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Turbina Eólica

Sobre esta simulação

Esta simulação mostra uma turbina de três pás captando o ar em movimento. Os controles deslizantes ajustam a velocidade do vento, o passo das pás e a razão de velocidade na ponta, e os indicadores mostram a potência do vento que atravessa o rotor, o coeficiente de potência Cp, a potência elétrica e a velocidade do rotor. Os alunos percebem que a potência cresce rapidamente com a velocidade do vento, que uma turbina só consegue captar parte da energia do vento e que as configurações das pás fazem diferença. É indicada para aulas de energias renováveis, em que as duplas podem buscar as configurações que dão a melhor produção.

O que os alunos podem explorar

  • Aumente a Velocidade do vento de 6 para 12 m/s e compare o indicador Potência do vento através do rotor.
  • Altere o Passo das pás e veja o Coeficiente de potência Cp e a Potência elétrica responderem.
  • Mova a Razão de velocidade na ponta para cima e para baixo para descobrir onde o Cp é maior.
  • Leve a Velocidade do vento ao máximo e veja o que acontece com a Potência elétrica.
  • Reduza o vento para um valor bem pequeno e observe como o rotor produz pouca potência.

Objetivos de aprendizagem

  1. 1Explique que a potência do vento depende do cubo da velocidade do vento.
  2. 2Descreva por que uma turbina não consegue captar toda a energia do vento.
  3. 3Investigue como o passo das pás e a razão de velocidade na ponta alteram a produção.
  4. 4Compare a potência do vento através do rotor com a potência elétrica produzida.

Perguntas frequentes dos professores

É gratuita?

Sim, é gratuita. Funciona em qualquer navegador moderno, inclusive em lousas digitais e tablets, sem necessidade de cadastro.

Por que dobrar a velocidade do vento resulta em oito vezes mais potência?

A potência do ar em movimento depende do cubo da sua velocidade. Dobrar a velocidade dobra a massa de ar que passa a cada segundo e faz cada quilograma carregar quatro vezes mais energia, então a potência sobe por um fator de oito.

O que é o limite de Betz?

O limite de Betz diz que uma turbina pode captar no máximo cerca de 59 por cento da energia cinética do vento. Rotores reais chegam a aproximadamente 40 a 48 por cento, por isso o coeficiente de potência Cp nunca chega a 1.

Como uso a simulação da turbina eólica?

Arraste os controles deslizantes Velocidade do vento, Passo das pás e Razão de velocidade na ponta e leia os quatro quadros de resultado. Experimente mudar um controle de cada vez para ver qual tem o maior efeito.

Incorporar esta simulação

Coloque no seu AVA, blog ou site da turma — de graça.

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