Avaliação do desempenho de um aeromotor de eixo vertical

Abstract

Esta dissertação apresenta o desenvolvimento, construção e avaliação de desempenho de um aeromotor de eixo vertical. Os ventos no local de instalação tiveram sua velocidade variando entre 1,4 m/s a 7 m/s. O modelo do aeromotor construído foi o Darrieus com três pás de perfil aerodinâmico constante. O rotor possui 3 m de diâmetro e a torre 6 m de altura. O perfil utilizado na construção das pás foi o NACA 0018-53, com bordo de ataque modificado. Este perfil apresenta o coeficiente de sustentação maior que o perfil padrão sem apresentar aumento significativo no coeficiente de arrasto. Foi adicionado um slot na parte traseira das pás visando baixar a velocidade de partida. A velocidade de partida média observada foi de 1,7 m/s. Com vento de 7 m/s o aeromotor desenvolveu 63 rpm no eixo. A potência máxima registrada foi de 82 W a 35 rpm sob a incidência de um vento de 4,6 m/s. Nesta condição, o coeficiente de potência máximo alcançado foi de 0,31 e a velocidade de ponta de pá (TSR) foi de 1,2. O equipamento se mostrou adequado ao local de instalação mesmo desenvolvendo baixos valores de potência final

This dissertation presents a vertical axis wind turbine development, construction and performance evaluation. At the installation site, the wind speed ranged from 1.4 m/s up to 7 m/s. A Darrieus type rotor with constant aerodynamic profile has been built with a three-blade rotor and 3 meters of diameter on a tower 6 m high. The NACA 0018-53 profile has been used with modified leading edge. This profile has increased lift coefficient in comparison to the standard profile and has not presented significant higher drag coefficient. It has been added a slot at the trailing edge of each blade aiming to drop down the start up wind speed. The average start up wind speed was 1.7 m/s. Under a wind speed of 7 m/s the wind turbine has developed 63 rpm. The maximum power measured was 82 W at 35 rpm with a wind speed of 4.6 m/s. At this condition, the power coefficient has reached 0.31 and the tip speed ratio (TSR) 1.2. The equipment proved to be suitable for the installation site even does not developing high power output