Influência do número de estágios no torque estático da turbina eólica Savonius

Abstract

A energia eólica para a geração de eletricidade cresceu muito nos últimos anos. Para sua extração são utilizadas turbinas eólicas, as quais convertem a energia cinética do vento em energia mecânica, que posteriormente é convertida em energia elétrica por um gerador. Dentre as turbinas de eixo vertical pode-se dar destaque àquelas do tipo Savonius. Os rotores Savonius apresentam vários parâmetros geométricos que influenciam no seu desempenho, dentre eles o número de estágios, e atualmente estão sendo realizados diversos trabalhos de Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) para avaliar a eficiência de diferentes configurações. Dessa forma, o objetivo principal deste trabalho é analisar com o auxílio da CFD a influência de diferentes números de estágios no torque estático da turbina Savonius. Para isso, foram avaliados rotores com um, dois e três estágios. As simulações de CFD foram realizadas utilizando o software SolidWorks Flow Simulation 2016, o qual resolve as equações de conservação utilizando o modelo de turbulência k-ε com funções de amortecimento e o método de discretização por Volumes Finitos. Através da avaliação das simulações foi possível definir que o rotor com um estágio é o que proporciona maior valor de torque estático à turbina Savonius, entretanto o aumento do número de estágio faz com que se diminua a dependência do rotor em relação à direção do escoamento.