Title

STUDY OF APPLICATION OF COMPOSITE MATERIALS FOR HORIZONTAL AXIS WIND TURBINE BLADES

ESTUDO DE APLICAÇÃO DE MATERIAIS COMPOSITOS PARA AS PÁS DE TURBINA EÓLICA DE EIXO

Authorship

Pires, Julio Cesar Pinheiro; Oliveira, Branca Freitas de

DOI

10.5151/2594-5327-34587

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Abstract

The most common material used for manufacturing blades for horizontal axis wind turbines is the fiberglass-reinforced polymer (FRP), or just fiberglass. The production aims to combine high performance with reduced cost in material and manufacturing process. While the low specific weight of a blade made of fiberglass can help in starting up, in a farm system under weak winds it may leads to reduced torque situations. Thus a large amount of variation in angular velocity and therefore on the specific velocity of the system could happens. Since the specific velocity is directly related to the coefficient of power, Cp, of a wind rotor, this article presents a study considering composite materials and appropriate geometries, designed to maximize the rotation of a small rotor (with fixed pitch angle) by virtual simulation with finite elements.

 

O material mais utilizado para fabricação de pás para aerogeradores atualmente é o plástico reforçado com fibra de vidro, ou simplesmente fibra de vidro, onde sua produção procura aliar alto desempenho com reduzido custo no material e no processo de fabricação. Ao passo que o baixo peso específico de uma pá em fibra de vidro pode auxiliar no arranque de um sistema eólico em regime de ventos fracos, seu torque será reduzido. Isso significa que uma grande quantidade de variação na velocidade angular e conseqüentemente na velocidade específica do sistema poderia acontecer. Estando essa velocidade específica diretamente relacionada com o coeficiente de potência, Cp, de um rotor eólico, este artigo apresenta um estudo com materiais compósitos projetados com objetivo de maximizar o giro do rotor de pequeno porte (com ângulo de passo fixo) através de simulação virtual por elementos finitos.

Keywords

wind energy, Composite materials, Finite Elements

energia eólica, Materiais Compósitos, Elementos Finitos