Desenvolvimento de uma turbina de vórtices para geração de energia elétrica

Abstract

O crescimento populacional ampliou severamente a demanda por energia elétrica, seja para consumo doméstico ou industrial. Buscando mitigar os efeitos nocivos da geração de energia por queima de combustíveis fósseis, o desenvolvimento de tecnologias capazes de utilizar fontes limpas se tornou uma necessidade. Em um país como o Brasil, com grande potencial hídrico, torna-se de grande atratividade a exploração energética deste recurso. Como alternativa às grandes e tradicionais instalações hidrelétricas, as quais necessitam de grandes investimentos e intervenções no meio-ambiente, existem as turbinas de vórtice, uma tecnologia pouco difundida, mas com grande potencial. Este tipo de turbina requer para seu funcionamento apenas um desvio em uma pequena fração do fluxo do rio, canalizando a água através de um duto, com a geometria necessária para induzir a formação do vórtice que irá ceder energia para movimentar a turbina e gerar energia. Utilizando recursos de simulação numérica em CFD, foram analisadas as condições em que ocorrem este fenômeno, além de estudar as curvas de torque, potência e rendimento para uma dada geometria de turbina, em três condições de vazão diferentes, estas escolhidas por meio dos dados de regionalização de algumas bacias hidrográficas brasileiras. O resultado das simulações apresentou um fenômeno físico bastante coerente em relação aos demais estudos e artigos utilizados como base teórica, além de um cenário bastante promissor quando comparado às informações técnicas da principal empresa de referência. Assim, este estudo fornece condições suficientes para fomentar a viabilidade do desenvolvimento e instrumentação de um protótipo para realizações de testes em bancada visando validar os resultados obtidos.