Proposição de um sistema quebra-vento para estabilização de fluxo e redução da turbulência a montante de aerogeradores

Abstract

O trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema quebra-vento para turbinas eólicas de eixo horizontal, com o objetivo de reduzir a turbulência a montante do aerogerador, estabilizando o fluxo de ar e aumentando a vida útil dos aerogeradores, sem prejuízos de produção. A motivação surge da crescente demanda por fontes renováveis e dos desafios enfrentados por parques eólicos em regiões com escoamento atmosférico instável, que comprometem a produção de energia devido a paradas constantes de produção ou quebras. A solução consiste em projetar defletores em forma de aletas, inspirados em aplicações agrícolas, para controlar o fluxo de entrada nas turbinas. Para auxiliar o processo, são utilizadas ferramentas CFD (Dinâmica dos Fluidos Computacional) para realizar simulações numéricas de diferentes geometrias, variando inclinação das aletas, espaçamento e espessura. A metodologia inclui a criação de malhas computacionais, testes de independência de malha e aplicação de modelos de turbulência como o k-ω SST. As simulações avaliam condições de torque estático, tensão cisalhante e comportamento do fluxo turbulento A análise dos dados permite identificar configurações que otimizam a produção energética sem comprometer a estabilidade estrutural da turbina, variando a velocidade do fluxo eólico. Ao final, espera-se obter uma geometria ideal de quebra-vento que possa ser aplicada em parques eólicos, contribuindo para a redução de falhas operacionais e para o avanço tecnológico na geração de energia limpa, especialmente em regiões com condições ambientais adversas.