quarta-feira, 3 de junho de 2015

Uso do Princípio de SUBTRAÇÃO em turbina eólica

No post anterior fizemos uma análise simplificada de alguns exemplos de produtos cuja característica do emprego do Pensamento Inventivo Sistemático é a subtração.
Pois existem produtos mais complexos do que aqueles mostrados naquela postagem, e agora iremos nos ocupar de um deles, que é uma solução muito interessante para moinhos de vento geradores de energia.

A empresa espanhola Vortex Bladeless está propondo uma forma radical para gerar energia eólica que demonstra uma solução fora do senso comum para este tipo de instalação.
A ideia desta empresa é a Vortex, uma turbina eólica sem lâminas, que se parece com um mastro gigante apontando para o céu, e cujo objetivo é o mesmo das outras turbinas eólicas conhecidas: gerar energia por meio da conversão da energia cinética em energia elétrica.


Figura 1 – Turbina Vortex, que usa um movimento circular da torre em torno de um eixo. Os sulcos na estrutura da turbina seguem o mesmo princípio do parafuso de Arquimedes.

Em vez de capturar a energia através do movimento de uma hélice, o Vortex aproveita o efeito aerodinâmico da vorticidade convertida em movimentos giratórios da torre.

Os problemas técnicos em se projetar este tipo de torre residem na amplificação incontrolada do movimento circular, que pode levar a frequências elevadas de rotação e, como a célebre ponte de Tacoma Narrows, entrar em ressonância e a chegar a um eventual colapso.

Para evitar este perigo, a forma do vórtice foi desenvolvida computacionalmente para assegurar que a energia cinética do vento ocorra de modo sincronizado ao longo da totalidade do mastro. "Os redemoinhos têm que trabalhar juntos para alcançar um bom desempenho", explica um engenheiro da Vortex. No seu protótipo atual, as torres são construídas usando um composto de fibra de vidro e fibra de carbono, o que permite que o mastro possa vibrar, tanto quanto possível, sem se auto destruir.
Na base do cone estão instalados dois anéis que flutuam sobre ímãs que, quando o cone oscila, os ímãs puxam o cone para o outro lado, fazendo as correções de equilíbrio dinâmico do mastro, independentemente da velocidade do vento. A energia cinética capturada é depois convertida em energia elétrica através de um alternador que multiplica a frequência de oscilação do mastro para melhorar a eficiência energética.

Seus fabricantes se orgulham do fato de que não há engrenagens, parafusos, ou partes mecânicas móveis, o que faz o produto mais barato de fabricar e manter. Os idealizadores do sistema reivindicam para seu Vortex Mini, que é de cerca de 15 metros de altura, a captura de até 40 por cento do poder do vento em condições ideais (isto é, quando o vento está soprando a cerca de 42 Km por hora). Com base em testes de campo, o Mini, em última análise capta 30 por cento menos do que as turbinas eólicas convencionais, mas essa deficiência é compensada pelo fato de que se pode colocar o dobro das turbinas Vortex no mesmo espaço ocupado por uma turbina de hélice.

A engenharia da Vortex diz que há algumas vantagens claras para o seu modelo: é mais barato de fabricar, totalmente silencioso e mais seguro para as aves, pois não existem lâminas para elas se chocarem ao voar. Os projetistas desta turbina afirmam que ela custaria cerca de 51% menos do que uma turbina tradicional cujos custos provêm das grandes lâminas usadas e do suporte do sistema. Além disso, segundo eles, esta turbina é algo "muito mais natural."

A empresa já levantou US $ 1 milhão do capital privado e de financiamento do governo da Espanha, e têm planos de fechar uma rodada de financiamento nos Estados Unidos em breve. Mas é claro que a tecnologia ainda tem um longo caminho a percorrer.

Os projetistas estão esperando para ter seu primeiro produto, uma turbina capaz de gerar 100 watts de energia elétrica, e que será utilizada em países em desenvolvimento antes do final do ano. O Mini de 15 metros estará pronto em um ano.

A concepção deste produto é um exemplo de uso da propriedade SUBTRAÇÃO presente no Pensamento Inventivo Sistemático, SIT. (Fonte: http://www.moreinspiration.com/)
Até a próxima postagem!



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