Desenvolvimento de uma turbina eólica com rotor contra-rotativo e carenado: análise técnica e econômica

Abstract

In order to limit the increase in average global temperature to 1.5°C, it will be necessary to triple the installed capacity of renewable energies by 2030, and wind energy is one of the most mature options for this objective. In addition to increasing the number of wind turbines in operation, it is feasible to increase the unit's annual production by using counter-rotating and fairing rotors, which are the subject of this study. Evaluating the aerodynamic design and economic viability using NREL's scalable business model resulted in a turbine with the same levelized cost of electricity compared to a conventional turbine, but with annual energy production (AEP) 83,71% higher, paying for CO2 emissions sooner and increasing profit by 83,72%, establishing itself as an effective environmentally and financially) and advantageous solutions to the challenges of energy transition and climate change mitigation.

Almejando limitar o aumento da temperatura média global a 1,5°C, será necessário triplicar a capacidade instalada das energias renováveis até 2030,sendo a energia eólica uma das opções mais maduras para este objetivo. Além de aumentar o número de turbinas eólicas em operação, é viável aumentar a produção anual da unidade por meio do uso de rotores contra-rotativos e carenados, objeto de estudo do trabalho. Avaliando o projeto aerodinâmico e viabilidade econômica através de um modelo de negócio escalável da NREL, resultou-se em uma turbina com o mesmo custo nivelado de eletricidade em relação a uma turbina convencional, porém, com uma produção de energia anual (AEP) 83,71% maior, pagando as emissões de CO2 mais cedo e aumentando o lucro em 83,72%, estabelecendo-se como uma solução eficaz (ambientalmente e inanceiramente) e vantajosa para os desafios da transição energética e mitigação das mudanças climáticas.