Otimização aerodinâmica de uma turbina bidirecional diagonal aplicada em usinas de coluna de água oscilante
energia ondomotriz, coluna de água oscilante, CFD, turbina diagonal, fluxo reverso.
Considerando o forte apelo ambiental das últimas décadas, onde líderes mundiais e a comunidade científica veem se empenhado em buscar soluções para mitigar e/ou impedir os impactos ambientais decorrentes das mudanças climáticas e do efeito estufa, a geração de eletricidade a partir de fontes de energias renováveis têm ganhado notoriedade, se mostrando como uma potencial solução para o problema.
Dentre todas as fontes de energia renováveis, a energia das ondas apresenta-se como uma fonte renovável promissora para atender a demanda crescente por geração de eletricidade e incrementar a matriz elétrica de países que possuam costa litorânea com potencial energético de ondas propício para a instalação de dispositivos conversores.
Dos dispositivos conversores de energia das ondas, o que mais destaca por sua simplicidade construtiva é o de coluna de água oscilante que possui como parte integrante de seu grupo gerador a turbina Wells de fluxo puramente axial. Entretanto, a turbina Wells já foi intensamente explorada por diversos pesquisadores no intuito de melhorar sua eficiência e ampliar a faixa operacional, possuindo assim pouco potencial para a implantação de melhorias.
Logo, este trabalho propõe a análise numérica do escoamento em regime permanente através da dinâmica dos fluidos computacional (CFD) da turbina ainda pouquíssimo explorada denominada de turbina diagonal de fluxo reverso.
Em uma primeira abordagem, a metodologia da simulação para obter as grandezas aerodinâmicas é validada através dos resultados experimentais apresentados na literatura aberta de referência.
Posteriormente, a análise do escoamento da turbina é realizada considerando apenas a vazão de projeto para diversas modificações geométricas propostas tanto na região do rotor como na da carcaça.
Finalmente, com base na segunda abordagem, são determinadas as possíveis variáveis geométricas de projeto a serem otimizadas por meio do CFD integrado à algoritmos de otimização baseados na construção de metamodelos.
Espera-se que para o protótipo otimizado sejam determinadas novas curvas de comportamento da turbina diagonal de fluxo reverso em função da potência requerida de um determinado local de aproveitamento na costa brasileira (local a definir) e seja realizada a análise de viabilidade econômica do projeto.