológica Acesso em 14/06/12, às 17h. http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=celula-solar-emite-luz Este site fala sobre uma pesquisa americana que comprovou que LEDs podem ser utilizados na produção de energia elétrica no lugar de células fotovoltaicas e são mais eficientes.
Os pesquisadores disseram que quanto mais prótons o LED é capaz de emitir, maior é a tensão que ele pode gerar.
Essa é uma técnica que eu posso utilizar para implementar o sistema solar nas pás da turbina eólica. Estadão - Fazendas eólicas 'aquecem' temperatura local, diz estudo Acesso em 14/06/12, às 17h. http://www.estadao.com.br/noticias/internacional%2cfazendas-eolicas-aquecem-temperatura-local-diz-estudo%2c867142%2c0.htm Segundo esta notícia do Estado de São Paulo, um estudo feito no Texas mostrou que as fazendas eólicas "aquecem" a temperatura local.
As turbinas das usinas eólicas liberam ar quente ao nível do solo e isso acarreta em mudanças climáticas.
Eu acho que posso implementar um mecanismo termoelétrico na torre (cujo diâmetro tem que ser grande para sustentar a turbina) para transformar esse calor em energia e devolver o ar mais frio à atmosfera. O aproveitamento da energia eolica F.R. Martins1, R.A. Guarnieri e E.B. Pereira http://www.scielo.br/pdf/rbef/v30n1/a05v30n1.pdf Acesso em 14/06/12, às 17h. Esse artigo apresentou dados não somente sobre o funcionamento das turbinas eólicas, mas também sobre a origem e movimentação das massas de ar.
Como também deverei considerar a posição do Sol ao juntar essas duas formas de se obter energia, será importante compreender sua relação com as massas de ar através de uma visão geográfica. Acesso em 17/06/12, às 19h. Neste site, do MIT, foi publicado mais um avanço na área do desenvolvimento de células solares plásticas. Uma célula solar de polímero criada por pesquisadores da Universidade da Califórnia conseguiu quebrar o recorde atual de eficiência, captando 10,6% da luz do Sol.
Para o desenvolvimento deste trabalho, será necessária uma célula como esta, de polímero, que seja flexível o suficiente para se adequar ao design das pás eólicas. Um Salto para Frente em Células Solares Plásticas http://www.technologyreview.com.br/read_article.aspx?id=39783 Acesso em 17/06/12, às 20h. Essa dissertação de mestrado, da POLI-USP, explora métodos de fabricação de uma célula solar a partir de um polímero específico, além de sua caracterização.
É de extrema importância encontrar pesquisas brasileiras nessa área, pois o acesso fica facilitado pela proximidade física.
Foi detalhada, aqui, mais uma forma de criar células solares plásticas, que deverá se levada em conta para o estabelecimento do método que será adotado neste trabalho. Fabricação e caracterização de uma célula solar à partir do polímero poli (N-vinilcarbazol) - PVK dopado com perclorato de lítio. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-25092008-115103/publico/Dissertacao_Mestrado_USP_Daniel_Augusto_Prado_rev_1.pdf Metodologia criação de um projeto

compra dos materiais

construção de um protótipo

coleta e análise de dados

melhorias na eficiêcia Lista de materiais placa solar
feita/comprada?
silício/polímero?
turnina eólica
feita/comprada?
tamanho? EM DESENOLVIMENTO melhorias na eficiêcia
criação da apresentação planejamento Junho Setembro Agosto seleção e compra dos materiais construção de um protótipo
coleta e análise de dados ... + turnina eólica silício
polímero
LED
filme fotovoltaico ? TESTES resultados o movimento de rotação não interfere substancialmente na eficiência das placas solares
embora alcancem elevadas tensões, os LEDs não fornecem correntes superiores a alguns microamperes, o que inviabiliza seu uso conclusão É possível fixar placas solares na estrutura de uma turbina eólica e obter energia dos dois sistemas, porém, ainda não é certo se o custo de produção seria acessível.

Pretende-se continuar o projeto, fazendo mais testes com mecanismos fotovoltaicos, e avaliar a eficiência total do mecanismo, além de calcular a porcentagem de energia que as placas solares adicionariam à produção eólica, concluindo se a ideia é viável.
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