Publicação: Turbinas eólicas: evolução da análise aerodinâmica e desafios encontrados
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::AERODINAMICA
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Resumo
Turbinas eólicas de eixo horizontal (TEEH) são o tipo mais comum de geração de energia
através do vento, uma vez que essas turbinas têm sido de grande importância para diminuir
os impactos ambientais gerados pela utilização de combustíveis fósseis, além da crescente
participação de energias eólicas na matriz energética global. Com o constante avanço tecnológico,
as TEEHs tiveram suas dimensões aumentadas, sendo necessários modelos que consigam predizer
mais características de desempenho incluindo efeitos como interação fluido-estrutura, esteira
turbulenta e ventos com guinada. Neste trabalho foi feito um apanhado geral da teoria de turbinas
eólicas e os desafios existentes na análise das TEEHs, a fim de aperfeiçoar os conhecimentos sobre
aerogeradores no âmbito aerodinâmico, uma vez que modelos mais confiáveis são necessários,
modelos estes que consigam capturar fenômenos importantes como interação fluido-estrutura,
efeitos aeroelásticos e esteira turbulenta. Estudos recentes que visam incluir tais fenômenos
em suas análises foram levados em consideração, de modo que a tecnologia se torne cada vez
mais acessível, fomentando a criação de novos empregos e diversificando a matriz energética da
região que permite a utilização de tal tecnologia.
Abstract
Horizontal-axis wind turbines (HAWTs) are the most common type of wind power generation,
since these turbines have been of great importance to decrease the environmental impacts
generated by the use of fossil fuels, since the increasing participation of wind energy in the global
energy matrix. With the constant technological advances, HAWTs have had their dimensions
increased, requiring models that can predict more performance characteristics including effects
such as fluid-structure interaction, turbulent wake and yawed winds. This paper provides an
overview of wind turbine theory and the challenges in the analysis of HAWTs in order to improve
the knowledge of wind turbines in the aerodynamic domain, since more reliable models are
needed that can capture important phenomena such as fluid-structure interaction, aeroelastic
effects, and turbulent wake. Recent studies that aim to include such phenomena in their analysis
have been taken into consideration, so that the technology becomes more and more accessible,
fostering the creation of new jobs and diversifying the energy matrix of the region that allows
the use of such technology.
Palavras-chave
Turbinas eólicas, Wind turbines, TEEH, HAWT, Aerodinâmica, Aerodynamics, CFD, CFD, Interação fluido-estrutura, Fluid structure interaction, Aeroelasticidade, Aeroelasticity, Esteira turbulenta, Turbulent wake, Escoamento com guinada, Yawed inflow, Escoamento dinâmico, Dynamic inflow, Estol dinâmico, Dynamic stall
Citação
QUEIROZ, Eduardo Henrique Moreira de. Turbinas eólicas: evolução da análise aerodinâmica e desafios
encontrados. 2021. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021.