banco baterias 2

CAPÍTULO 3

PROPOSIÇÃO DO SISTEMA

3.1 - Energia Eólica x Energia Solar.

As fontes alternativas de energia mais difundidas são a energia eólica e a energia

solar. A energia solar só é viável em lugares de grande incidência do sol e a energia eólica

requer que a região apresente potencial eólico suficiente. A região nordeste do Brasil, devido

à proximidade do equador e às características climáticas, é propícia ao uso da energia solar. A

viabilidade do uso da energia eólica depende das características locais do vento, sendo que o

potencial eólico deve ser analisado cuidadosamente antes de se optar por este tipo de geração.

A grande dificuldade ainda encontrada nos sistemas de aproveitamento da energia

solar é o custo ainda elevado das células fotovoltaicas. Até o presente, o custo de um

aerogerador é ainda mais baixo que o de um painel solar de potência equivalente. Além disso,

o custo por kW de um aerogerador decresce com o aumento da potência enquanto que o custo

por kW de um sistema fotovoltaico mantém-se, praticamente, constante com o aumento da

potência.

Por exemplo, um sistema fotovoltaico de potência variando entre 30 W e 50 W tem

custo aproximado entre US$500,00 e US$700,00. Se considerarmos o aumento de custo de

um sistema fotovoltaico proporcional à potência, o custo de um sistema de 500 W será de

US$3.500,00. O aerogerador comercial MARINER H500, produzido pela Whisper, tem preço

anunciado de US$1290,00. Neste caso, o sistema fotovoltaico apresenta custo de

aproximadamente 2,7 vezes o custo de um sistema eólico equivalente. Outro fabricante de

aerogeradores, a Bergey, afirma que o seu aerogerador BWC 1500-PD utilizado para

bombeamento de água é duas ou três vezes mais barato que um sistema à energia solar

equivalente. Dessa forma, a experiência desses fabricantes mostra que os pequenos

aerogeradores têm potencial de aplicação e são mais baratos, em termos de custo inicial, que

os sistemas à energia solar.

Proposição do Sistema - 23

Neste trabalho, a opção pela energia eólica foi feita tendo-se em vista a característica

de baixo custo. Do ponto de vista da disponibilidade dos ventos, praticamente toda a faixa

litorânea do Ceará apresenta bom potencial eólico [5]. Muitas localidades do interior também

apresentam potencial eólico apreciável, mas em geral, menor que o da faixa litorânea.

3.2 - Esquema Básico do Sistema Proposto.

Todo projeto tem como objetivo atender certas especificações pré-definidas. Neste

trabalho, desenvolveu-se um sistema de aproveitamento da energia eólica baseado nas

seguintes especificações:

- atender às necessidades de consumo de uma pequena residência rural; - baixo custo; - baixa manutenção; - propiciar o fornecimento contínuo, ou praticamente contínuo, de energia;

Tendo em vista as especificações acima, montou-se o diagrama em blocos do sistema a ser

desenvolvido, mostrado na Figura 3.1.

ROTOR GERADORVENTO

BANCO DEBATERIASCARGAS

Figura 3.1 - Diagrama em Blocos das Principais Partes do Sistema.

A Figura 3.1 mostra apenas as principais partes do sistema; outros blocos serão

incluídos à medida que forem sendo abordados no texto. As características de potência

gerada, baixo custo e manutenção podem ser obtidas através da escolha apropriada do rotor e

gerador. O banco de baterias assegura o fornecimento de energia às cargas nos horários de

pouco ou nenhum vento. Dessa forma, o sistema mostrado na Figura 3.1 pode atender as

especificações desejadas.


3.3 - Dimensionamento da Potência Contínua.

A potência contínua que o sistema deve ser capar de fornecer é função da carga que se

quer alimentar. O dimensionamento do sistema será feito com base no consumo estimado de

uma pequena residência. A Tabela 3.1 mostra as cargas, potência e consumo estimados para

uma residência rural simples. O consumo diário é obtido multiplicando-se a potência pela

quantidade e pelo tempo de uso.

Tabela 3.1 - Cargas e Consumo Estimado de uma Residência Rural Simples.

Carga Potência

(W)

Quantidade Tempo de uso

(horas)

Consumo diário

(kWh)

Lâmpada fluorescente 15 7 5 0,53

Geladeira 100 1 24 2,40

Televisor 80 1 5 0,40

Rádio 20 1 12 0,24

Bomba D’água 500 1 5 2,50

Forrageira 500 1 2 1,00

CONSUMO DIÁRIO TOTAL==> 7,07 kWh

A potência média que o sistema deve ser capaz de fornecer continuamente é dada pela

equação (3.1).

P Consumo diario total24h

7,07 kWh24h

295 W 300 Wmed = = = ≈ [W] (3.1)


3.3.1 - Dimensionamento do Inversor das Cargas.

Já que todas as cargas indicadas na Tabela 3.1 são geralmente projetadas para

trabalhar em ca do sistema de distribuição, é necessário que o sistema seja dotado de um

conversor cc/ca para converter a energia das baterias. O dimensionamento do inversor deve

ser feito de acordo com a potência nominal, fator de demanda e característica de operação das

diversas cargas. É importante notar que apesar do consumo da geladeira ser estimado em

apenas 100 W, na partida esta pode consumir 20 vezes, ou mais, a potência nominal. Este

mesmo problema ocorre com os motores monofásicos da bomba d’água e forrageira. Dessa

forma, o inversor deve ser especificado de tal modo que possa suportar a partida desses

equipamentos. Na verdade, esse é um grande problema que ocorre nos sistemas de pequena

potência. Uma solução para esse problema é especificar um inversor de potência elevada, o

que não é viável em termos de custo. Outra opção é adaptar às cargas ao inversor, ou seja,

utilizar cargas que apresentem melhor característica de partida. Por exemplo, no caso da

geladeira, pode-se utilizar uma geladeira resistiva no lugar de uma geladeira com compressor

convencional. Também podería-se utilizar uma bomba d’água vibratória no lugar de uma

convencional que utiliza motor de indução.

Considerando-se que a bomba d’água e a forrageira nunca trabalham juntas e que o

consumo máximo ocorre à noite, quando todas as cargas estão ligadas (com exceção da

forrageira), têm-se que a potência nominal do inversor deve ser de pelo menos 715 W.

Adicionando-se o inversor das cargas na Figura 3.1, obtém-se a Figura 3.2.

ROTOR GERADORVENTO

BANCO DEBATERIASCARGAS INVERSOR

Figura 3.2 -Diagrama em Blocos do Sistema Incluindo Inversor das Cargas.


3.4 - Escolha do Tipo de Gerador.

O gerador é a máquina que realiza a conversão de energia mecânica em energia

elétrica. Vários tipos de geradores são utilizados em sistemas eólicos, dentre eles pode-se

citar:

- gerador do tipo de imã permanente;

- gerador de indução;

- gerador síncrono.

Dentre estes vários tipos listados, o gerador de indução trifásico, do tipo gaiola de

esquilo, destaca-se por suas características de construção simples, manutenção baixa e

robustez [25]. Na prática, pode-se utilizar um motor de indução convencional operando como

gerador, obtendo-se também as características de baixo custo e disponibilidade no comércio;

estas foram as razões pelas quais se adotou o GIT neste trabalho.

O número de pólos é uma característica básica da máquina de indução que define a sua

velocidade de operação; 3600 rpm, 1800 rpm, 1200 rpm e 900 rpm são as velocidades

síncronas de uma máquina de 2, 4, 6 e 8 pólos, respectivamente. As máquinas de 2 e 4 pólos

são mais comumente utilizadas e encontradas no comércio, enquanto que as de 6 e 8 pólos são

menos comuns e estão disponíveis somente em lojas mais especializadas. Além disso,

verifica-se na prática que quanto maior o número de pólos de uma máquina maior o seu

tamanho, maior o custo e menor o rendimento. Na escolha do número de pólos da máquina

levou-se em conta as seguinte considerações:

1) deseja-se utilizar uma máquina de custo baixo;

2) a máquina adotada deve ser facilmente encontrada comercialmente;

3) devido à característica de rotação baixa dos rotores eólicos, deve-se escolher uma

máquina que possa operar com bom rendimento em velocidades baixas.

As máquinas que melhor atendem os itens 1) e 2) são as máquinas de 2 e 4 pólos. A análise

do item 3) é mais complexa e exige maior cuidado, pois o rendimento da máquina é função do

número de pólos e também da potência nominal. Esta análise será feita com detalhes no

capítulo 5.

Adotou-se neste trabalho a MIT de 4 pólos, que apresentou as melhores características

de custo e rendimento para operação em velocidades baixas.


3.4.1 - Operação da Máquina de Indução como Gerador.

Uma MIT funciona como gerador quando o seu eixo é movido por uma máquina

primária à velocidade maior que a velocidade síncrona (escorregamento negativo). Devido as

características construtivas e princípio de operação da MIT, a operação como gerador exige

um meio para promover a sua excitação. Essa excitação é normalmente provida pelo sistema

de distribuição, por um banco de capacitores ou por um inversor. No caso do uso do GIT em

sistema isolado, apenas as duas últimas opções podem ser utilizadas. A Figura 3.3 mostra

algumas configurações para operação isolada do GIT.

GERADOR DEINDUÇÃO

BANCO DECAPACITORES

CARGA ca

GERADOR DEINDUÇÃO

BANCO DECAPACITORES

INVERSORCARGA caRETIFICADOR

ELO CC

(a) (b)

CARGAca

INVERSORGERADORDE INDUÇÃO

C

CARGA ca

INVERSOR

GERADORDE INDUÇÃO

BANCO DEBATERIAS

(c) (d)

INVERSORGERADORDE INDUÇÃO INVERSOR CARGA ca

BANCO DEBATERIAS

(e)

Figura 3.3 - Diversas Configurações para Operação do Gerador de Indução.

A configuração mais tradicional e simples é mostrada na Figura 3.3(a), onde um banco

de capacitores é utilizado para promover a auto-excitação e a carga ca é conectada

diretamente nos terminais do gerador [2, 15, 18, 27]. Neste tipo de configuração, a variação

da tensão e freqüência nos terminais do GIT depende da velocidade de rotação, da


capacitância de excitação e também da carga conectada. Além disso, o valor da capacitância

aumenta muito quando se diminui a freqüência, tornando esse tipo de configuração

impraticável para operação em velocidades baixas [4, 21]. O diagrama mostrado na Figura

3.3(b) sugere a utilização de um elo cc de forma a obter tensão e freqüência estáveis na carga

para operação do GIT em velocidade variável [19]. Neste caso, a faixa de velocidade de

operação ainda é limitada devido ao uso da excitação por meio de capacitores.

O desenvolvimento da eletrônica de potência abriu caminho para utilização dos

conversores cc-ca como excitadores estáticos na operação do GIT. As Figuras 3.3(c), 3.3(d) e

3.3(e) apresentam três possíveis configurações.

Na Figura 3.3(c), pode-se ver uma configuração em que o banco de capacitores é

substituído por um inversor estático com um capacitor acoplado na sua entrada [28]. Neste

caso, no início da operação, o capacitor C é carregado com uma tensão inicial. Após ser

estabelecido o processo de auto-excitação, a tensão no capacitor aumentará até ser atingido

um valor de equilíbrio que dependerá do ponto de operação do GIT e do tipo de controle

utilizado no inversor. Este tipo de configuração permite a operação do GIT em uma ampla

faixa de velocidades. No entanto, devido à carga estar conectada nos terminais do gerador, a

faixa de velocidade de operação estará sujeita à faixa de operação estabelecida pela carga.

A Figura 3.3(d) é chamada de configuração de compensação série devido ao fato do

gerador estar situado entre a fonte de excitação e a carga, comportando-se como um elemento

em série [16]. Neste caso, o banco de baterias serve para fornecer a excitação inicial bem

como elemento de armazenamento da energia gerada que não é consumida pela carga. Nesta

configuração, a faixa de velocidade de operação também está sujeita aos limites impostos pela

carga ca.

A Figura 3.3(e) mostra um tipo de configuração que é propicia à operação do GIT em

uma ampla faixa de velocidades [16]. Neste caso, devido à inserção de um banco de baterias

entre o GIT e a carga, pode-se suprir a carga com freqüência e tensão estáveis sem aplicar

nenhuma restrição à velocidade de operação do gerador. O banco de baterias, serve como

elemento armazenador de energia e garante o suprimento da carga em horários em que pouca

ou nenhuma energia é gerada. Além disso, o controle do ponto de operação do GIT é bastante

simples, pois não depende da carga. Esta é a configuração que foi utilizada no

desenvolvimento deste trabalho, pois possibilita a operação do GIT em uma ampla faixa de


velocidades, permite armazenar parte da energia gerada e é facilmente controlada.

Outras configurações para operação do GIT através do uso de capacitores podem ser

encontradas na literatura, mas em todas elas persiste o problema de não ser permitido operar

em velocidades baixas, inerente ao uso dos capacitores [1, 26, 29].

Sabendo-se agora o tipo e configuração do gerador, pode-se adicionar ao esquema

básico o inversor para excitação do gerador. Assim, obtém-se o diagrama em blocos mostrado

na Figura 3.4.

ROTOR GERADORVENTO

BANCO DEBATERIASCARGAS INVERSOR-

CARGAS

INVERSOR-EXCITACAO

Figura 3.4 -Diagrama em Blocos do Sistema Incluindo Inversor da Excitação.

A Figura 3.4 mostra o tipo de configuração que é proposta neste trabalho. Nos ensaios

de laboratório, o inversor das cargas e as cargas propriamente ditas não foram implementadas,

sendo toda a energia gerada armazenada no banco de baterias. É importante notar que esta

limitação na implementação não afeta o funcionamento do gerador, pois o banco de baterias

funciona como um barramento cc que torna o funcionamento do gerador independente das

cargas (considerando-se que a tensão do banco de baterias é praticamente constante e

qualquer variação devido às cargas é desprezível).

3.4.2 Testes Preliminares do Gerador de Indução

A fim de obter empiricamente uma idéia da viabilidade de operação do gerador de

indução em velocidades baixas, testes preliminares foram realizados. Estes testes foram feitos

utilizando-se uma MIT de laboratório, com características similares às da máquina comercial

que se previa inicialmente utilizar. O sistema utilizado nestes testes foi basicamente o mesmo

da montagem final, a não ser pela utilização de tensão e potência reduzidas e ausência de

controle (malha aberta). Estes ensaios foram importantes para a definição do sistema e os

resultados obtidos conseguiram realmente prever o comportamento do sistema final. Nos


experimentos realizados, verificou-se que: 1) o rendimento máximo (o rendimento é função

da velocidade e escorregamento) variou entre 45% e 70% nas velocidades variando entre 180

rpm e 400 rpm; 2) o rendimento aumentava com o aumento da velocidade e diminuía

rapidamente para velocidades abaixo de 180rpm. O rendimento à 300 rpm ficou em torno de

60%. A partir da característica obtida nestes testes, assumiu-se que a velocidade nominal do

gerador deveria estar em torno de 300 rpm; esta é a velocidade mais baixa de operação que

apresenta ainda um rendimento “razoável”, sendo o critério “razoável” adotado

arbitrariamente como equivalente ao rendimento de 60%. Deve ficar bem claro que essa

análise foi realizada em uma máquina experimental e teve como objetivo a estimação de uma

primeira aproximação do ponto de operação.

3.5 - Dimensionamento do Rotor.

O dimensionamento do rotor depende essencialmente da potência convertida desejada,

do potencial eólico (velocidades do vento) e da velocidade nominal do eixo. O tamanho do

rotor é determinado pela potência convertida e potencial eólico enquanto o tipo e perfil do

rotor é determinado pela velocidade do vento e pela velocidade do eixo.

3.5.1 - Levantamento do Potencial Eólico.

A primeira coisa a ser feita no estudo da viabilidade da utilização de um sistema à

energia eólica é verificar o potencial eólico do local de implantação. Deve-se ter informação

suficiente e confiável sobre a intensidade e regularidade do vento local; estas informações são

necessárias ao correto dimensionamento do sistema. Se o local não apresentar ventos com

intensidade e regularidade suficientes, deve-se estudar a implantação de outro tipo de fonte de

energia, como a energia solar.

Em geral, a velocidade mínima de vento para a qual os sistemas eólicos começam a

operar está em torno de 3,5 m/s. A velocidade mínima requeria depende do tipo e escala do

sistema eólico, sendo que os sistemas de grande potência requerem velocidades mínimas de

6m/s. Ventos com intensidade de 6m/s ou maior são disponíveis em muitas localidades.

O valor médio e o valor médio cúbico da velocidade do vento pode ser calculado

através das equações (3.2) e (3.3), respectivamente.

v_ 1

Tv dt1= ∫ [m/s] (3.2)


vT

v dt3313

_= ∫

1 [m/s] (3.3)

As equações discretas equivalentes a (3.2) e (3.3) são dadas por (3.4) e (3.5), respectivamente.

v_ 1

Tv ti i= ∑ ∆ [m/s] (3.4)

vT

v t33i3

i

_= ∑1

∆ [m/s] (3.5)

onde: ∆ é o tempo da i-ésima amostra; t i

T i= t∑∆ e i=1,2,3...n, sendo n o número de amostras.

Na prática, somente as equações (3.4) e (3.5) são utilizadas, pois as medidas da

velocidade do vento são tomadas discretamente. Desde que a potência do vento é

proporcional ao cubo da velocidade, a potência média do vento deve ser estimada a partir do

valor médio cúbico calculado através de (3.3) ou (3.5). É ainda importante notar a inigualdade

dada pela equação (3.6).

(3.6) v3_ _≥ v

Conclui-se que se o valor médio for utilizado na equação (2.8) para calcular a potência média

do vento, será obtido um valor menor que ou igual a potência real do vento. Portanto, o uso

do valor médio pode levar ao sobre-dimensionamento do sistema. À rigor, para obter-se o

valor real da potência média do vento, deve-se utilizar o valor médio cúbico.

A partir dos dados à respeito do vento local, pode-se então calcular a velocidade

média cúbica do vento que pode ser utilizada na equação (2.8) para determinar a potência

média do vento. O dimensionamento do sistema será feito assumindo-se que a potência média

do vento é equivalente à velocidade do vento de 6 m/s [5].


3.5.2 - Dimensionamento do Tamanho do Rotor.

O tamanho do rotor é dimensionado a partir dos dados da velocidade do vento e da

potência mecânica que deve estar disponível no eixo do gerador. A velocidade do vento,

conforme o item 3.5.1, foi considerada igual a 6m/s. O cálculo da potência do vento depende

do rendimento total do sistema, pois a potência convertida pelo rotor deve ser suficiente para

compensar todas as perdas do sistema e suprir a potência média da carga, determinada no item

3.3.

Considerou-se que as perdas mecânicas por atrito estão embutidas no rendimento do

rotor ou gerador (devido ao acoplamento direto, as perdas mecânicas são reduzidas). Também

assumiu-se que toda a energia gerada é armazenada no banco de baterias (na prática, ocorre

que parte da energia gerada alimenta diretamente a carga). Sendo assim, a potência do vento

necessária é dada pela equação (3.7).

P =P

C . . . .vmed

p g ig b icη η η η [W] (3.7)

A Tabela 3.2 fornece a definição dos parâmetros de rendimento da equação (3.7), os valores

estimados e as justificativas da estimação.

Tabela 3.2 - Rendimentos do Sistema.

Parâmetro Valor Justificativa

Pmed : Potência média da carga

300 W Determinada conforme item 3.3

Cp : Coeficiente de Potência.

0,40 O coeficiente máximo dos rotores modernos de 1,2 ou 3 pás varia entre 0,40 e 0,45. Adotou-se o valor de

0,40 de forma a tornar o projeto mais robusto.

ηg : rendimento do gerador.

0,60 De acordo com os resultados de testes preliminares (ítem 3.4.2) feitos com um gerador de indução, o rendimento estimado foi de 60% para n =300rpm.

ηig : rendimento do inversor do gerador.

0,90 Estimou-se o rendimento do inversor em 90%

ηb : rendimento do banco de baterias.

0,80 A eficiência das baterias de chumbo-ácido e níquel cádmio está em torno de 80% [23].

ηic : rendimento do inversor das cargas.

0,90 Estimou-se o rendimento do inversor em 90%


Aplicando-se os valores dados na Tabela 3.2 na equação (3.7), obtém-se (3.8).

P = 3000,40 0,60 0,90 0,80 0,90v ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

= ≈300

0 1561930

, [W] (3.8)

O fluxo de potência ao longo do sistema pode ser visualizado com clareza na Figura 3.5.

ROTORVENTO(1930 W) Cp=0,40

(772 W) GERADOR

ηg=0,60(463 W)

INVERSORDO GERADOR

ηig=0,90

(417 W) BANCO DEBATERIASηb=0,80

(333 W)(463 W)

INVERSORDAS CARGAS

ηic=0,90

(300 W) CARGAS(333 W)Pmed=300 W

Figura 3.5 - Diagrama do Fluxo de Potência no Sistema Eólico Proposto.

Observa-se na equação (3.8) que o rendimento total do sistema está em torno de 15%. Dessa

forma, para se obter 300 W disponíveis para a carga, o rotor deve ter uma área de captação

que compreenda uma potência eólica de 1930 W para a velocidade de vento média de 6m/s

(velocidade de vento nominal do projeto).

O raio do rotor pode ser determinado a partir de (2.8). Isolando-se R em (2.8) obtém-se (3.9).

R Pv

v=⋅1806 3,

[m] (3.9)

Aplicando-se os valores numéricos de Pv=1930 W e v = 6 m/s em (3.9), pode-se calcular o

raio do rotor como mostrado em (3.10).

R =⋅

=1930

1806 62 223,

, [m] (3.10)


3.5.3 Escolha do Tipo de rotor.

Existem dois tipos básicos de rotor: rotor de eixo horizontal e rotor de eixo vertical.

Devido às características de construção simples e rendimento superior apresentadas pelo rotor

de eixo horizontal, este foi adotado neste trabalho. De fato, os rotores de eixo horizontal são

os mais difundidos atualmente.

Dentre os vários tipos de rotores de eixo horizontal existentes, os rotores modernos de

múltiplas pás têm sido os mais empregados. Devido ao desenho aerodinâmico moderno, estes

rotores apresentam os melhores rendimentos. Por este motivo, foi adotado o rotor moderno de

eixo horizontal, cujo número de pás é determinado a seguir.

Por motivos de custo e obtenção de maior simplicidade no sistema, definiu-se que o

sistema seria de acoplamento direto. Neste caso, o rotor é acoplado diretamente ao eixo do

gerador, sem a presença de redutores ou multiplicadores de velocidade. Desde que assumiu-se

como 300 rpm a velocidade nominal do gerador, o rotor deve ser dimensionado de forma a

apresentar essa rotação na condição de vento nominal (6m/s).

Utilizando-se a equação (2.20) para R=2,22 e variando-se os valores de λ e v, obtém-

se a Tabela 3.3.

Tabela 3.3 - Velocidade do Eixo do Rotor(rpm) em Função da Velocidade do Vento e de λ; R=2,22 m.

Velocidade do vento (m/s) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

λ=7 90 120 151 181 211 241 271 301 331 361 391 422 452 λ=8 103 138 172 206 241 275 310 344 379 413 447 482 516 λ=9 116 155 194 232 271 310 348 387 426 465 503 542 581 λ=10 129 172 215 258 301 344 387 430 473 516 559 602 645 λ=11 142 189 237 284 331 379 426 473 520 568 615 662 710 λ=12 155 206 258 310 361 413 465 516 568 619 671 723 774 λ=13 168 224 280 336 391 447 503 559 615 671 727 783 839 λ=14 181 241 301 361 422 482 542 602 662 723 783 843 903 λ=15 194 258 323 387 452 516 581 645 710 774 839 903 968


De acordo com os testes preliminares do gerador de indução, descritos no item 3.4.2, a

velocidade de operação do rotor deve estar em torno de 300 rpm. Observando-se na Tabela

3.3 a coluna referente à velocidade do vento de 6m/s (coluna em destaque) conclui-se que,

para obter-se a rotação rotórica desejada de 300 rpm, o rotor deve operar com λ entre 11 e 12.

O valor exato de λ pode ser calculado à partir de (2.20), sendo igual a 11,62. Desde que

assumiu-se Cp =0,40 no item 3.5.2, conclui-se que o rotor deverá ser capaz de operar com Cp

maior ou igual a 0,40 para λ igual a 11,62. De acordo com a Figura 3.6, o rotor que mais se

adequa a estes valores de Cp e λ é o rotor de 2 pás, pois pode-se ver que para λ=11,62 pode-se

obter um valor de Cp maior que 0,40 [9].

Figura 3.6 - Característica Cp x λ para Rotores Modernos Típicos de 1,2,3 e 4 Pás.

Na Figura 3.6 pode-se ainda observar que:

- os rotores com maior número de pás apresentam Cp máximo maior que os rotores

com menor número;

- quanto menor o número de pás, maior é o valor de λ para o qual o rotor apresenta Cp

máximo. Em outras palavras, os rotores com menor número de pás operam em rotação

mais elevada.


3.6 - Dimensionamento do Banco de Baterias.

A capacidade do banco de baterias será determinada considerando-se que deseja-se

armazenar energia suficiente para suprir a carga durante todo um dia, sem que haja nenhuma

geração. Considerando-se baterias de 12 Volts, pode-se calcular a capacidade de

armazenamento necessária da equação (3.11).

Q Consumo Diario (Wh)12V

707012

589bb = = = [A.h] (3.11)

Considerando-se baterias de 150 Ah e um fator de carga de 60% (este fator indica que

a bateria só será descarregada em até 60% do valor nominal), pode-se determinar o número de

baterias através da equação (3.12).

N QF Q

589Ah0,60 150Ah

6,54 7 bateriasbbb

cb b

= =⋅

= ≈ (3.12)

Já que a amplitude da tensão de saída do inversor de excitação do gerador pode ser

ajustada pelo circuito de controle, estas baterias foram associadas em série de forma a obter-

se uma tensão cc de 84 Volts.

Neste capítulo definiu-se a configuração do sistema, o rotor foi dimensionado e

adotou-se a MIT como gerador. O modelamento matemático da MIT, apresentado no próximo

capítulo, serve como ferramenta para dimensionar esta máquina e possibilita traçar as curvas

características do sistema.

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